Жарылыс бағанасы - Eruption column

Жарылыс бағанасы аяқталды Пинатубо тауы ішінде Филиппиндер, 1991

Ан атқылау бағанасы немесе атқылау шөгіндісі бұл өте қызған бұлт күл және тефра жылы тоқтатылды газдар жарылғыш зат кезінде шығарылған жанартау атқылауы. Вулкандық материалдар тік бағанды ​​немесе құрайды шлем вулканның саңылауынан жоғары ауаға бірнеше шақырым көтерілуі мүмкін. Жарылыс қаупі жоғары атқылау кезінде атқылау бағанасы 40 км-ден (25 миль) асып кетуі мүмкін стратосфера. Стратосфералық инъекция аэрозольдер вулкандар қысқа мерзімді болудың басты себебі болып табылады климаттық өзгеріс.

Жарылыстың атқылауында жиі кездеседі бағанның құлауы атқылау бағанасы ауа конвекциясы арқылы аспанға көтерілу үшін өте тығыз болғанда немесе тығыз болғанда, оның орнына жанартаудың баурайында құлап пирокластикалық ағындар немесе толқындар (бірақ соңғысы онша тығыз емес болғанымен). Кейбір жағдайларда, егер материал құлап кету үшін тығыз болмаса, ол пайда болуы мүмкін пирокумулонимбус бұлт.

Қалыптасу

Атқылау бағаналары жоғары концентрациясы болған кезде жарылғыш жанартау белсенділігінде пайда болады ұшпа материалдар көтерілу кезінде магма оны бұзуға мәжбүр етеді жанартау күлі және дөрекі тефра. Күл мен тефра секундына бірнеше жүз метр жылдамдықпен шығарылады және өте үлкен көтеріліп, бірнеше километр биіктікке тез көтерілуі мүмкін. конвекция ағымдар.

Жарылыс бағаналары уақытша болуы мүмкін, егер олар дискретті жарылыспен пайда болса немесе тұрақты болса, егер үздіксіз атқылау немесе жақын орналасқан дискретті жарылыстар нәтижесінде пайда болса.

Құрылым

Атқылау бағанындағы қатты және / немесе сұйық материалдар материал көтерілген сайын өзгеретін процестермен көтеріледі:[1]

  • Колонна негізінде материал тез кеуіп жатқан газдардың, негізінен будың қысымымен кратерден жоғары қарай күшпен шығарылады. Газдар кеңейеді, өйткені жер бетіне жақындаған кезде оның үстіндегі тау қысымы тез төмендейді. Бұл аймақ газ тарту аймағы және әдетте желдеткіштен бір-екі шақырымға дейін жетеді.
  • The конвективті соққы аймағы баған биіктігінің көп бөлігін жабады. Газ тарту аймағы өте турбулентті және қоршаған ауа оған араласып, қызады. Ауа кеңейіп, оның тығыздығын азайтады және көтеріледі. Көтеріліп жатқан ауа барлық қатты және сұйық материалды оған бекітілген атқылаудан жоғары қарай көтереді.
  • Баған аз қоршаған ауаға көтерілгенде, ақыр соңында биіктікке жетеді, онда ыстық және көтерілетін ауа қоршаған суық ауамен тығыздықта болады. Осы бейтарап қалқымалы аймақта атқылау материалы конвекция арқылы емес, тек жоғары импульс арқылы көтеріледі. Бұл деп аталады қолшатыр аймағы, және, әдетте, жанына жайылған бағанмен белгіленеді. Жарылыс материалы мен оны қоршаған суық ауа қолшатыр аймағында бірдей тығыздыққа ие, ал жоғарғы жағы импульс материалды жоғары көтеретін максималды биіктікпен белгіленеді. Бұл аймақта жылдамдық өте төмен немесе шамалы болғандықтан, оны көбінесе стратосфералық жел бұрмалайды.

Баған биіктігі

Жарылыс бағанасы көтеріліп жатыр Жанартауды қайта бұрыңыз, Аляска

Баған биіктікке жеткеннен кейін, қоршаған ауадан гөрі тығызырақ көтерілуді тоқтатады. Атқылау бағанына жететін биіктікті бірнеше фактор басқарады.

Ішкі факторларға атқылау желдеткішінің диаметрі, газ магманың мазмұны және жылдамдық ол шығарылады. Сыртқы факторлар маңызды болуы мүмкін, жел кейде бағанның биіктігін шектейді, ал жергілікті жылу температурасының градиенті де рөл атқарады. Атмосфералық температура тропосфера әдетте шамамен 6-7-ге төмендейді Қ / км, бірақ бұл градиенттегі кішігірім өзгерістер бағанның соңғы биіктігіне үлкен әсер етуі мүмкін. Теориялық тұрғыдан бағандардың максималды биіктігі шамамен 55 км (34 миль) деп есептеледі. Іс жүзінде баған биіктігі шамамен 2-45 км (1,2-28,0 миль) аралығында көрінеді.

Биіктігі 20-40 км-ден асатын атқылау бағаналары тропопауза және инъекция бөлшектер ішіне стратосфера. Тропосферадағы күл мен аэрозольдер тез арада жойылады атмосфералық жауын-шашын, бірақ стратосфераға енгізілген материал болмаған кезде әлдеқайда баяу таралады ауа-райы жүйелер. Стратосфералық инъекцияның едәуір мөлшері ғаламдық әсер етуі мүмкін: кейін Пинатубо тауы 1991 жылы атылып, жаһандық температура шамамен 0,5 ° C-қа (0,90 ° F) төмендеді. Ең үлкен атқылау температураның бірнеше градусқа дейін төмендеуіне әкеледі және белгілі бір себептердің болуы мүмкін деп саналады жаппай жойылу.

