20万回の稲妻 – トンガのホンガ噴火はこれまでに記録された中で最も強力な稲妻を発生させる

この噴火では、最大強度で毎分 2,600 回のフラッシュが発生しました。 科学者たちは雷を使って火山灰の雲を調べ、噴火のタイムラインに関する新しい詳細を抽出しました。

• 1月15日の噴火は少なくとも11時間続き、これまで知られていたよりも数時間長く続いた。
• この雷の噴煙は、海抜 20 ～ 30 キロメートル (12 ～ 19 マイル) という、これまでに測定された最高高度での閃光を発生させました。
• 巨大な稲妻の「波」が噴煙にさざ波を立てた
• 雷データはこれまで知られていなかった噴火の段階を明らかにし、将来の火山災害監視に情報を提供します

2022年1月15日のトンガのホンガ火山の噴火は、記録を更新し続けています。 新しい研究によると、火山の噴火は「過充電された」雷雨を引き起こし、これまで記録された中で最も強力な雷を発生させました。 研究者らは、噴火中の噴煙の中で約 200,000 回の稲妻が発生し、ピーク時には毎分 2,600 回以上の稲妻が発生したことを発見しました。

この海底火山が南太平洋で噴火したとき、少なくとも高さ 58 キロメートル（36 マイル）の灰、水、火山ガスの柱が発生しました。 そびえ立つ噴煙は科学者に噴火の規模に関する有益な情報を与えたが、同時に衛星から火口が見えにくくなり、噴火の進行に伴う変化を追跡することが困難になった。

2022 年 1 月 15 日の雷と噴煙の発達のマップ。時刻は UTC で表示されます。 グレースケールは立体的な雲の高さを示し、青い点は次の 1 分間に地上の無線周波数グリッドによって検出された稲妻を示し、紫と黄色のスケールは GLM センサーから光学的に検出された稲妻を示します。

光学的に雷が検出されたフレームを指します。 少なくとも 4 つの別個の稲妻エピソードが 04:16 から 05:51 までに発生し、その後 1 つの最後のエピソードが 8:38 から 48:48 まで発生します。 最初の最も顕著なループ (最初の 4 つのフレームで表示されます) は、上部の天蓋雲内の重力波の前縁の中心にあります。 ピンクの円は 2 つのフレームの稲妻リングを示しており、60 ms -1 を超える (平均) 膨張率を示しています。 上部の天蓋が西に移動し、05:37までに低層の雲が現れ始めます。 白い破線の多角形は雷の位置を示し、成層圏の天蓋雲とともに西へ向かう動きを示しています。 地元の島々は黒で囲まれています。 クレジット: Van Eaton 他 (2023)、地球物理学研究レター、doi: 10.1029/2022GL102341

4つの別々の情報源からの高解像度の雷データ（これまで一緒に使用されたことはなかった）により、科学者はこの噴煙を覗き込むことができ、噴火のライフサイクルの新たな段階を明らかにし、それが引き起こした奇妙な気象についての洞察を得ることができました。

研究を主導したUSGSの火山学者アレクサ・ヴァン・イートン氏は、「この火山の噴火は、これまでに見たことのないほど激しい雷雨を引き起こした」と述べた。 「これらの発見は、火山を光の速さで監視し、火山灰の危険に関する警告を航空機に伝達するというUSGSの役割を支援するために私たちが必要とする新しいツールを示しています。」 この研究は、地球物理学研究レター

は、地球科学および宇宙科学全体に即時に影響を与える、影響力の高い短い形式のレポートを発行しています。

ヴァン・イートン氏は、浅い海で非常に活発なマグマの放出が起こったため、嵐が発生したと述べた。 溶けた岩石は海水を蒸発させ、海水は背骨まで上昇し、最終的には火山灰、過冷却水、雹の間で電気衝突を引き起こした。 完璧な稲妻の嵐。
https://www.youtube.com/watch?v=G1buT1qWLNk

