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· 地球科学 ·
新方法测定最高火山喷发柱高度

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图片来源：NASA Earth Observatory/NOAA/NESDIS/STAR

2022年1月，汤加洪阿哈阿帕伊岛火山喷发并引发海啸，火山灰、气体和水蒸气产生了自有记录以来最高的火山喷发柱。但直到不久之前，科学家还缺少精确测量火山喷发柱高度的方法。传统的测量方式利用对流层温度随高度降低的规律，根据热成像显示的温度轮廓来估计高度。但由于此次火山喷发柱已进入平流层，温度随高度下降的规律不再适用，因此需要引入新的测量方式。近日，发表于《科学》（Science）的一项研究利用基于视差效应的新方法克服了这个问题。

“视差效应”指从不同位置观察物体时，根据视线差异就能计算被观察物体的准确位置。研究者分析了3个同步气象卫星的图像，利用视差效应观测火山喷发柱随时间的变化。最终团队测得火山喷发柱高达57千米，远远超过了之前的最高记录，并且是首个火山喷发物质穿过平流层进入中间层的记录。之后团队希望构建利用视差效应计算火山喷发柱高度的自动系统，助理未来火山学和大气科学的研究。

【研究：#汤加火山喷发羽流高57公里创纪录#】#研究称汤加火山喷发羽流高达57公里#研究人员3日在《科学》杂志上发表论文说，汤加洪阿哈阿帕伊火山今年1月15日喷发的羽流高度达到57公里，是人类有记录以来观测到的最高火山羽流。

论文主要作者、牛津大学研究员西蒙·普劳德在写给美国有线电视新闻网的邮件中说，研究人员通常经由分析火山羽流的温度来判断其高度——温度越低，高度越高。但是，这一方法并不适用于这次喷发。由于喷发过于猛烈，这次火山羽流高度已超过对流层，进入平流层甚至距离地表50公里至80公里的中间层。因此，研究人员不得不“另寻他法，利用分布在太平洋两侧几个气象卫星提供的不同视角，结合模式匹配技术，计算出高度”。

这些气象卫星每隔10分钟拍摄一张照片，记录火山在30分钟内从平静到全面喷发的过程。其中，GOES-17气象卫星拍到了火山喷发时造成的伞云、月牙形冲击波以及不计其数的闪电。

研究人员经计算发现，这次火山羽流最高高度达57公里，远超菲律宾皮纳图博山1991年喷发时创下的40公里纪录。

论文另一作者、牛津大学博士后研究助理安德鲁·普拉塔说，提到火山羽流，人们往往只想到火山灰，但初步研究显示，洪阿哈阿帕伊火山羽流中还包括大量冰以及一些二氧化硫和硫酸盐气溶胶。

美国有线电视新闻网报道，确定羽流高度可以帮助研究人员更好地了解火山喷发可能对全球气候产生的影响，同时对航空安全也有重要意义。

洪阿哈阿帕伊火山位于汤加首都努库阿洛法以北65公里的海底。先前研究显示，1月15日的这场喷发比20世纪以来任何火山喷发、陨石撞击或核爆试验的威力都大。

研究人员正在分析这次喷发威力如此巨大的原因。普拉塔说，这或许与它在海底喷发有关。喷发产生的热量令海水汽化，“由此而生的蒸汽喷发比火山喷发本身的威力大得多”。由此可见，岩浆与海水相互作用，能在很大程度上产生“强烈爆炸性喷发”，把火山物质送上“极限高度”。（新华社）

资料图：这张1月15日的卫星照片拍摄的是汤加海底火山喷发景象。新华社/路透