科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在湯加火山噴發(fā)影響研究方面取得進(jìn)展
近日,中科院合肥物質(zhì)院安光所司福祺研究員課題組利用自主研發(fā)星載大氣痕量氣體差分吸收光譜儀EMI-02的觀測(cè)數(shù)據(jù),分析了湯加火山噴發(fā)的SO
2(二氧化硫)和BrO(氧化溴)的分布與擴(kuò)散特征,從而研究湯加火山噴發(fā)對(duì)環(huán)境造成的影響,相關(guān)成果發(fā)表在遙感領(lǐng)域Top期刊Remote Sensing上。
火山噴發(fā)煙羽中的SO2和BrO是影響全球環(huán)境與氣候的重要?dú)怏w組分,會(huì)破壞平流層和對(duì)流層臭氧,形成的硫酸鹽氣溶膠等可能導(dǎo)致酸雨和全球降溫。團(tuán)隊(duì)成員在研究湯加火山噴發(fā)的SO2和BrO的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),SO2氣體向西擴(kuò)散、BrO氣體向東南方向擴(kuò)散;且與1991年皮納圖博火山噴發(fā)相比,湯加火山噴發(fā)的高度雖然達(dá)57公里,SO2氣體排放量卻明顯較小。為了解釋這兩個(gè)特殊的現(xiàn)象,團(tuán)隊(duì)成員查閱了海底火山的相關(guān)文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),一方面,海底火山噴發(fā)的SO2可通過(guò)濕沉降作用清除,另一方面,火山巖漿熔體釋放BrO的時(shí)間晚于SO2。通過(guò)對(duì)水平-垂直風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間軸的匹配,研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為:湯加火山經(jīng)歷了三次不同程度的噴發(fā),并且由于噴發(fā)高度和噴發(fā)時(shí)間的差異,導(dǎo)致了SO2和BrO在南半球產(chǎn)生了不同方向的擴(kuò)散傳輸。該研究為火山噴發(fā)影響和巖漿脫氣過(guò)程研究提供了重要支撐。
論文的共同第一作者為李啟迪碩士和錢園園博士,通訊作者為羅宇涵研究員。EMI-02為團(tuán)隊(duì)自主研制,搭載于高光譜觀測(cè)衛(wèi)星GF5-02,作為國(guó)內(nèi)目前在軌運(yùn)行的最高空間分辨率大氣痕量氣體遙感載荷,具有單日覆蓋全球的優(yōu)勢(shì)。研究團(tuán)隊(duì)利用EMI-02開(kāi)展了全球O3(臭氧)、NO2(二氧化氮)、SO2、BrO等的監(jiān)測(cè)和地面驗(yàn)證,為國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了有力支撐。
本研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助。
湯加火山三次噴發(fā)示意圖
湯加火山噴發(fā)SO2和BrO分布