2022年1月15日にトンガのホンガ火山で噴火の過程を通じて、青い点で示される20万回を超える稲妻が発生した。噴火の雷の強さの新たな分析により、この火山嵐はこれまでに記録された中で最も激しかったことが明らかになり、新たな情報が得られた。噴火の進化に関する洞察。 クレジット: Van Eaton 他 (2023)、地球物理学研究レター、doi: 10.1029/2022GL102341

科学者たちは、光と電波を測定するセンサーからのデータを組み込んで、稲妻の閃光を追跡し、その高さを推定しました。 この噴火では 192,000 回を超えるフラッシュ (約 500,000 回の電気インパルスで構成される) が発生し、ピーク時のフラッシュ数は 1 分あたり 2,615 回でした。 この雷の一部は、地球の大気中で前例のない高さ、20〜30キロメートル（12〜19マイル）の範囲に達しました。

「今回の火山噴火により、噴煙が以前に観察した大気中の雷雨の領域からは程遠い雷の発生条件を作り出すことができることが分かりました」とヴァン・イートン氏は述べた。 「火山の噴火は、地球上の他のどの種類の嵐よりも強い雷を引き起こす可能性があることが判明しました。」

雷は、噴火の持続時間だけでなく、時間の経過に伴うその挙動についても洞察をもたらしました。

「噴火は当初観測された1～2時間よりもずっと長く続いた」とヴァン・イートン氏は語った。 1月15日の活動では少なくとも11時間にわたり噴煙が発生した。 実際、大まかなデータを調べただけで、引き出すことができました。」

研究者らは、火山活動の 4 つの異なる段階を観察しました。これらの段階は、噴煙の高さと、成長と衰退に伴う雷の発生率によって決まります。 ヴァン・イートン氏は、雷の強さと火山活動を結び付けることで得られる洞察により、火山灰雲の発達や移動を含む大規模な火山噴火中の航空関連の危険をより適切に監視し、リアルタイムで予測できる可能性があると述べた。 噴火開始時の噴煙に関する信頼できる情報を入手することは、特に遠く離れた海底火山の場合、大きな課題です。 雷を含め、利用可能なあらゆる長距離観測を活用することで早期発見が向上し、飛行機や人を危険から守ります。

「私たちを引き込んだのは稲妻の強さだけではありませんでした」とヴァン・イートン氏は語った。 彼女と同僚は、時間の経過とともに拡大したり縮小したりする火山の同心円状の稲妻の輪に困惑しました。 「これらの稲妻の輪の大きさは私たちの心を驚かせました。このようなものはこれまで見たことがありませんし、気象嵐ではこれに匹敵するものはありません。単一の稲妻の輪が観測されたことはありますが、2倍にはならず、それに比べれば小さいものです。」

再び高高度の激しい乱気流が原因となった。 噴煙は非常に多くの質量を上層大気中に送り込んだため、池に小石を落としたかのように火山雲に波紋が広がった。 稲妻はこれらの波に「乗り」、幅 250 キロメートルの輪となって外側に移動しているように見えます。

この噴火を驚くべきものにするのに十分ではなかったかのように、これは水蒸気噴火として知られる火山活動の一種であり、大量のマグマが水中を吹き飛ばすときに発生します。 以前は、この噴火様式は地質学的記録によってのみ知られており、現代の機器では観測されたことはありませんでした。 ヘンの噴火がすべてを変えた。

「恐竜を取り出して、それが四本足で歩き回るのを見るようなものだった」とヴァン・イートン氏は語った。 「息を呑むような感じです。」 参考文献: 「ライトニング ループと重力波: 2022 年 1 月 15 日のトンガのホンガ火山からの巨大噴火プルームへの洞察」Alexa R Van Eaton、Jeff Lapierre、Sonia A. Christopher Bedka と Konstantin Khlopenkov、2023 年 6 月 20 日、こちらからご覧いただけます。地球物理学研究レター
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