湯加火山創史上最高羽流記錄

英國研究人員利用衛星捕獲的圖像證實，今年1月爆發的湯加火山產生了有史以來最高的羽流。這也是第一次看到火山噴發的羽流穿過較低的大氣層延伸到了中間層，相關研究結果11月3日發表于《科學》。

1月15日，南太平洋湯加群島的海底火山猛烈噴發，并引發了毀滅性海嘯，導致數千人無家可歸。這是迄今為止觀測到的威力最大的一次火山噴發，全世界都感受到了沖擊波。

由于火山噴發，一個由火山灰和水組成的高聳煙柱被噴射到大氣中。但直到現在，還沒有一種精確的方法來測量它到底有多高。

科學家通常用紅外衛星測量火山頂部的溫度，并將其與參考垂直溫度剖面進行比較，從而估算出火山羽流的高度。這是因為在對流層（地球大氣的最低層），溫度隨著高度的增加而降低。

但是，如果噴發非常猛烈，以至于羽流滲透到下一層大氣（平流層），這種方法就會變得不準確，因為溫度會隨著高度的增加而再次升高（臭氧層會吸收太陽紫外線輻射）。

為了克服這個問題，研究人員使用了一種基于“視差效應”的新方法。視差效應是指從多條視線觀察物體時，物體位置會發生明顯差異。

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。如果切換眼睛，閉上左眼，睜開右眼，那么拇指就會在背景的襯托下出現輕微的移動。通過測量這種明顯的位置變化，并將其與眼睛之間的已知距離結合，就可以計算出與拇指之間的距離。

湯加火山的位置被3顆地球同步氣象衛星覆蓋，因此研究人員能夠將視差效應應用到這些衛星捕捉到的圖像上。至關重要的是，在火山噴發期間，衛星每10分鐘記錄一次圖像，從而記錄了羽流軌跡的快速變化。

研究結果表明，羽流的最高高度達到57公里。這明顯高于之前的記錄：1991年菲律賓皮納圖博火山（最高點40公里）和1982年墨西哥埃爾奇瓊火山（最高點31公里）的噴發。這也使該羽流成為火山噴發的第一個觀測證據，通過平流層將物質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Simon Proud博士表示，只有在衛星覆蓋良好的情況下，才有可能使用視差法估算高度。“這在大約十年前是不可能的。”他說。

牛津大學研究人員現在打算建立一個自動化系統，利用視差法計算火山柱的高度。論文合著者、牛津大學Andrew Prata博士補充說：“我們想把這項技術應用到其他火山爆發中，并開發出一個羽流高度數據集，這樣科學家可以用它來模擬火山灰在大氣中的擴散。”