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초록 :
2022 년 1 월 15 일 HT-HH (Hunga Tonga-Hunga Ha'apai)의 대규모 화산 폭발은 전례없는 양의 화산 물질을 성층권으로 발표하여 화학과 역학에 상당한 섭동을 일으켰습니다. 이러한 효과를 이해하기 위해, 우리는 대기 조성과 순환의 진화를 시뮬레이션하는 포괄적 인 수치 모델을 사용합니다. 우리의 모델 시뮬레이션은 분화 전에 현실적인 조건으로 초기화되며 몇 달 후에 연장되어 분화의 단기에서 중기에 영향을 미칩니다.
우리의 연구의 주요 결과는 다음과 같습니다.
1. 성층권 에어로졸 층의 빠른 형성 : HT-HH 분화는 큰 질량의 이산화황 (SO2)을 성층권에 주입하여 황산염 에어로졸으로 빠르게 전환시켰다. 이 에어로졸은 15 ~ 30 킬로미터 사이의 고도에서 밀도가 높은 층을 형성하여 효과적으로 산란 및 태양 복사를 흡수했습니다. 결과적으로, 성층권은 열대에서 상당한 냉각을 경험했으며, 분화 후 몇 주 동안 온도가 섭씨 몇도까지 감소했습니다.
2. 대기 조성의 변화 : 이산화황 및 황산염 에어로졸 외에도 분화는 다양한 화산 가스와 재 입자를 성층권으로 방출했습니다. 이 물질은 오존 (O3), 수증기 (H2O) 및 이산화 질소 (NO2)와 같은 미량 가스의 농도를 변형시켰다. 강화 된 에어로졸 하중 및 조성 변화는 성층권의 복사 강제 및 오존 화학에 영향을 미칩니다.
3. 성층권 역학에 미치는 영향 : 화산 구름으로부터 에어로졸 가열 및 복사 강제의 결합 된 효과는 성층권 순환을 교란시켰다. 이러한 섭동은 바람 패턴, 온도 그라디언트 및 파동 활동의 변화로 나타납니다. 특히, 행성 규모의 파괴는 대기 구성 요소의 수송에 변화를 가져와 분포와 수명에 영향을 미쳤다.
4. 화산 에어로졸의 운송 및 분산 : 우리의 모델 시뮬레이션은 시간이 지남에 따라 화산 에어로졸의 운송 및 분산을 추적합니다. 에어로졸은 몇 주 안에 전 세계에 구역에 퍼져 열대에 거의 균일 한 층을 형성합니다. 그러나 에어로졸의 공간 분포는 대기 순환 패턴과의 상호 작용으로 인해 높은 위도에서 다양합니다. 시뮬레이션 된 에어로졸 진화는 위성 관찰 및 지상 기반 기기의 측정과 잘 맞습니다.
전반적으로, 우리의 연구는 2022 HT-HH 화산 분화가 성층권 화학 및 역학에 미치는 영향에 대한 자세한 분석을 제공하여 지구 대기에 대한 화산 영향에 대한 이해를 발전시키는 데 도움을줍니다. 이 발견은 과학계의 미래 화산 폭발의 잠재적 결과를 예측하고 완화하는 과학계의 능력에 기여합니다.
