英國(guó)研究人員利用衛(wèi)星捕獲的圖像證實(shí)，今年1月爆發(fā)的湯加火山產(chǎn)生了有史以來(lái)最高的羽流。這也是第一次看到火山噴發(fā)的羽流穿過(guò)較低的大氣層延伸到了中間層，相關(guān)研究結(jié)果11月3日發(fā)表于《科學(xué)》。

1月15日，南太平洋湯加群島的海底火山猛烈噴發(fā)，并引發(fā)了毀滅性海嘯，導(dǎo)致數(shù)千人無(wú)家可歸。這是迄今為止觀測(cè)到的威力最大的一次火山噴發(fā)，全世界都感受到了沖擊波。

由于火山噴發(fā)，一個(gè)由火山灰和水組成的高聳煙柱被噴射到大氣中。但直到現(xiàn)在，還沒(méi)有一種精確的方法來(lái)測(cè)量它到底有多高。

科學(xué)家通常用紅外衛(wèi)星測(cè)量火山頂部的溫度，并將其與參考垂直溫度剖面進(jìn)行比較，從而估算出火山羽流的高度。這是因?yàn)樵趯?duì)流層(地球大氣的最低層)，溫度隨著高度的增加而降低。

但是，如果噴發(fā)非常猛烈，以至于羽流滲透到上一層大氣(平流層)，這種方法就會(huì)變得不準(zhǔn)確，因?yàn)闇囟葧?huì)隨著高度的增加而再次升高(臭氧層會(huì)吸收太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射)。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，研究人員使用了一種基于“視差效應(yīng)”的新方法。視差效應(yīng)是指從多條視線(xiàn)觀察物體時(shí)，物體位置會(huì)發(fā)生明顯變化。

閉上右眼，伸出一只手，拇指朝上，你能看到拇指所在的位置點(diǎn)。如果切換眼睛，閉上左眼，睜開(kāi)右眼，那么拇指就會(huì)在背景的襯托下出現(xiàn)輕微的移動(dòng)。通過(guò)測(cè)量這種明顯的位置變化，并將其與眼睛之間的已知距離結(jié)合，就可以計(jì)算出眼睛與拇指之間的距離。

湯加火山的位置被3顆地球同步氣象衛(wèi)星覆蓋，因此研究人員能夠?qū)⒁暡钚?yīng)應(yīng)用到這些衛(wèi)星捕捉到的圖像上。至關(guān)重要的是，在火山噴發(fā)期間，衛(wèi)星每10分鐘記錄一次圖像，從而記錄了羽流軌跡的快速變化。

研究結(jié)果表明，羽流的最高高度達(dá)到57公里。這明顯高于1991年菲律賓皮納圖博火山(最高點(diǎn)40公里)和1982年墨西哥埃爾奇瓊火山(最高點(diǎn)31公里)的噴發(fā)高度。這也使該羽流成為火山噴發(fā)的第一個(gè)觀測(cè)證據(jù)，通過(guò)平流層將物質(zhì)直接注入到離地球表面約50公里的中間層。

論文通訊作者、牛津大學(xué)Simon Proud博士表示，只有在衛(wèi)星覆蓋良好的情況下，才有可能使用視差法估算高度。“這在大約10年前是不可能的。”他說(shuō)。

牛津大學(xué)研究人員現(xiàn)在打算建立一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，利用視差法計(jì)算火山柱的高度。論文合著者、牛津大學(xué)Andrew Prata博士補(bǔ)充說(shuō)：“我們想把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到其他火山爆發(fā)中，并開(kāi)發(fā)出一個(gè)羽流高度數(shù)據(jù)集，這樣科學(xué)家可以用它來(lái)模擬火山灰在大氣中的擴(kuò)散。”(辛雨)

關(guān)鍵詞： 湯加火山噴發(fā)創(chuàng)下最高紀(jì)錄 全世界都感受到了沖擊波 第一次看到火山噴發(fā)羽流穿過(guò)大氣層延伸到中間層 引發(fā)毀滅性海嘯導(dǎo)致數(shù)千人無(wú)家可歸