2022 年 1 月，一場壯觀的火山爆發產生了有史以來最高的蒸汽和火山灰羽流。
從洪加湯加-洪加哈派拔地而起的高聳立柱達到了海拔 57 公里（35 英里）的巨大高度。
這個高度使其成為有史以來第一次完全衝破平流層、突破中間層的火山爆發。
“這是一個非凡的結果，因為我們以前從未見過如此高的任何類型的雲，”大氣科學家西蒙普勞德說牛津大學的。
這也許不該令人驚訝：火山爆發是最大的火山爆發之一人類從未見過。但要準確測量其羽毛的高度需要一些聰明的偵探工作。
火山羽流的高度通常是根據衛星紅外線觀測測量的溫度剖面來估計的。由於熱發射或熱量會產生紅外線輻射，因此這些衛星可以偵測火山羽流。
當羽流延伸穿過對流層（即最接近我們居住的地球的大氣層）時，它們會失去熱量，因此羽流頂部的溫度可用於估計高度。
然而，一旦羽流到達平流層，平均高度約為12公里，該策略會失去準確性，因為羽流的溫度分佈再次發生變化，這次變得更溫暖。因此，普勞德領導的研究小組採取了不同的方法。
研究人員仍然依賴衛星數據，但測量是基於視差。如果您曾經一隻又一隻地閉上眼睛，觀察靠近您的物體與背景相比似乎從一側移動到另一側，您就已經看到了視差的作用。
它是沿著不同視線看到的兩個物體的明顯位置之間的差異，是雙眼視覺中深度感知的基礎。我們的大腦處理來自每隻眼睛的資訊並計算出與視野中物體的距離。我們可以利用視差來計算各種距離。
為了獲得洪加湯加-洪加哈派火山噴發的視差測量結果，研究人員使用了三顆對地靜止氣象衛星的數據，這些衛星從近地軌道的不同位置觀測到該事件，每10 分鐘拍攝一次圖像。
據此，普勞德和他的團隊計算出羽流達到了 57 公里的高度。有趣的是，這與 NASA 科學家計算出的 58 公里高度非常接近一月回來使用兩顆地球靜止衛星的數據。
此前，有記錄以來最高的火山羽流是菲律賓的皮納圖博山；它是1991年噴發產生了延伸至40公里在海拔高度。
然而，鑑於皮納圖博火山的噴發強度相似，洪加-湯加羽流的高度更高，這有點令人困惑：兩次噴發的火山爆炸指數（VEI）等級均為 6。
然而，這個問題有一個簡單的答案。如果使用皮納圖博山技術測量洪加-湯加羽流，最大高度將設定在 39 公里左右。
即使皮納圖博山的羽流達到了高於測量值的高度，我們仍然不知道達到該高度的機制是什麼。所以這可能是個值得探索的有趣話題。
我們也不知道如此高度的火山羽流將如何影響中間層；由於沒有觀察到其他火山羽流達到如此高的高度，因此影響只是間接的。
在洪加-湯加羽流頂部觀察到一種模糊物質；那是什麼，以及它會在那裡停留多久，都是未知數。
這意味著我們還需要做更多的工作來幫助我們了解這件令人著迷且具破壞性的事件。
“我們還希望將這種技術應用於其他噴發，並開發羽流高度數據集，火山學家和大氣科學家可以使用該數據集來模擬火山灰在大氣中的擴散，”大氣物理學家安德魯普拉塔說牛津大學的。
“我們想了解的進一步科學問題是：為什麼湯加羽流會變得如此之高？這次噴發將對氣候產生什麼影響？羽流到底是由什麼組成的？”
該研究發表於科學。
