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Riassunto:
La massiccia eruzione vulcanica di Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HT-HH) il 15 gennaio 2022, ha rilasciato una quantità senza precedenti di materiale vulcanico nella stratosfera, causando significative perturbazioni nella sua chimica e dinamica. Per comprendere questi effetti, utilizziamo un modello numerico completo che simula l’evoluzione sia della composizione atmosferica che della circolazione. Le nostre simulazioni modello vengono inizializzate con condizioni realistiche prima dell'eruzione e si estendono per diversi mesi dopo, permettendoci di indagare sugli impatti a breve e medio termine dell'eruzione.
I risultati principali del nostro studio includono:
1. Rapida formazione dello strato di aerosol stratosferico: L’eruzione HT-HH ha iniettato una grande massa di anidride solforosa (SO2) nella stratosfera, che si è rapidamente convertita in aerosol di solfato. Questi aerosol formavano uno strato denso ad altitudini comprese tra 15 e 30 chilometri, disperdendo e assorbendo efficacemente la radiazione solare. Di conseguenza, la stratosfera ha subito un raffreddamento significativo ai tropici, con diminuzioni della temperatura fino a diversi gradi Celsius nelle settimane successive all’eruzione.
2. Cambiamenti nella composizione atmosferica: Oltre agli aerosol di anidride solforosa e solfato, l’eruzione ha rilasciato nella stratosfera anche vari altri gas vulcanici e particelle di cenere. Queste sostanze hanno modificato le concentrazioni di gas in tracce come ozono (O3), vapore acqueo (H2O) e biossido di azoto (NO2). Il maggiore carico di aerosol e i cambiamenti nella composizione hanno implicazioni per la forzatura radiativa e la chimica dell’ozono nella stratosfera.
3. Impatti sulla dinamica stratosferica: L’effetto combinato del riscaldamento degli aerosol e della forzante radiativa della nube vulcanica ha perturbato la circolazione stratosferica. Queste perturbazioni si sono manifestate come alterazioni nei modelli del vento, nei gradienti di temperatura e nell’attività delle onde. In particolare, l’interruzione delle onde su scala planetaria ha portato a cambiamenti nel trasporto dei costituenti atmosferici, influenzandone potenzialmente la distribuzione e la durata.
4. Trasporto e dispersione di aerosol vulcanici: Le nostre simulazioni di modelli monitorano il trasporto e la dispersione degli aerosol vulcanici nel tempo. Gli aerosol si diffondono zonalmente in tutto il mondo nel giro di poche settimane, formando uno strato quasi uniforme ai tropici. Tuttavia, la distribuzione spaziale degli aerosol varia a latitudini più elevate a causa delle interazioni con i modelli di circolazione atmosferica. L’evoluzione simulata dell’aerosol si allinea bene con le osservazioni satellitari e le misurazioni effettuate da strumenti a terra.
Nel complesso, il nostro studio fornisce un’analisi dettagliata degli effetti dell’eruzione vulcanica HT-HH del 2022 sulla chimica e sulla dinamica della stratosfera, contribuendo a far avanzare la nostra comprensione degli impatti vulcanici sull’atmosfera terrestre. I risultati contribuiscono alla capacità della comunità scientifica di prevedere e mitigare le potenziali conseguenze delle future eruzioni vulcaniche.
