汤加火山创史上最高羽流记录

英国研究人员利用卫星捕获的图像证实，今年1月爆发的汤加火山产生了有史以来最高的羽流。这也是第一次看到火山喷发的羽流穿过较低的大气层延伸到了中间层，相关研究结果11月3日发表于《科学》。

1月15日，南太平洋汤加群岛的海底火山猛烈喷发，并引发了毁灭性海啸，导致数千人无家可归。这是迄今为止观测到的威力最大的一次火山喷发，全世界都感受到了冲击波。

由于火山喷发，一个由火山灰和水组成的高耸烟柱被喷射到大气中。但直到现在，还没有一种精确的方法来测量它到底有多高。

科学家通常用红外卫星测量火山顶部的温度，并将其与参考垂直温度剖面进行比较，从而估算出火山羽流的高度。这是因为在对流层（地球大气的最低层），温度随着高度的增加而降低。

但是，如果喷发非常猛烈，以至于羽流渗透到下一层大气（平流层），这种方法就会变得不准确，因为温度会随着高度的增加而再次升高（臭氧层会吸收太阳紫外线辐射）。

为了克服这个问题，研究人员使用了一种基于“视差效应”的新方法。视差效应是指从多条视线观察物体时，物体位置会发生明显差异。

闭上右眼，伸出一只手，拇指朝上，你能看到拇指所在的位置点。如果切换眼睛，闭上左眼，睁开右眼，那么拇指就会在背景的衬托下出现轻微的移动。通过测量这种明显的位置变化，并将其与眼睛之间的已知距离结合，就可以计算出与拇指之间的距离。

汤加火山的位置被3颗地球同步气象卫星覆盖，因此研究人员能够将视差效应应用到这些卫星捕捉到的图像上。至关重要的是，在火山喷发期间，卫星每10分钟记录一次图像，从而记录了羽流轨迹的快速变化。

研究结果表明，羽流的最高高度达到57公里。这明显高于之前的记录：1991年菲律宾皮纳图博火山（最高点40公里）和1982年墨西哥埃尔奇琼火山（最高点31公里）的喷发。这也使该羽流成为火山喷发的第一个观测证据，通过平流层将物质直接注入到离地球表面约50公里的中间层。

论文通讯作者、牛津大学Simon Proud博士表示，只有在卫星覆盖良好的情况下，才有可能使用视差法估算高度。“这在大约十年前是不可能的。”他说。

牛津大学研究人员现在打算建立一个自动化系统，利用视差法计算火山柱的高度。论文合著者、牛津大学Andrew Prata博士补充说：“我们想把这项技术应用到其他火山爆发中，并开发出一个羽流高度数据集，这样科学家可以用它来模拟火山灰在大气中的扩散。”