Catégorie : Environnement

Le manque de glace sur les Grands Lacs et ses conséquences // The lack of ice on the Great Lakes and its consequences

La glace a mis du temps à se former cette année sur les Grands Lacs américains. Seulement 3,2 % de la surface des lacs était prise par la glace à la mi-janvier 2023. C’est 18 % de moins que la moyenne pour cette période de l’année. L’absence de glace n’est pas une bonne chose pour l’écosystème des lacs. Cette situation peut provoquer de puissantes vagues dangereuses et des tempêtes de neige à effet de lac.
Les prévisions du National Ice Center des États-Unis au début du mois de décembre étaient différentes selon les secteurs. Selon ces prévisions, les lacs Michigan, Érié et Ontario devaient avoir moins de glace, tandis que le lac Supérieur devait être au-dessus de la normale. On s’attendait à ce que le lac Huron ait une année moyenne. Cependant, ces prévisions sont très incertaines car la croissance de la glace est très dynamique et peut changer en quelques jours, en particulier sur les lacs moins profonds. Par exemple, la couverture de glace a atteint jusqu’à 7 % en moyenne sur tous les lacs après la vague de froid de décembre 2022, mais elle a ensuite rapidement diminué avec l’arrivée de températures plus clémentes. Le changement a été particulièrement prononcé sur le lac Érié où la couverture de glace a d’abord atteint 23 % avant de chuter et se stabiliser à environ 3 %.
Moins de glace signifie aussi plus de neige. En hiver, lorsque des masses d’air froid et sec traversent les lacs, elles absorbent de l’eau par évaporation en cours de route. Lorsque la masse d’air touche la terre, elle laisse tomber toute cette eau à travers un phénomène appelé ‘neige à effet de lac’. La couverture de glace agit comme un bouclier et empêche l’eau du lac de s’évaporer. Lorsqu’il y a moins de glace, la neige tombe en abondance autour des lacs, comme on a pu le voir à Buffalo N.Y., qui se trouve sur les rives du lac Érié. Fin décembre 2022, plus d’1,20 m de neige recouvrait la ville et ses environs. La tempête a fait 44 morts dans les comtés d’Erié et de Niagara.
Une faible couverture de glace peut avoir des conséquences désastreuses. En effet, pendant les mois d’hiver où sévissent les tempêtes, la couverture de glace atténue la force des vagues. Lorsque la couverture de glace est faible, les vagues peuvent devenir très grosses et causer des inondations et une érosion des rives du lac. C’est également ce qui se passe en Alaska lorsqu’il y a un manque de glace de mer. En janvier 2020, le long de la rive sud-ouest du lac Michigan, le niveau très haut du lac s’est ajouté à des vents très forts, ce qui a généré des vagues de 4 mètres de haut qui ont inondé les rives.
Selon les scientifiques, le réchauffement climatique et les températures élevées sont responsables du manque de glace sur les Grands Lacs. La diminution de la couverture de glace aura probablement des effets en cascade sur les écosystèmes des lacs et en particulier sur les poissons. Par exemple, le grand corégone, une pièce maîtresse de la pêche sur les Grands lacs et une importante source de nourriture pour d’autres poissons comme le doré jaune, fait partie des nombreux poissons qui seront affectés par le manque de glace en hiver. Le doré jaune et la perchaude ont, eux aussi, besoin d’hivers prolongés. S’ils ne passent pas assez de temps dans l’eau froide pendant l’hiver, leurs œufs seront beaucoup plus petits, ce qui rendra leur survie plus difficile.
La diminution de la couverture de glace sur les lacs retarde également la migration des oiseaux vers le sud. Le réchauffement des lacs et la perte de la couverture de glace au fil du temps entraîneront également des précipitations plus abondantes, favorables à la prolifération d’algues nocives qui peuvent être toxiques pour les humains et les animaux domestiques.
Les scientifiques se posent beaucoup de questions sur l’ampleur des changements à venir dans l’écosystème et le réseau trophique des Grands lacs si la couverture de glace continue de diminuer. Si nous ne parvenons pas à contrôler le réchauffement climatique, il y aura forcément des changements que nous pourrons anticiper et d’autres que nous ne connaissons pas encore et qui nous échapperont probablement.
Source : USA Today, via Yahoo Actualités.

