200,000번의 번개 섬광 – 통가의 홍가 화산 폭발은 지금까지 기록된 것 중 가장 강력한 번개를 일으킴

분출은 최대 강도에서 분당 2,600번의 섬광을 일으켰습니다. 과학자들은 번개를 사용하여 화산재 구름을 들여다보고 분출 타임라인에 대한 새로운 세부 정보를 추출했습니다.

• 1월 15일의 분화는 이전에 알려진 것보다 몇 시간 더 긴 최소 11시간 동안 지속되었습니다.
• 번개 기둥은 해발 20~30km(12~19마일)에서 지금까지 측정된 것 중 가장 높은 섬광을 일으켰습니다.
• 거대한 번개 “파도”가 화산 기둥을 가로질러 잔물결을 일으켰습니다.
• 번개 데이터는 이전에 알려지지 않은 분화 단계를 밝히고 향후 화산 위험 모니터링을 알려줍니다.

2022년 1월 15일 통가 홍가 화산의 폭발은 계속해서 기록을 경신하고 있습니다. 새로운 연구에 따르면, 화산 폭발은 지금까지 기록된 것 중 가장 강력한 번개를 생성하는 “초강력” 뇌우를 생성했습니다. 연구원들은 분출 내내 깃털에 약 200,000번의 번개 섬광이 있었고, 최고점은 분당 2,600번 이상 번쩍였다는 것을 발견했습니다.

해저 화산이 남태평양에서 폭발했을 때 화산재, 물, 화산 가스 기둥이 최소 58킬로미터(36마일) 높이로 생성되었습니다. 우뚝 솟은 연기는 과학자들에게 분출의 크기에 대한 유용한 정보를 제공했지만 위성 보기에서 분출구를 가려서 진행되는 분출의 변화를 추적하기 어렵게 만들었습니다.

2022년 1월 15일 번개 및 화산 기둥 발달 지도(시간은 UTC로 표시됨) 그레이스케일은 입체적인 구름 높이를 제공하고, 파란색 점은 다음 1분 동안 지상 무선 주파수 그리드에서 감지된 번개 섬광을 보여주고, 보라색-노란색 스케일은 GLM 센서에서 광학적으로 감지된 번개를 보여줍니다.

광학적으로 번개가 감지된 프레임을 나타냅니다. 04:16부터 05:51까지 최소 4개의 뚜렷한 번개 에피소드가 발생하고 8:38부터 48:48까지 하나의 마지막 에피소드가 발생합니다. 처음의 가장 눈에 띄는 루프(처음 4개 프레임에서 볼 수 있음)는 상부 캐노피 구름 내 중력파의 앞 가장자리에 중앙에 있습니다. 분홍색 원은 두 개의 프레임에서 번개 링을 묘사하고 60ms -1 이상의 (평균) 확장 속도를 보여줍니다. 상부 캐노피의 서쪽 이동은 05:37까지 낮은 수준의 구름을 드러내기 시작합니다. 흰색 파선 다각형은 번개의 위치를 ​​표시하며 성층권 캐노피 구름과 함께 서쪽으로 이동하는 것을 보여줍니다. 지역 섬은 검은색 윤곽선으로 표시됩니다. 크레딧: Van Eaton 외. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

이전에 함께 사용된 적이 없는 4개의 개별 소스에서 얻은 고해상도 번개 데이터를 통해 이제 과학자들은 이 깃털을 들여다보고 분출의 수명 주기에서 새로운 단계를 알아내고 생성된 이상한 날씨에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

이 연구를 이끈 USGS 화산학자인 알렉사 반 이튼(Alexa Van Eaton)은 “이 화산 폭발은 우리가 전에 본 적이 없는 엄청난 뇌우를 일으켰다”고 말했다. “이러한 발견은 우리가 화산을 빛의 속도로 모니터링하고 항공기에 화산재 위험 경고를 전달하는 USGS의 역할을 지원해야 하는 새로운 도구를 보여줍니다.” 이 연구는지구 물리학 연구 편지

모든 지구 및 우주 과학 전반에 즉각적인 영향을 미치는 영향력이 큰 짧은 형식의 보고서를 게시합니다.

