Hamu és felhőgyűrűk
(Rovat: A hét képe, Időjárás és előrejelzése - 2021.10.17 07:15.)

A La Palma szigetén történt vulkánkitörés egy gyakori és egy rendkívül ritka, különleges légköri kísérőjelensége látható a képeken.

A Kanári-szigetekhez tartozó szigeten 2021. szeptember 19-én tört ki a Cumbre Vieja nevű tűzhányó. Bár La Palma a szigetcsoport vulkanikusan legaktívabb szigetei közé tartozik, a mostani kitörés pontosan fél évszázados nyugalom után következett be. Csaknem két héten keresztül a jelenség a sziget szárazföldjére korlátozódott, és amint arról a napi sajtó rendszeresen beszámolt, a kiömlő láva rétegei házakat, utakat és mezőgazdasági területeket pusztítottak el.

A NASA Terra műholdja MODIS műszerével 2021. október 4-én készített felvételen jól látható a Cumbre Vieja dél felé elnyúló hamufelhője. (Kép: NASA Earth Observatory, Lauren Dauphin, MODIS adatok: NASA EOSDIS LANCE és GIBS/Worldview)

A légköri jelenségek akkor váltak szembetűnővé, amikor október 2-ától kezdve gyakoribbá váltak a robbanásos kitörések, amint azt Kanári-szigetek Vulkanológiai Intézete (INVOLCAN) közölte. Ennek a jól látható jelét örökítette meg október 4-én a NASA Terra műholdjának közepes felbontású, képalkotó spektroradiométere (MODIS). A képen jól látható a dél felé tartó, sűrű hamufelhő. A vulkáni hamut követő toulouse-i központ adatai szerint aznap a hamufelhő 3 kilométer magasságig emelkedett, ami már veszélyt jelentett a térségben közlekedő repülőgépek számára. Az aktivitás növekedése ellenére egyébként a vulkanológusok a Cumbre Vieja mostani kitörését a „mérsékelt” kategóriába sorolják, robbanásosságát pedig a nyolcfokozatú osztályozási skálán csak kettes fokozatúnak minősítették.

A kitörés nem volt elég erős ahhoz, hogy olyan mennyiségű hamut és gázt lövelljen a légkörbe, ami számottevő és tartós hatást gyakorolhatott volna az időjárásra és az éghajlatra. Ahhoz azonban elég erős volt, hogy erőteljesen emelkedő légoszlop alakuljon ki, amely viszont létrehozta a második – három nappal korábban készült – felvételen látható, különleges felhőalakzatot. Ezt a felvételt a Terra párja, az Aqua műhold készítette, ugyancsak a MODIS spektroradiométerrel. A céltáblára emlékeztető felhőgyűrűket az erupciós (kitörési) oszlopnak nevezett, szuperforró hamuból és gázokból álló, felfelé tartó áramlás hozta létre. A környező levegőnél könnyebb, vízgőzt és más gázokat tartalmazó oszlop gyorsan emelkedik, míg az INVOLCAN mérései szerint nagyjából 5,3 kilométer magasságban szárazabb meleg légréteggel találkozik. Ezt az abban a magasságban szokatlan meleg légréteget egy hőmérsékleti inverzió hozta létre (a troposzférában szokásosan a magasság növekedésével a hőmérséklet csökken, ez a helyzet fordult meg ezúttal). A meleg légréteg egyfajta fedélként működve nem engedte magasabbra emelkedni a vulkáni hamufelhőt (mivel megszűnt az arra ható, az erupciós oszlop és a környező levegő közötti hőmérséklet-különbségből adódó fejhajtó erő). Ennek következtében az addig emelkedő oszlop anyaga ellaposodott, és vízszintesen szétterülve mozgott tovább.

A NASA Aqua műholdja MODIS műszerének 2021. október 1-én készült felvétele a vulkánt körülvevő felhőgyűrűkről. (Kép: NASA Earth Observatory, Lauren Dauphin, MODIS adatok: NASA EOSDIS LANCE és GIBS/Worldview)

Mivel a vulkánkitörések erőssége a jelenség természetéből adódóan gyakran lüktetésszerűen ingadozik, az emelkedő és a hőmérsékleti inverzió magasságában szétterülő oszlop koncentrikus nehézségi hullámokat (gravity waves) hozott létre. Ezek nem tévesztendők össze azokkal a gravitációs hullámokkal, amelyek a téridő struktúrájának torzulásai, és az általános relativitáselmélet következményei. A tűzhányó fölött és körül létrejött gravitációs hullámok fizikailag pontosan azonosak azokkal a koncentrikus vízhullámokkal, amelyek a sima vízfelszínen jönnek létre, ha kavicsot dobunk a vízbe. Ebben az esetben viszont a hőmérsékleti inverzió létrehozta meleg légréteg játszotta a vízfelszín szerepét, amelyet alulról „bökdösött” a változó intenzitású erupciós oszlop, így keltve a koncentrikus körök formájában szétterjedő hullámokat.