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Ice has been slow to form this year over the American Great Lakes, with only 3.2% of the lakes covered by mid-January 2023. This is roughly 18% below average for this time of year. No ice is not a good thing for the lakes’ ecosystem. It can even stir up dangerous waves and lake-effect snowstorms.

The U.S. National Ice Center Forecast’s outlook at the beginning of December showed a mix of predictions. According to the forecast, Lakes Michigan, Erie and Ontario were predicted to have less ice, while Lake Superior was expected to be above normal. Lake Huron was expected to have an average year. However, this prediction has a great deal of uncertainty because ice growth is very dynamic and can change in a matter of days, especially on the shallower lakes. For example, ice cover jumped up to 7% on average across all the lakes after the December 2022 cold snap, but then quickly fell when milder temperatures arrived. The change was especially pronounced on Lake Erie, where ice cover rose to 23% and later sat at around 3%.

Less ice also means more snow. In the winter, when cold, dry air masses move across the lakes, they pick up water along the way through evaporation. When the air mass hits land, it drops all that water through lake-effect snow. Ice cover acts as a shield, stopping water from evaporating off the lake. So, when there is less ice people around the lakes typically see more snow, as could be seen in Buffalo N.Y., which sits on the shores of Lake Erie. By the end of December 2022, more than 120 centimeters of snow covered the city and surrounding areas. The storm resulted in 44 deaths in Erie and Niagara counties.

Little ice cover can be disastrous. Indeed, during stormy winter months, ice cover tempers waves. When there is low ice cover, waves can be much larger, leading to lakeshore flooding and erosion. This is what happens in Alaska when there is a lack os sea ice. In January 2020 along Lake Michigan’s southwestern shoreline, record high lake levels mixed with winds that whipped up 4-meter-high waves that flooded shorelines.

According to scientists, global warming and the highrt temperatures are responsible for the lack of ice on the Great Lakes. A downturn in ice coverage due to climate change will likely have cascading effects on the lakes’ ecosystems and especially the fish. For instance, Lake whitefish, a mainstay in the lakes’ fishing industry and an important food source for other fish like walleye, are one of the many fish that will be impacted by the lack of ice in winter. Walleye and yellow perch also need extended winters. If they don’t get enough time to overwinter in cold water, their eggs will be a lot smaller, making it harder for them to survive.

Declining ice cover on the lakes is also delaying the southward migration of birds. Warming lakes and a loss of ice cover over time also will be coupled with more extreme rainfall, likely inciting more harmful algae blooms that can be toxic to humans and pets.

There is still a big question mark on the extent of the changes that will happen to the lakes’ ecosystem and food web as ice cover continues to decline. Unless we can keep climate change in check, there will be changes that we anticipate and others that we don’t know about yet.

Source : USA TODAY via Yahoo News.

Vues du Lac Supérieur, une véritable mer intérieure (Photos: C. Grandpey)

Les caprices du vortex polaire (suite) // The whims of the polar vortex (continued)