Жарылыс бағанының биіктігі - атқылау қарқындылығын өлшеудің пайдалы әдісі, өйткені берілген атмосфералық температура үшін баған биіктігі массаның атқылау жылдамдығының төртінші тамырына пропорционалды. Демек, ұқсас жағдайларды ескере отырып, баған биіктігін екі есеге арттыру үшін атқылауды секундына 16 есе көп шығаруды қажет етеді. Көрінбейтін атқылау бағанының биіктігін картаға түсіру арқылы бағалауға болады максимум әр түрлі мөлшердегі пирокласттарды желдеткіштен алып өтетін арақашықтық - жоғары бағанға одан әрі шығарылатын белгілі бір массаның материалы (демек, өлшемі) көтерілуі мүмкін.

Атқылау бағанының шамамен максималды биіктігі теңдеуімен келтірілген.

H = k (MΔT)1/4

Қайда:

k - атмосфералық жағдайлар сияқты әр түрлі қасиеттерге тәуелді тұрақты шама.
M - жаппай атқылау жылдамдығы.
ΔT - атқылау магмасы мен қоршаған атмосфера арасындағы температураның айырмашылығы.

Қауіпті жағдайлар

Бағанның құлауы

Жарылыс бағаналары тығыз материалмен ауырлап кетуі мүмкін, сондықтан оларды конвекция ағындары көтере алмайтындай ауыр болады. Мұндай жағдай кенеттен орын алуы мүмкін, мысалы, магманың атқылау жылдамдығы оны ұстап тұру үшін ауа жеткіліксіз болатын деңгейге дейін ұлғаяды немесе магманың тығыздығы кенеттен төменгі аймақтардан тығыз магмаға ұласса стратификацияланған магма камерасы түртілді.

Егер бұл орын алса, онда конвективті итеру аймағының түбіне жететін материал конвекциямен тиісті қолдау көрсетілмейді және оның астында қалады ауырлық, қалыптастыру пирокластикалық ағын немесе асқын а баурайында жүре алады жанартау 100–200 км / сағ жылдамдықпен (62–124 миль / сағ). Колоннаның коллапсы - бұл колонкалар атқылауындағы ең көп таралған және қауіпті жанартау қаупінің бірі.

Ұшақ

Бірнеше атқылау атқылау бағанына тап болған немесе жанынан өткен ұшақтарға үлкен қауіп төндірді. 1982 жылы болған екі бөлек жағдайда әуе лайнерлері атқылау бағанының жоғарғы жағына ұшып кетті Галунггун тауы және күл екі ұшақты да қатты зақымдады. Қозғалтқыштарды тоқтататын күлді жұту, кабинаның терезелерінің құмды қабаттары оларды мөлдір етпеуі және қысымның каналдары арқылы күлді жұтуы арқылы отынның ластануы болды. Қозғалтқыштардың зақымдануы - а температурасындағы температура газ турбинасы вулкандық күл ериді жану камерасы және одан әрі қарай орналасқан компоненттерге, мысалы, турбина қалақтарына шыны жабын түзеді.

Жағдайда British Airways рейсі 9, әуе кемесі барлық төрт қозғалтқышта қуатын жоғалтты, ал басқаларында он тоғыз күн өткенде, Singapore Airlines 747-де төрт қозғалтқыштың үшеуі істен шықты. Екі жағдайда да қозғалтқыштар сәтті қайта іске қосылды, бірақ әуе кемесі шұғыл қонуға мәжбүр болды Джакарта.

Ұшақ сияқты жарылыс атқылау бағанының салдарынан орын алды Қайта қосу вулкан Аляска 1989 ж. Пинатубо тауының атқылауынан кейін 1991 жылы ұшақтар атқылау бағанын болдырмау үшін бағытталды, дегенмен Оңтүстік-Шығыс Азияның кең аумағында шашыраңқы күлдер 16 ұшаққа зақым келтірді, кейбіреулері 1000 км (620 миль). жанартаудан.

Жарылыс бағаналары ауа-райының радиолокаторында көрінбейді және қарапайым бұлтпен немесе түнде жасырылуы мүмкін.[2] Жарылыс бағаналары авиацияға қауіп төндіретіндіктен, тоғыз желі бар Вулканикалық күлге кеңес беру орталықтары бүкіл әлем бойынша спутниктер, жер туралы есептер, пилоттық есептер және метеорологиялық модельдер арқылы атқылау бағаналарын үнемі қадағалайды.[3]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Вулкандар қалай жұмыс істейді - атқылау моделі (QuickTime фильмі)». Сан-Диего мемлекеттік университеті. Архивтелген түпнұсқа 2007-07-01. Алынған 2007-06-30.
  2. ^ Митчелл Рот; Рик Гуриц (шілде 1995). «Вулкандық күл бұлттарын визуализациялау». IEEE компьютерлік графика және қосымшалар. 15 (4): 34–39. дои:10.1109/38.391488.
  3. ^ «Әуе кемесін жанартау күлінен тазарту - Дарвин жанартау күлі бойынша кеңес беру орталығы». Австралия үкіметі - метеорология бюросы. Алынған 2007-06-30.

Әрі қарай оқу

Сыртқы сілтемелер