Gumpalan besar gunung berapi Tonga telah mencapai lautan rata-rata – 38 mil ke atmosfer

Gumpalan dari Honga Tonga – Hong Hapai bertindak seperti badai petir besar yang membumbung 58 kilometer (38 mil) ke atmosfer.

Ketika gunung berapi bawah laut meletus di dekat pulau kecil tak berpenghuni Honga Tonga – Hong Happi Pada Januari 2022, dua satelit cuaca diposisikan secara unik untuk memantau ketinggian dan lebar poros. Bersama-sama, mereka menangkap apa yang kemungkinan merupakan kolom tertinggi dalam catatan satelit.

Ilmuwan di[{” attribute=””>NASA’s Langley Research Center analyzed data from NOAA’s Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) and the Japanese Aerospace Exploration Agency’s (JAXA) Himawari-8, which both operate in geostationary orbit and carry very similar imaging instruments. The team calculated that the plume from the January 15 volcanic eruption rose to 58 kilometers (36 miles) at its highest point. Gas, steam, and ash from the volcano reached the mesosphere, the third layer of the atmosphere.

Prior to the Tonga eruption, the largest known volcanic plume in the satellite era came from Mount Pinatubo, which spewed ash and aerosols up to 35 kilometers (22 miles) into the air above the Philippines in 1991. The Tonga plume was 1.5 times the height of the Pinatubo plume.

“The intensity of this event far exceeds that of any storm cloud I have ever studied,” said Kristopher Bedka, an atmospheric scientist at NASA Langley who specializes in studying extreme storms. “We are fortunate that it was viewed so well by our latest generation of geostationary satellites and we can use this data in innovative ways to document its evolution.”

Animasi di atas menunjukkan pandangan stereoskopik gumpalan letusan Tonga saat naik, berevolusi, dan menyebar selama 13 jam pada tanggal 15 Januari 2022. Animasi dihasilkan dari pengamatan inframerah yang diperoleh setiap 10 menit oleh GOES-17 dan Himawari-8 Menurut pengamatan ini, ledakan awal dengan cepat naik dari permukaan laut ke 58 kilometer dalam waktu sekitar 30 menit. Tak lama kemudian, pulsa sekunder naik di atas 50 kilometer (31 mil), dan kemudian dipisahkan menjadi tiga bagian.

Ilmuwan atmosfer biasanya menghitung ketinggian awan menggunakan instrumen inframerah untuk mengukur suhu awan dan kemudian membandingkannya dengan model simulasi suhu dan ketinggian. Namun, metode ini didasarkan pada asumsi bahwa suhu menurun pada ketinggian yang lebih tinggi – ini benar di troposfer, tetapi tidak harus di lapisan tengah dan atas atmosfer. Para ilmuwan membutuhkan cara berbeda untuk menghitung tinggi: geometri.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai terletak di Samudera Pasifik kira-kira di pertengahan antara Himawari 8, yang berada di orbit geostasioner pada 140,7° Bujur Timur, dan GOES-17, pada orbit geostasioner pada 137,2° Barat. “Dari dua sudut satelit, kami mampu membuat ulang gambar tiga dimensi dari awan,” jelas Konstantin Khlobenkov, seorang ilmuwan di tim Langley NASA.

15 Januari 2022

Urutan gambar diam dari GOES-17 ini menunjukkan kolom dalam berbagai tahap pada 15 Januari. Perhatikan bagaimana bagian yang lebih panjang dari bulu-bulu di stratosfer dan mesosfer memberikan bayangan di bagian bawah.

Khlopenkov dan Bedka menggunakan teknik yang awalnya dirancang untuk mempelajari badai petir intens yang menembus stratosfer. Algoritme mereka mencocokkan pengamatan simultan dari lanskap awan yang sama dari dua satelit, kemudian menggunakan stereoskopi untuk membuat profil 3D dari awan yang naik. (Ini mirip dengan cara otak manusia melihat hal-hal dalam tiga dimensi menggunakan gambar dari dua mata kita.) Khlobenkov kemudian memverifikasi pengukuran stereoskopik menggunakan bayangan panjang yang dilemparkan oleh gumpalan tinggi di awan abu yang luas di bawah. Mereka juga membandingkan pengukuran mereka dengan analisis model GEOS-5 NASA untuk menentukan ketinggian lokal stratosfer dan troposfer pada hari itu.

bagian atas kolom tangga berjalan Hampir seketika karena kondisi atmosfer yang sangat kering. Namun, kanopi abu dan gas tersebar di stratosfir Pada ketinggian sekitar 30 kilometer (20 mil), akhirnya mencakup area seluas 157.000 kilometer persegi (60.000 mil persegi), lebih besar dari negara bagian Georgia.

“Ketika material vulkanik naik ke ketinggian ini di stratosfer, di mana angin tidak kencang, abu vulkanik, sulfur dioksida, karbon dioksida, dan uap air dapat diangkut ke seluruh Bumi,” kata Khlobinkov. Dalam dua minggu, gumpalan utama material vulkanik melayang di seluruh dunia, seperti yang diamati oleh Cloud-Aerosol Lidar dan Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), serta susunan pemetaan ozon dan profil pada satelit Suomi-NPP.

Ilmuwan atmosfer Ghassan Taha dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA mengatakan aerosol dari gumpalan itu bertahan di stratosfer selama sekitar satu bulan setelah letusan dan bisa bertahan selama satu tahun atau lebih. Emisi vulkanik dapat mempengaruhi Cuaca lokal dan iklim global. Namun, Taha mencatat, saat ini tidak mungkin bahwa semburan Tonga akan memiliki dampak iklim yang signifikan karena rendah sulfur dioksida – emisi vulkanik yang menyebabkan pendinginan – tetapi tinggi dalam uap air, yang merupakan kenaikan yang mengesankan.

“Kombinasi panas vulkanik dan jumlah uap air yang intens dari laut membuat letusan ini belum pernah terjadi sebelumnya. Itu seperti bahan bakar yang berlebihan untuk badai petir besar-besaran,” kata Bidka. “Gelombang gunung berapi naik 2,5 kali lebih tinggi daripada badai petir yang pernah kita lihat, dan menyebabkan letusan Jumlah petir yang luar biasa. Inilah yang membuat ini penting dari perspektif meteorologi.”

Gambar dan video NASA Earth Observatory oleh Joshua Stevens, menggunakan data yang disediakan oleh Christopher Bedka dan Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center, dan gambar GOES-17 yang disediakan oleh NOAA, National Environmental Satellite, dan Data and Information Service (NESDIS). Cerita oleh Sophie Bates, Tim Berita Ilmu Bumi NASA, dengan Mike Karlowicks.