On parle beaucoup du vortex polaire ces jours-ci et des voix se font entendre prédisant une possible arrivée d’air très froid dans certaines parties de l’hémisphère nord en février 2023.
Comme je l’ai expliqué précédemment, le vortex polaire est une vaste zone de basse pression dans la haute atmosphère au-dessus des pôles. Il est particulièrement fort en hiver et plus faible en été. En fait, le vortex polaire consiste plutôt en une circulation de vents puissants -courants jet – qui sont très forts au niveau des pôles mais peuvent également atteindre des latitudes plus basses.
Un événement susceptible d’affecter le comportement du vortex polaire est un réchauffement stratosphérique soudain – Sudden Stratospheric Warming (SSW). Il se produit lorsqu’il y a une augmentation rapide de la température dans la stratosphère, la couche de l’atmosphère qui se trouve au-dessus de la troposphère. Cette augmentation de la température peut affaiblir ou même faire se briser le vortex polaire, ce qui peut avoir un impact significatif sur les conditions météorologiques dans l’hémisphère nord. Un tel événement se produit généralement en hiver et peut durer plusieurs semaines.
Au cours d’un SSW, les vents d’ouest qui circulent normalement autour du vortex polaire peuvent s’affaiblir ou même inverser leur direction, permettant à l’air froid de l’Arctique de s’échapper et de provoquer des entrées d’air arctique au-dessus de l’Europe, de l’Asie, du Canada et des États-Unis. Les effets d’un SSW peuvent également être ressentis à la surface, avec des températures plus froides et une forte probabilité de chutes de neige.
Il est important de noter que les événements SSW sont relativement rares ; ils se produisent en moyenne tous les 2 à 3 ans, mais ils deviennent plus fréquents ces dernières années avec le réchauffement climatique et l’augmentation des températures, en particulier dans l’Arctique. Il convient de noter que tous les SSW n’ont pas un impact majeur sur les conditions météorologiques ; certains d’entre eux sont mineurs et ont un effet limité.

Il est encore trop tôt pour prévoir ce qui se passera en février 2023. Les modèles météorologiques et les anomalies de température pointent vers un affaiblissement du vortex polaire et une possible entrée d’air froid dans l’hémisphère nord dans les semaines à venir.
Les températures dans la stratosphère sont à la hausse avec une vague de réchauffement qui se développe au-dessus de l’Arctique. Les prévisions actuelles tablent sur un événement SSW fort qui pourrait faire monter les températures stratosphériques à des niveaux record pour cette période de l’année.
L’un des modèles montre des anomalies chaudes qui envahissent la stratosphère au-dessus des régions polaires dans les premiers jours de février. Même si le vortex polaire est sévèrement affaibli et perturbé, il sera toujours présent. L’emplacement des descentes d’air froid dépendra de l’endroit où le vortex polaire se divisera ou se déplacera, ainsi que d’autres facteurs tels qu’El Niño ou La Niña qui ont une influence sur le temps à ce moment-là.
Un SSW mineur – qui semble le plus probable – est généralement moins susceptible qu’un SSW majeur d’avoir un impact sur les conditions météorologiques de surface. Cependant, un SSW majeur peut aussi se produire après un ou deux épisodes de réchauffement mineurs qui ont affaibli le vortex polaire, et il y a un certain risque pour que cela se produise. Au final, personne ne sait ce qui va se passer dans les semaines à venir…!
Il faut tout de même garder à l’esprit qu’un SSW en février 2018 a entraîné une vague de froid très sévère sur l’Amérique du Nord à la fin de ce mois-là et début mars. En revanche, le SSW de janvier 2019 n’a eu aucun impact significatif sur le Royaume-Uni et plus tard sur l’Europe. Celui de 2021, quant à lui, a entraîné une importante arrivée de froid dans une grande partie de l’Europe.
Source : The Weather Network.

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There is much talk about the polar vortex these days and voices can be heard predicting a possible arrival of very cold air in parts of the northern hemisphere in February 2023.

The polar vortex is a large area of low pressure in the upper atmosphere that typically sits over the Earth’s poles. It is a persistent and large-scale circulation pattern that is created by the cold temperatures at the poles. It’s strongest in the winter and weakest in the summer. Actually, the polar vortex is rather a series of circulating winds – jet streams – that are strongest at the poles but can also extend to lower latitudes.

