화산 폭발로 인해 성층권의 수증기가 급격히 증가했습니다.

Mar 30, 2023

2022년 10월 24일 - David Hosansky 작성

수백 년 된 기술을 활용하는 겸손한 기상학의 일꾼인 라디오존데스를 통해 과학자들은 대기에 대한 중요한 발견을 할 수 있었습니다.

국립 대기 연구 센터(NCAR) 과학자 홀거 뵈멜(Holger Vömel)이 주도한 과학 분야의 새로운 국제 연구에서는 전 세계 라디오존데의 데이터를 사용하여 1월 해저 화산의 폭발로 인해 성층권의 전 세계 수증기량이 증가했음을 보여주었습니다.

관측 기술 사용 전문가인 Vömel의 경우, 이 발견은 배터리로 작동되는 기상 관측기를 하루에 한두 번 전 세계 여러 곳에서 풍선에 올려 올리는 것의 지속적인 유용성을 입증하는 데 도움이 되었습니다. 라디오존데는 1930년대부터 온도, 상대습도, 바람 및 기타 대기 매개변수를 측정하기 위해 배치되었습니다. 그러나 일부 국가에서는 비용을 절감하기 위해 위성 및 기타 최신 기술에 의존하여 사용을 줄였습니다. 그 중 일부는 유효 수명이 거의 끝나가고 있습니다.

Vömel은 "이것은 정말 놀라운 데이터 세트이며 상당한 규모의 라디오존데 네트워크가 있기 때문에 발생했습니다."라고 말했습니다. "성층권은 너무 건조해서 누구도 라디오존데에서 성층권 습도를 찾을 수 없다고 생각하지만, 일부는 이번 폭발과 같은 극한 상황에서 능력을 갖고 있습니다."

이 연구는 미국 국립과학재단의 자금 지원을 받았습니다.

이러한 수증기 충격이 지구의 기후 시스템에 미치는 영향은 미미할 가능성이 높지만 이전에 잘 연구된 지상 화산 폭발과는 다릅니다. 수증기는 지구 표면의 열이 우주로 빠져나가는 것을 방지하기 때문에 수년 동안 온난화에 미치는 영향이 미미할 것입니다. 이는 또한 들어오는 자외선 복사로부터 지구를 보호하는 오존층의 회복을 약간 늦추는 방식으로 화학에 영향을 미칠 것입니다. 그러나 그 효과는 일시적일 것이라고 Vömel은 말했습니다.

이번 발견의 주요 의미는 지구 표면에서 약 5~12마일 떨어진 곳에서 시작되는 성층권에 미치는 영향의 크기와 관련이 있습니다. 2022년 1월 15일 남태평양 훙가 통가-헝가 하아파이(Hunga Tonga-Hunga Ha'apai) 수중 폭발은 해수면 약 500피트 아래에서 발생했다. 녹은 암석에서 나오는 강렬한 열은 바닷물을 증기로 변화시켰고, 화산 가스 및 재와 함께 바다 위로 58킬로미터(36마일) 높이까지 치솟았습니다. 화산으로 인해 쓰나미가 발생하여 섬나라 통가 인근 지역을 황폐화시키고 일본과 아메리카 대륙까지 도달했습니다.

폭발이 발생한 지 며칠 만에 NOAA의 과학자 팀은 남반구의 성층권 화학에 대한 폭발의 영향을 판독하기 위해 Vömel이 설계한 장비를 포함한 일련의 특수 장비를 가지고 인도양의 레위니옹 섬에 모였습니다. 연구 결과에 따르면 폭발 지점에서 수천 마일 떨어진 성층권 수증기 수준은 358ppm에 달했습니다. 이는 일반적인 수준인 5ppm에 비해 엄청난 증가였습니다.

흥미를 느낀 Vömel은 해당 지역 국가에서 발사한 라디오존데의 데이터를 살펴보기 시작했습니다. 폭발이 발생한 지 하루도 안 되어 피지에서 화산 기둥으로 발사된 한 라디오존데에서는 수증기 수준이 1,300ppm 이상인 것으로 나타났으며, 호주 동부의 라디오존데에서는 2,900ppm이 넘는 수준을 보였습니다.

Vömel은 "이것은 정말 놀라운 일이었습니다."라고 말했습니다.

Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 폭발이 전 세계에 미친 영향을 파악하기로 결정한 그와 그의 공동 저자는 와이오밍 대학과 NCAR에서 보관하고 있는 라디오존데 데이터를 별도의 저장소로 전환했습니다. 그들은 폭발로 인해 성층권에 최소 50테라그램(5천만 톤)의 수증기가 주입되었다는 사실을 발견했습니다. 그들의 계산에 따르면 성층권 수증기의 양은 전 세계적으로 5% 이상 증가한 것으로 나타났습니다.