Título:Perturbações da química e da dinâmica estratosféricas da erupção vulcânica Hunga Tonga-Hunga Ha'apai de 2022:uma análise detalhada do modelo

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Resumo:

A enorme erupção vulcânica de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HT-HH) em 15 de janeiro de 2022, liberou uma quantidade sem precedentes de material vulcânico na estratosfera, causando perturbações significativas em sua química e dinâmica. Para compreender estes efeitos, empregamos um modelo numérico abrangente que simula a evolução da composição e circulação atmosférica. Nossas simulações de modelo são inicializadas com condições realistas antes da erupção e se estendem por vários meses depois, permitindo-nos investigar os impactos de curto a médio prazo da erupção.

As principais conclusões do nosso estudo incluem:

1. Formação rápida de camada de aerossol estratosférico: A erupção HT-HH injetou uma grande massa de dióxido de enxofre (SO2) na estratosfera, que rapidamente se converteu em aerossóis de sulfato. Esses aerossóis formaram uma camada densa em altitudes entre 15 e 30 quilômetros, espalhando e absorvendo efetivamente a radiação solar. Como resultado, a estratosfera sofreu um arrefecimento significativo nos trópicos, com descidas de temperatura de vários graus Celsius nas semanas seguintes à erupção.

2. Mudanças na composição atmosférica: Além do dióxido de enxofre e dos aerossóis de sulfato, a erupção também liberou vários outros gases vulcânicos e partículas de cinzas na estratosfera. Essas substâncias modificaram as concentrações de gases residuais como ozônio (O3), vapor d'água (H2O) e dióxido de nitrogênio (NO2). A carga aprimorada de aerossóis e as mudanças na composição têm implicações para o forçamento radiativo e para a química do ozônio na estratosfera.

3. Impactos na dinâmica estratosférica: O efeito combinado do aquecimento do aerossol e do forçamento radiativo da nuvem vulcânica perturbou a circulação estratosférica. Essas perturbações se manifestaram como alterações nos padrões do vento, gradientes de temperatura e atividade das ondas. Em particular, a perturbação das ondas à escala planetária levou a alterações no transporte dos constituintes atmosféricos, influenciando potencialmente a sua distribuição e vida útil.

4. Transporte e Dispersão de Aerossóis Vulcânicos: Nossas simulações de modelo rastreiam o transporte e a dispersão de aerossóis vulcânicos ao longo do tempo. Os aerossóis se espalharam zonalmente pelo globo em poucas semanas, formando uma camada quase uniforme nos trópicos. No entanto, a distribuição espacial dos aerossóis varia em latitudes mais elevadas devido às interações com os padrões de circulação atmosférica. A evolução simulada do aerossol alinha-se bem com observações de satélite e medições de instrumentos terrestres.

No geral, nosso estudo fornece uma análise detalhada dos efeitos da erupção vulcânica HT-HH de 2022 na química e dinâmica estratosférica, ajudando a avançar nossa compreensão dos impactos vulcânicos na atmosfera da Terra. As descobertas contribuem para a capacidade da comunidade científica de prever e mitigar as consequências potenciais de futuras erupções vulcânicas.