One event likely to affect the behaviour of the polar vortex is a Sudden Stratospheric Warming (SSW). It occurs when there is a rapid increase in temperature in the stratosphere, the layer of the atmosphere above the troposphere. This increase in temperature can cause the polar vortex to weaken or even split, which can have a significant impact on weather patterns in the northern hemisphere. These events typically occur in the winter, and can last for several weeks.

During an SSW, the westerly winds that normally circulate around the polar vortex can weaken or even reverse direction, allowing cold Arctic air to escape and cause Arctic air outbreaks over Europe, Asia, Canada, and the United States. The effects of a SSW can also be felt at the surface, with colder temperatures and an increased likelihood of snowfall.

It’s important to note that SSW events are relatively rare, happening on average every 2 – 3 years, but they are becoming more frequent in recent years with global warming and the increase of global temperatures, especially in the Arctic. It is worth noting that not all SSWs lead to a major impact on weather patterns, some of them are minor and have a limited effect.

It is still too early to be sure of what will happen in February 2023. Weather models and temperature anomalies point towards a weakening of the polar vortex and the potential for cold air outbreaks in the northern hemisphere in the weeks ahead.

The temperatures in the stratosphere are already on the rise as a warming wave is developing over the Arctic. The current forecast calls for a strong event that could raise the stratospheric temperatures to record high levels for this time of year.

One of the models shows warm anomalies taking over the stratospheric polar regions in the first days of February. While the polar vortex will be severely weakened and disrupted, it will still be present. The location of cold air outbreaks may depend on where the polar vortex splits or displaces, as well as other factors such as El Niño or La Niña which influence the weather at the time.

A minor SSW, which is looking likely, is generally less likely to impact surface weather patterns than a major SSW. However, a major SSW can still occur after one or two minor warmings that weaken the polar vortex prior, and there is some support from ensembles for this to occur. In the end, nobody knows what will happen in the coming weeks… !

However, one should kep in mind that a SSW in February 2018 led to a verty severe cold snap over North America later that month and into early March, whereas the SSW in January 2019 had no significant impact for the UK and later Europe. The one in 2021, on the other hand, led to a significant cold outbreak event across much of Europe.

Source : The Weather Network.

Vortex polaire stable et instable (Source: Météo France)

Nouveau vêlage en Antarctique // New calving in Antarctica

Un énorme iceberg deux fois plus grand que New York s’est détaché d’une plate-forme glaciaire en Antarctique. D’une superficie de près de 1 600 kilomètres carrés, il a rompu ses amarres avec la plate-forme de Brunt le 22 janvier 2023. L’événement s’est produit lorsqu’une fracture majeure, baptisée Chasm-1, a tranché l’épaisse couche de glace dans sa totalité.
Le vêlage était attendu depuis un moment et n’a surpris personne. Un iceberg de taille semblable, l’A74, s’est détaché de la plate-forme glaciaire en février 2021. Selon le British Antarctic Survey (BAS), l’A74, qui mesurait 1 270 kilomètres carrés, est parti à la dérive dans la mer de Weddell.
Le plus grand iceberg jamais enregistré, le B-15, s’est détaché de la plate-forme de Ross en mars 2000. Il mesurait 11 000 kilomètres carrés, soit à peu près de la même taille que la Jamaïque.
On ne sait pas encore si le dernier vêlage aura un impact sur la plate-forme glaciaire proprement dite. Cela dépendra de la façon dont le reste de cette plate-forme réagira aux changements qui viennent de se produire. Les scientifiques pensent que l’impact sera probablement faible et mettra un certain temps à se faire sentir. Une partie de la plate-forme glaciaire, soit environ la moitié de la taille du nouvel iceberg, reste exposée au vêlage. Le reste sera relativement peu affecté.
Le changement climatique et le réchauffement de l’atmosphère ont entraîné de nombreux cas de fonte prématurée des glaciers et des calottes glaciaires, mais les scientifiques s’accordent à dire que le dernier vêlage fait partie du cycle naturel de la calotte glaciaire de l’Antarctique. En effet, la plate-forme de Brunt avait atteint une taille encore jamais observée ces dernières années et un vêlage était donc très probable.
Le nouvel iceberg, baptisé A-81 par le U.S. National Ice Center, suivra probablement la trajectoire de l’A74 et partira à la dérive dans l’océan.
La plate-forme glaciaire de laquelle l’A-81 s’est détaché est le site de la station de recherche Halley du British Antarctic Survey, où les scientifiques étudient la météo spatiale et les processus atmosphériques. La station a été déplacée en 2016 lorsqu’une fracture est apparue dans la glace, avec le risque que la station parte dans l’Océan Austral sur un iceberg. La station n’aurait toutefois pas été affectée par le détachement de l’iceberg le 22 janvier 2023.
Source : British Antarctic Survey.

