El pirocúmulo de la erupción del Hunga Tonga alcanzó la Mesosfera, hasta los 58 Km de altitud
El pirocúmulo de la erupción del Hunga Tonga alcanzó la Mesosfera, hasta los 58 Km de altitud.
En enero de 2022, un volcán submarino hizo erupción cerca de la pequeña isla deshabitada de Tonga-Hunga Ha’apai. Dos satélites meteorológicos estaban en una posición única para observar la altura y el ancho de la columna.
Juntos capturaron lo que, probablemente, sea el pirocúmulo más alto en ser registrado por teledetección. Pero estos no fueron los únicos satélites que detectaron las perturbaciones provocadas por la erupción.
Otros satélites europeos también realizaron importantes mediciones, pertenecientes al programa Copérnico.
El pirocúmulo del Hunga Tonga alcanzó los 58 km de altura
Los científicos del Centro de Investigación Langley de la NASA analizaron datos del satélite GOES-17 de la NOAA y el Himawari-8 de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA). Ambos operan en órbita geoestacionaria y llevan instrumentos de imagen muy similares. El equipo calculó que el pirocúmulo de la erupción volcánica del 15 de enero se elevó a 58 kilómetros en su punto más alto.
El gas, el vapor y la ceniza del volcán llegaron a la mesosfera, la tercera capa de la atmósfera.
Antes de la erupción de Tonga, el pirocúmulo más alto conocido en la era de los satélites provino del monte Pinatubo. Arrojó cenizas y aerosoles hasta una altura de 35 kilómetros (22 millas) en Filipinas, en 1991. La columna de Tonga tenía 1,5 veces la altura del penacho del Pinatubo.
“La intensidad de este evento supera con creces la de cualquier nube de tormenta que se haya estudiado”, dijo Kristopher Bedka, científico atmosférico de la NASA, especializado en estudiar tormentas extremas. “Somos afortunados de que nuestra última generación de satélites geoestacionarios lo haya visto tan bien y podamos utilizar estos datos de formas innovadoras para documentar su evolución”.
La animación anterior muestra una vista del pirocúmulo de la erupción de Tonga a medida que ascendía, evolucionaba y se dispersaba en el transcurso de 13 horas el 15 de enero de 2022. La animación se construyó a partir de observaciones infrarrojas adquiridas cada 10 minutos por GOES-17 y Himawari-8. Según estas observaciones, la explosión inicial se elevó rápidamente desde la superficie del océano a 58 kilómetros en unos 30 minutos. Poco después, un pulso secundario se elevó por encima de los 50 kilómetros. Luego se separó en tres partes.
Por lo general, los científicos atmosféricos calculan la altura de las nubes utilizando instrumentos infrarrojos para medir la temperatura de los topes nubosos. A veces se le llama temperatura de brillo. Pero en este caso tan particular, los científicos necesitaban un método diferente para calcular la altura: la geometría.
El pirocúmulo, en tres dimensiones
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai se encuentra en el Océano Pacífico aproximadamente a mitad de camino entre el Himawari-8 y el GOES-17. El primero, que se encuentra a una longitud de 140,7°E, y el segundo a 137,2°W, ambos en órbita geoestacionaria. “Desde los dos ángulos de los satélites, pudimos recrear una imagen tridimensional de las nubes”, explicó Konstantin Khlopenkov, científico del equipo Langley de la NASA.
Esta secuencia de imágenes fijas del GOES-17 muestra el pirocúmulo en varias etapas el 15 de enero. Obsérvese cómo sus partes más altas, en la estratosfera y la mesosfera, proyectan sombras sobre las partes inferiores.
Khlopenkov y Bedka usaron una técnica que diseñaron originalmente para estudiar tormentas severas que penetran la estratosfera. Su algoritmo coincide con las observaciones simultáneas de la misma escena de nubes de los dos satélites. Después, utiliza la estereoscopia para construir un perfil tridimensional del pirocúmulo.
Esto es similar a la forma en que el cerebro humano percibe las cosas en tres dimensiones usando dos imágenes de nuestros ojos. Khlopenkov luego verificó las medidas estereoscópicas usando la longitud de las sombras que las columnas más altas proyectan sobre las amplias nubes de ceniza debajo. También compararon sus medidas con un análisis del modelo GEOS-5 de la NASA para determinar la altura local de la estratosfera y la troposfera ese día.
La parte superior del pirocúmulo se sublimó casi de inmediato debido a las condiciones extremadamente secas de la mesosfera. Sin embargo, un paraguas de ceniza y gas se esparció en la estratosfera a una altitud de unos 30 kilómetros (20 millas), cubriendo eventualmente un área de 157000 kilómetros cuadrados. Una superficie más grande que el estado de Georgia.
“Cuando el material volcánico llega tan alto a la estratosfera, donde los vientos no son tan fuertes, la ceniza volcánica, el dióxido de azufre, el dióxido de carbono y el vapor de agua pueden extenderse por toda la Tierra”, dijo Khlopenkov. En dos semanas, la columna principal de material volcánico dio la vuelta al mundo.
Un pirocúmulo sin precedentes
Los aerosoles del pirocúmulo volcánico han persistido en la estratosfera durante casi un mes después de la erupción. No solo esto, podrían permanecer durante un año o más, dijo el científico atmosférico Ghassan Taha del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Las emisiones volcánicas pueden afectar potencialmente al clima local y el clima global. Sin embargo, Taha señaló que actualmente parece poco probable que la erupción de Tonga tenga efectos climáticos significativos.
Lo justifica por el bajo contenido de dióxido de azufre, el gas que causa el enfriamiento, pero un alto contenido de vapor de agua, lo que explica su impresionante altura.
“La combinación de calor volcánico y la cantidad de humedad sobrecalentada del océano hizo que esta erupción no tuviera precedentes. Fue como hipercombustible para una megatormenta”, dijo Bedka.
“El pirocúmulo fue 2,5 veces más alto que cualquier tormenta eléctrica que hayamos observado, y la erupción generó una cantidad increíble de rayos. Eso es lo que hace que esto sea significativo desde una perspectiva meteorológica”.
Las herramientas de teledetección de Copernicus
La erupción del volcán Hunga Tonga también tuvo un fuerte impacto en algunas mediciones satelitales monitoreadas por el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio (ECMWF).
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