Le panache du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai s’est comporté comme un méga-orage qui s’est élevé à 58 kilomètres (38 miles) dans l’atmosphère.
Lorsqu’un volcan sous-marin est entré en éruption près de la petite île inhabitée de Tonga. Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. en janvier 2022, deux satellites météorologiques étaient particulièrement bien placés pour observer la hauteur et l’étendue du panache. Ensemble, ils ont capturé ce qui est probablement le panache le plus haut enregistré par satellite.
Les scientifiques de ;” data-gt-translate-attributes=”[{” 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.”
L’animation ci-dessus montre une vue stéréo du panache de l’éruption de Tonga alors qu’il s’élevait, évoluait et se dispersait au cours des 13 heures du 15 janvier 2022. L’animation a été construite à partir d’observations infrarouges acquises toutes les 10 minutes par GOES-17 et Himawari-8. D’après ces observations, l’explosion initiale est rapidement passée de la surface de l’océan à 58 kilomètres en 30 minutes environ. Peu après, une impulsion secondaire s’est élevée à plus de 50 kilomètres (31 miles), puis s’est séparée en trois morceaux.
En général, les scientifiques de l’atmosphère calculent la hauteur des nuages en utilisant des instruments infrarouges pour mesurer la température d’un nuage, puis en la comparant aux simulations de température et d’altitude des modèles. Cependant, cette méthode repose sur l’hypothèse que les températures diminuent à des altitudes plus élevées, ce qui est vrai dans la troposphère, mais pas nécessairement dans l’atmosphère. les couches moyennes et supérieures de l’atmosphère. Les scientifiques avaient besoin d’une méthode différente pour calculer la hauteur : la géométrie.
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai est situé dans l’océan Pacifique, à peu près à mi-chemin entre Himawari-8, qui est en orbite géostationnaire à une longitude de 140,7° Est, et GOES-17, en orbite géostationnaire à 137,2° Ouest. “À partir des deux angles des satellites, nous avons pu recréer une image tridimensionnelle des nuages”, a expliqué Konstantin Khlopenkov, un scientifique de l’équipe de la NASA à Langley.
15 janvier 2022
Cette séquence d’images fixes de GOES-17 montre le panache à différents stades le 15 janvier. Notez comment les parties les plus hautes du panache dans la stratosphère et la mésosphère projettent des ombres sur les parties plus basses.
Khlopenkov et Bedka ont utilisé une technique qu’ils avaient initialement conçue pour étudier les orages violents qui pénètrent dans la stratosphère. Leur algorithme fait correspondre les observations simultanées de la même scène nuageuse par deux satellites, puis utilise la stéréoscopie pour construire un profil tridimensionnel des nuages élevés. (Cette méthode est similaire à la façon dont le cerveau humain perçoit les choses en trois dimensions à partir de deux images provenant de nos yeux). Khlopenkov a ensuite vérifié les mesures stéréoscopiques en utilisant la longueur des ombres que les panaches les plus hauts projettent sur les larges nuages de cendres en dessous. Ils ont également comparé leurs mesures avec une analyse du modèle GEOS-5 de la NASA afin de déterminer la hauteur locale de la stratosphère et de la troposphère ce jour-là.
La partie la plus haute du panache. sublimé presque immédiatement en raison des conditions extrêmement sèches dans la mésosphère. Cependant, un parapluie de cendres et de gaz s’est répandu dans la .stratosphère à une altitude d’environ 30 kilomètres (20 miles), couvrant finalement une zone de 157 000 kilomètres carrés (60 000 miles carrés), plus grande que l’État de Géorgie.
“Lorsque le matériau volcanique atteint cette altitude dans la stratosphère, où les vents ne sont pas aussi forts, les cendres volcaniques, le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau peuvent être transportés sur toute la Terre”, a déclaré Khlopenkov. En l’espace de deux semaines, le principal panache de matière volcanique a fait le tour du globe, comme l’ont observé le satellite CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation), ainsi que la suite Ozone Mapping and Profiler du satellite Suomi-NPP.
Les aérosols provenant du panache ont persisté dans la stratosphère pendant près d’un mois après l’éruption et pourraient y rester pendant un an ou plus, a déclaré le spécialiste de l’atmosphère Ghassan Taha du centre Goddard de la NASA.Centre de vol spatial. Les émissions volcaniques peuvent potentiellement affecter le temps local et le climat global. Cependant, M. Taha a noté qu’il semble actuellement peu probable que le panache de Tonga ait des effets significatifs sur le climat, car il contenait peu de dioxyde de soufre – l’émission volcanique qui provoque le refroidissement – mais beaucoup de vapeur d’eau, ce qui explique sa hauteur impressionnante.
“La combinaison de la chaleur volcanique et de la quantité d’humidité surchauffée provenant de l’océan a rendu cette éruption sans précédent. C’était comme un hyper-carburant pour un méga-orage”, a déclaré Bedka. “Le panache est monté 2,5 fois plus haut que n’importe quel orage que nous ayons jamais observé, et l’éruption a généré un nuage d’environ 1,5 million de tonnes. quantité incroyable d’éclairs. C’est ce qui rend cela significatif d’un point de vue météorologique. “
Images et vidéo de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Joshua Stevens, à partir de données fournies gracieusement par Kristopher Bedka et Konstantin Khlopenkov/NASA Langley Research Center, et d’images GOES-17 fournies gracieusement par la NOAA et le National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS). Article de Sofie Bates, de l’équipe Earth Science News de la NASA, avec Mike Carlowicz.
