Извержение вулкана Хунга-Тонга вызвало самые мощные молнии – исследование

Когда подводный вулкан Тонга Хунга-Тонга извергался 15 января 2022 года, он выпустил сгустки магмы и выбросил в океан облака пепла и водяного пара, вызвав сильные молнии. И это была не совсем обычная гроза.

Этот шторм теперь может похвастаться самым большим количеством молний, ​​когда-либо зарегистрированных на Земле. Над Тихим океаном висело вулканическое облако, освещенное концентрическими кольцами молний, ​​которые вспыхнули около 192 000 раз за 11 часов активности вулкана (около 2615 вспышек в минуту). Молния поднялась на высоту до 30 км – еще один рекорд, побивший даже циклоны.

Во главе с вулканологом Алексой Ван Итон из Геологической службы США группа исследователей, обнаружила, что никто никогда не регистрировал столь сильные молнии. 

“Наши результаты показывают, что достаточно мощный вулканический шлейф может создавать свою собственную погодную систему, поддерживая условия для электрической активности на высотах и ​​скоростях, которые ранее не наблюдались”, – заявили Ван Итон и ее команда в исследовании, недавно опубликованном в Geophysical Research Letters.

Молнии генерируются частицами с положительным или отрицательным зарядом, которые образуются в турбулентном воздухе. Какое-то время воздух действует как изолятор и не дает этим частицам нейтрализовать друг друга. Но если накапливается достаточно заряда, это может вызвать пробой изолятора, позволяя электричеству перемещаться, чтобы противоположные заряды могли встретиться. Место их встречи может там, где внутри грозовой тучи собрались противоположные заряды.

Считается, что концентрические кольца молний, ​​наблюдаемые в верхних слоях атмосферы во время извержения вулкана Хунга, были созданы сверхбыстрыми энергетическими волнами, известными как гравитационные волны. При проходе через облака над вулканом они вызывали изменения атмосферного давления и достаточную турбулентность, чтобы генерировать молнии.

Хотя вулкан Хунга фактически начал извергаться 19 декабря 2021 года, он был наиболее активным 15 января, когда вулканический шлейф взорвался примерно на 58 км в небо. Было два геостационарных спутника, GOES-8 NOAA и Himawari-8 Японского метеорологического агентства, которые наблюдали за явлением по мере его развития. Именно благодаря этим данным исследователи определили четыре фазы извержения.

На первом этапе спутники зафиксировали поднимающийся и опускающийся вулканический шлейф, но не было никаких признаков молнии. Второй этап был самым мощным. Магма, водяной пар и другие вулканические газы пронеслись по воздуху с невероятно высокой скоростью, прорвавшись мимо мезосферы, где шлейф ранее достиг вершины, и в стратосферу, где он достиг своей максимальной высоты. Это создало огромное зонтичное облако в стратосфере и небольшое облако чуть ниже него в тропопаузе. Высота верхнего облака достигла 40 км. В воздух было выброшено так много массы, что гравитационные волны свистели со скоростью более 80 м/с, образуя рябь в облаках и расширяя кольца молний.

Спутник GLM видел больше всего молний, ​​когда верхнее зонтичное облако начало удаляться от вулкана и показало его дымящееся отверстие. И извержение, и молния затем немного утихли, но снова усилились в третьей фазе, и только в четвертой фазе интенсивность начала уменьшаться.

Когда шлейф взлетел выше 30 км над уровнем моря, у GLM возникли проблемы с его наблюдением, и молнии временами становились незаметными. Ван Итон и ее команда считают, что это было вызвано вспышкой молнии либо слишком низко, либо слишком высоко, чтобы спутник мог ее уловить.

“Это событие раздвигает границы нашего понимания того, как взрывной вулканизм влияет на систему Земли”, – отмечает Ван Итон в исследовании .
Поскольку исследователи обнаружили, что извержения вулканов могут усиливать молнии, их открытие облегчит оценку рисков для самолетов от молний и облаков пепла, которые могут загораживать обзор. Ван Итон планирует продолжить изучение этого явления, чтобы получить больше информации.