风云卫星持续关注汤加火山爆发

2022年1月15日格林威治时间4点10分（北京时间当日中午12点10分，汤加时间当日下午5点10分），位于南太平洋岛国汤加境内的水下火山Hunga Tonga剧烈喷发。

火山学家们把这次喷发称为“21世纪至今最剧烈的火山喷发”：引发的地震达到里氏5.8级，并且罕见地引起了海啸，使得太平洋沿岸的国家（比如斐济，澳大利亚，日本和美国）纷纷响起海啸预警（结论引自微信公众号果壳，ID：Guokr42）。风云卫星持续关注此次火山爆发，利用卫星监测数据评估火山爆发影响，并预测火山灰云的扩散和移动趋势。

洪阿哈阿帕伊海底火山（Honga Tonga-Hunga Ha’apai volcano,175.38W, 20.57S）位于汤加首都所在的汤加塔布岛以北约100千米海域。去年12月以来，该火山活动开始加剧。FY-3D于2021年12月20日监测到洪阿哈阿帕伊海底火山开始小规模喷发（见图1），之后4天持续间断小规模喷发，并监测到在火山口周围形成明显的水色变化（见图2中浅蓝色海域，约600 km2），水色变化主要是由于火山持续喷发形成的海温升高同时引起海水富营养化导致。

图1.FY-3D/MERSI真彩色影像监测汤加洪阿哈阿帕伊火山爆发（2021年12月20日）

图2.FY-3D/MERSI真彩色影像监测汤加洪阿哈阿帕伊火山爆发（2021年12月23日）

风云三号卫星持续监测显示：2022年1月14日，FY-3E监测到汤加洪阿哈阿帕伊火山再次喷发，云顶高度较周围明显增高（见图3）；至2022年1月15日，该火山口附近水色变化范围呈持续增大趋势，表明海底火山活动加剧（见图4箭头所示浅蓝色海域，面积约1590 km2）。

图3.FY-3E/MERSI云顶高度产品（2022年1月14日）

图4.FY-3D/MERSI真彩色影像监测汤加洪阿哈阿帕伊火山（2022年1月15日，再次爆发前）

2022年1月15日04:10左右（UTC时间，下同），汤加北部的洪阿哈阿帕伊海底火山开始猛烈喷发，向大气中喷发出大量火山矿物颗粒、SO2气体及高温水蒸汽等物质，并形成伞状蘑菇云。05:00的卫星资料反演显示，火山灰云上冲至15～16千米的高度，高度最高达到18千米左右，整体分布呈东高西低的趋势（见图5）。

图5.静止气象卫星汤加洪阿哈阿帕伊火山灰云顶高度反演（Himawari-8/AHI，分辨率2km）

注：底图为火山WMO火山灰云合成方案制作的红外彩色合成图

经估算，此次火山喷发形成约360万吨的火山矿物颗粒，其中大部分区域质量浓度较大，约在7～10 g/m2之间。根据卫星火山灰云颗粒物浓度反演结果推测：由于火山灰云的颗粒物质量浓度较大，火山灰主体部分将会快速沉降，是否会在平流层持续扩散有待进一步观测和研究（见图6）。

图6. 静止气象卫星汤加洪阿哈阿帕伊火山灰矿物颗粒质量浓度反演（Himawari-8/AHI，分辨率2km）

1月16日1时30分FY-3D跟踪监测显示：随着火山灰云的扩散和移动，火山灰中较重的矿物颗粒慢慢沉淀下来，在火山口西侧监测到部分火山灰飘落在海面上（见图7，其它区域被云覆盖）。根据混合单粒子拉格朗日积分轨迹模型（HYSPLIT模式）48h预测，火山灰云中的微小颗粒物有逐渐向偏东方向扩散的趋势（图8），这和卫星实时监测的结果基本一致（见图9中红色椭圆内显示）。

图7.FY-3D/MERSI真彩色影像监测汤加洪阿哈阿帕伊火山灰（2022年1月16日 01:30 UTC）

图8.HYSPLIT模型预测火山灰48h扩散浓度空间分布

图9. 汤加洪阿哈阿帕伊火山灰云监测

（Himawari8-AHI, 根据WMO Volcanic Ash合成方案制作）（2022年1月16日 08:30 UTC）

1月17日1时10分FY-3D最新监测显示（图10）：火山口周围未见明显的喷发迹象。

图10. FY-3D/MERSI真彩色影像监测汤加洪阿哈阿帕伊火山爆发（2022年1月17日01:10 UTC）

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