Ученые из МГУ создали модель распространения атмосферных волн после извержения вулкана. Новая работа ликвидирует несоответствие между наблюдаемыми и расчетными параметрами таких возмущений, которое выявили еще в 1980 году.
Извержение вулкана — явление, связанное с высвобождением огромного количества энергии. Во время этого взрыва волны плотности могут распространяться по атмосфере на десятки тысяч километров. Их регистрируют по колебаниям давления. Однако наблюдения метеоролога Джека Рида в 1980 году после извержения вулкана Сент-Хеленс показали аномалии в амплитуде и длине атмосферных волн. Параметры отличались от предсказанных стандартной моделью точечного взрыва, которая использовалась ранее. Работа российских ученых позволила посмотреть на извержения вулканов по-новому.
Ключевая идея заключается в том, чтобы представить вулкан как лопнувший воздушный шарик. В этом случае энергия уже заключена в сдерживаемом объеме газа, а взрыв происходит при прорыве стенок. Это фундаментально меняет начальные условия для расчета ударной волны по сравнению с моделью точечного взрыва.
В процессе работы авторы вывели универсальные формулы, которые описывают распространение волн в атмосфере. Расхождение в длинах волн по сравнению со стандартной моделью составило 1,6 раза, что полностью соответствует наблюдениям Рида 1980 года. Более того, модель проверили на извержении подводного вулкана Тонга, которое случилось в 2022 году и стало самым мощным за последние 150 лет. Атмосферные волны от него зарегистрировали в нескольких десятках точек по всему миру, что дало качественные наблюдательные данные. И они совпали с теми, которые предложила новая модель. При этом расхождение со старой моделью составило более 14 стандартных отклонений.
Результаты исследования важны не только для более точного изучения атмосферных процессов, на которые влияют извержения вулканов, но и для оценки климатических последствий, поскольку параметры волн дают возможность рассчитать характеристики выброшенной газовой смеси, в том числе парниковых компонентов.
Ранее мы рассказывали, что ученые выяснили, как люди пережили суперизвержение вулкана Тоба 74 000 лет назад.
