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要約：
2022年1月15日にHunga Tonga-Hunga Ha'apai（HT-HH）の大規模な火山噴火は、前例のない量の火山物質を成層圏に放出し、化学とダイナミクスに大きな摂動を引き起こしました。これらの効果を理解するために、大気の組成と循環の両方の進化をシミュレートする包括的な数値モデルを採用しています。私たちのモデルシミュレーションは、噴火の前に現実的な条件で初期化され、その後数ヶ月間延長されるため、噴火の短期から中期的な影響を調査することができます。
私たちの研究からの重要な調査結果は次のとおりです。
1。成層圏エアロゾル層の迅速な形成： HT-HH噴火は、大量の二酸化硫黄（SO2）を成層圏に注入し、硫酸エアロゾルに急速に変換されました。これらのエアロゾルは、15〜30キロメートルの高度に密な層を形成し、効果的に散乱し、太陽放射を吸収しました。その結果、成層圏は熱帯地方で有意な冷却を経験し、噴火後数週間で温度が最大数摂氏の温度低下を経験しました。
2。大気構成の変化： 二酸化硫黄と硫酸エアロゾルに加えて、噴火は他のさまざまな火山ガスと灰粒子を成層圏に放出しました。これらの物質は、オゾン（O3）、水蒸気（H2O）、二酸化窒素（NO2）などの微量ガスの濃度を修正しました。エアロゾルの荷重と組成の変化の強化は、成層圏の放射強制とオゾンの化学的性質に影響を及ぼします。
3。成層圏のダイナミクスへの影響： エアロゾル加熱の効果と火山雲からの放射強制力は、成層圏循環を乱しました。これらの摂動は、風のパターン、温度勾配、および波の活動の変化として現れました。特に、惑星規模の波の破壊は、大気成分の輸送の変化をもたらし、その分布と寿命に潜在的に影響を与えました。
4。火山エアロゾルの輸送と分散： 私たちのモデルシミュレーションは、時間の経過とともに火山エアロゾルの輸送と分散を追跡します。エアロゾルは数週間以内に世界中にゾーナリーに広がり、熱帯にほぼ均一な層を形成します。ただし、エアロゾルの空間分布は、大気循環パターンとの相互作用により、高緯度で異なります。シミュレートされたエアロゾルの進化は、地上の機器からの衛星観測と測定値とよく整合しています。
全体として、私たちの研究は、成層圏の化学とダイナミクスに対する2022年のHT-HH火山噴火の効果の詳細な分析を提供し、地球の大気に対する火山の影響の理解を促進するのに役立ちます。この調査結果は、将来の火山噴火の潜在的な結果を予測し、軽減する科学コミュニティの能力に貢献しています。