Van Eaton은 얕은 바다에서 매우 활발한 마그마 배출이 발생했기 때문에 폭풍이 발생했다고 말했습니다. 녹은 암석은 해수를 증발시켰고, 이는 척추로 상승하여 결국 화산재, 과냉각수 및 우박 사이에 전기적 충돌을 형성했습니다. 번개의 완벽한 폭풍.
https://www.youtube.com/watch?v=G1buT1qWLNk

2022년 1월 15일 통가 홍가 화산에서 폭발이 진행되는 동안 파란색 점으로 표시된 200,000번 이상의 번개 섬광이 발생했습니다. 폭발의 번개 강도에 대한 새로운 분석은 화산 폭풍이 지금까지 기록된 것 중 가장 강렬했으며 새로운 분화의 진화에 대한 통찰. 크레딧: Van Eaton 외. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

빛과 전파를 측정하는 센서의 데이터를 통합하여 과학자들은 번개를 추적하고 높이를 추정했습니다. 분출은 192,000번이 조금 넘는 섬광(약 500,000개의 전기 충격으로 구성됨)을 생성했으며, 분당 최대 2,615번의 섬광이 발생했습니다. 이 번개 중 일부는 높이가 20~30km(12~19마일)에 이르는 지구 대기권에서 전례 없는 높이에 도달했습니다.

Van Eaton은 “이번 화산 폭발로 우리는 기둥이 이전에 관찰한 대기 뇌우 영역과는 거리가 먼 번개 조건을 만들 수 있음을 발견했습니다.”라고 말했습니다. “화산 폭발이 지구상의 다른 어떤 유형의 폭풍보다 더 강렬한 번개를 일으킬 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.”

번개는 분출 기간뿐만 아니라 시간 경과에 따른 행동에 대한 통찰력을 제공했습니다.

Van Eaton은 “분출은 처음 관찰된 1~2시간보다 훨씬 더 오래 지속되었습니다.”라고 말했습니다. 1월 15일 활동은 최소 11시간 동안 연기를 생성했습니다. 우리가 꺼낼 수 있었던 것은 피상적인 데이터를 보는 것뿐이었습니다.”

연구자들은 화산 활동의 네 가지 뚜렷한 단계를 보았는데, 이는 깃털 높이와 번갯불이 번지고 약해지는 속도에 의해 결정되었습니다. Van Eaton은 번개 강도를 화산 활동과 연결하여 얻은 통찰력이 화산재 구름 개발 및 이동을 포함하여 대규모 화산 폭발 동안 항공 관련 위험에 대한 더 나은 모니터링 및 실시간 예측을 제공할 수 있다고 말했습니다. 분출이 시작될 때 화산 기둥에 대한 신뢰할 수 있는 정보를 얻는 것은 특히 더 멀리 있는 해저 화산의 경우 중요한 과제입니다. 번개를 포함하여 사용 가능한 모든 장거리 관측을 활용하면 비행기와 사람이 위험에 처하지 않도록 조기 탐지가 향상됩니다.

Van Eaton은 “우리를 끌어들인 것은 번개의 강도만이 아니었습니다.”라고 말했습니다. 그녀와 그녀의 동료들은 시간이 지남에 따라 팽창하고 수축하는 화산의 동심원 번개 고리에 당황했습니다. “이 번개 고리의 크기는 우리의 마음을 사로잡았습니다. 우리는 이전에 이와 같은 것을 본 적이 없으며 기상 폭풍에서 비교할 수 있는 것은 없습니다. 단일 번개 고리가 관찰되었지만 두 배는 아니며 비교하여 작습니다.

높은 고도의 난기류가 다시 원인이 되었습니다. 연기는 상층 대기로 너무 많은 양의 물질을 퍼내어 연못에 자갈을 떨어뜨리는 것과 같은 화산 구름에 파문을 일으켰습니다. 번개는 이러한 파도를 “서핑”하고 250km 너비의 고리 모양으로 바깥쪽으로 이동하는 것처럼 보입니다.

이 분출을 굉장하게 만들기에는 충분하지 않은 것처럼, 대량의 마그마가 물을 통해 폭발할 때 발생하는 프레아토플리니안(phreatoplinian)으로 알려진 일종의 화산 활동입니다. 이전에 이 분출 스타일은 지질학적 기록에서만 알려졌으며 현대 장비로는 관찰된 적이 없습니다. Heng의 분출은 모든 것을 바 꾸었습니다.

Van Eaton은 “공룡을 꺼내서 네 발로 걷는 것을 보는 것과 같았습니다.”라고 말했습니다. “좀 숨이 가쁘다.” 참조: “번개 루프 및 중력파: 2022년 1월 15일 통가 홍가 화산의 거대한 분출 플룸에 대한 통찰력”(Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre 및 Sonya A. Christopher Bedka 및 Konstantin Khlopenkov, 2023년 6월 20일, 여기에서 볼 수 있습니다.지구 물리학 연구 편지
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