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La erupción de Hunga Tonga vista por el ECMWF

La erupción del volcán Hunga Tonga–Hunga Haʻapai en el sur del Océano Pacífico el 15 de enero de 2022 tuvo un fuerte efecto en las señales de los instrumentos satelitales utilizados por ECMWF. Aquí presentamos algunas de esas señales y explicamos su significado

Imagen satelital de la erupción de Hunga Tonga, enero de 2022. La erupción de Hunga Tonga el 15 de enero de 2022 registrada por el satélite meteorológico Himawari-8 de Japón. El penacho tenía poco menos de 500 km de diámetro. (Fuente: Sociedad Meteorológica de Japón, CC BY 4.0 )


La erupción fue tan poderosa que se pudo escuchar a miles de kilómetros de distancia. En ese momento, las señales evaluadas por ECMWF mostraron que el penacho se elevó a más de 20 km. Según investigaciones recientes , se elevó de hecho a 58 km, más allá de la estratosfera y hacia la mesosfera.

Satélite de viento Aeolus

La erupción tuvo un fuerte impacto en las señales proporcionadas por el satélite Aeolus de la Agencia Espacial Europea. Aeolus es un satélite experimental que proporciona observaciones directas del perfil del viento. Funciona midiendo la retrodispersión de la luz láser de las moléculas de aire (datos 'Rayleigh-clear') y de nubes y aerosoles (datos 'Mie-cloudy').

El 15 de enero registró una gran caída de señal en la zona de la erupción. Esto se debió a la columna del volcán, que debe haber estado presente por encima de la parte superior del rango de medición de Aeolus, que se fijó en 20 km de altura.

Una vista de la atenuación total evidente en la señal de Aeolus. La señal de la erupción se capturó aproximadamente a las 06 UTC del 15 de enero de 2020. Este gráfico y el siguiente se produjeron utilizando la herramienta en línea de la Agencia Espacial Europea (VirES).

Tres días después, el penacho se desplazaba sobre el norte de Australia. Para entonces se había ensanchado considerablemente.

Una vista de la atenuación de la señal de Aeolus sobre Australia alrededor de las 09 UTC del 18 de enero de 2022.


El satélite Aeolus dio una buena indicación de la altura mínima de la pluma y su extensión hacia el oeste sobre el norte de Australia y, posteriormente, el Océano Índico y más allá”, dijo Michael Rennie de ECMWF.

El 24 de enero, la altitud máxima de Aeolus se elevó a 30 km en los trópicos para capturar directamente la pluma volcánica. Esto hizo posible medir los vientos nublados de Mie a partir de la fuerte retrodispersión, que se había extendido por todo el trópico a mediados de febrero de 2022.

Observaciones de Copérnico sobre el dióxido de azufre. El Servicio de Monitoreo de la Atmósfera de Copernicus (CAMS), administrado por ECMWF para la UE, proporciona información sobre el dióxido de azufre total de la columna (SO2 ).

Esto se inicializa, en el caso de una gran erupción volcánica, mediante la asimilación operativa de las observaciones de los instrumentos de los satélites Tropomi y GOME-2.

CAMS asimiló varios días de observaciones de columna total de SO2 después de la erupción explosiva del volcán Hunga Tonga–Hunga Haʻapai.

Análisis de SO2 el 16 de enero de 2022 después de la erupción de Hunga Tonga

“Los análisis de CAMS muestran la recirculación inicial de SO2 sobre el Pacífico Sur antes del transporte de largo alcance a través del norte de Australia hasta el Océano Índico, con el borde de ataque de la pluma llegando a La Reunión y Madagascar el 22 de enero”, dice Mark Parrington de ECMWF.


Para el 22 de enero, el penacho se había desplazado hacia el oeste y se había dispersado un poco.

Impacto en las observaciones satelitales de microondas e infrarrojos
Para otras observaciones satelitales asimiladas en el Sistema Integrado de Pronóstico (IFS) de ECMWF, la erupción fue más notable en los canales estratosféricos infrarrojos y de microondas.

Estas mediciones fueron testigos de una poderosa onda de presión y temperatura que se movió rápidamente desde la superficie del océano hasta la estratosfera y se irradió hacia afuera.

Primeras salidas ATMS previstas el 15 de enero de 2022.Esta animación muestra desviaciones de primera estimación (observaciones menos el fondo del m odelo) del canal 14 de la sonda de microondas ATMS en las 5 a 11 horas posteriores a la erupción más fuerte. El canal tiene una amplia sensibilidad a la temperatura en la estratosfera media a alta y una sensibilidad máxima cercana a los 5 hPa, lo que corresponde a una altitud de unos 36 km.

La combinación de observaciones satelitales bien calibradas y un modelo numérico de predicción meteorológica de última generación hizo que las señales anómalas fueran muy claras.

Primeras salidas estimadas del canal 92 de la sonda del interferómetro infrarrojo IASI durante 24 horas el 15 de enero de 2022.



“La erupción desencadenó numerosas alertas en el sistema de monitoreo de datos de ECMWF porque las características de radiación observadas se desviaron del comportamiento esperado”, dice David Duncan de ECMWF. "Efectivamente, todos los canales estratosféricos AMSU-A y ATMS vieron alertas en el ciclo de 12 UTC el 15 de enero de 2022".

Conclusión

Diferentes impactos de la erupción del volcán Hunga Tonga–Hunga Haʻapai fueron detectados por una amplia gama de sistemas de observación utilizados por ECMWF y Copernicus.

Parte de esto fue accidental en el sentido de que los instrumentos no fueron construidos para observar o considerar tales eventos. Parte de esto fue intencional, en particular las observaciones CAMS de SO2 que emana de la erupción.

Juntas, las imágenes de satélite dan una idea de las repercusiones más amplias de la erupción en la atmósfera.

28 febrero 2022

ECMWF

Esta entrada se publicó en Reportajes en 03 Mar 2022 por Francisco Martín León