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A huge iceberg twice the size of New York City has broken off from an ice shelf in Antarctica.

The iceberg, which has an area of nearly 1,600 square kilometers finally broke away from the Brunt ice shelf on January 22nd, 2023. This calving occurred when a crack called Chasm-1 fully broke through the entire layer of ice.

The breakaway of this section had been expected for a while and did not come as a surprise. A similarly sized iceberg, named A74, broke off from the ice shelf in February 2021. According to the British Antarctic Survey (BAS), A74, which measured 1,270 square kilometers, has now drifted into the Weddell Sea.

The largest iceberg ever recorded was named B-15, and broke off from Ross Ice Shelf in March 2000 measuring a massive 11,000 square kilometers, about the same size as the island of Jamaica.

Whether this calving has any impact on the ice sheet itself will depend upon how the rest of the shelf reacts to the changes that have just occurred. In any event the impact is likely to be small and will take some time to be felt. At least one part of the remaining shelf, about half of the size of the new iceberg, is now vulnerable to calving. The rest of the ice sheet will be relatively unaffected.

While climate change and the warming atmosphere have led to many cases of glaciers and ice sheets melting prematurely, experts agree that this particular calving is part of the natural cycle of the Antarctic ice sheet. Indeed, the Brunt ice shelf had reached a larger size than it had for many years, meaning that a significant calving was due.

The new iceberg, named A-81 by the U.S. National Ice Center, is likely to follow the path of A74 as it drifts into the ocean.

The ice shelf from which A-81 broke away is the location of the BAS’ Halley Research Station, where scientists study space weather and atmospheric processes. It was relocated in 2016 as the chasm along which the break occurred widened and was reportedly not affected by Sunday’s iceberg break-off.

Source : British Antarctic Survey.

Image du nouvel iceberg acquise le 24 janvier 2023 par le satellite Terra/MODIS de la NASA

Déplacement d’un module de la station du BAS en 2016 (Crédit photo: BAS)

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : l’éruption de tous les records (3ème partie)  // The eruption of all records (part 3)

Le panache volcanique.

Aujourd’hui, les scientifiques qui étudient l’éruption du 15 janvier 2022 sont surpris par sa puissance et les records s’accumulent. Par exemple, le panache volcanique a atteint des hauteurs encore jamais observées par les satellites.

Source: Tonga Services

Deux satellites météorologiques – le Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) de la NOAA et le Himawari-8 de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale – ont observé cette éruption exceptionnelle depuis l’espace, ce qui a permis aux scientifiques de calculer jusqu’où le panache avait pénétré dans l’atmosphère. Ils ont déterminé que, à son point culminant, le panache s’est élevé à une hauteur de 58 km, ce qui signifie qu’il a percé la mésosphère, la troisième couche de l’atmosphère. Le panache du Hunga Tonga était toutefois loin d’atteindre la couche atmosphérique suivante, la thermosphère, qui commence à environ 85 km au-dessus de la surface de la Terre. La ligne Karman, à une centaine de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, est généralement considérée comme la frontière avec l’espace. Après qu’une première explosion ait généré ce panache très volumineux, une nouvelle explosion a propulsé des cendres, du gaz et de la vapeur à plus de 50 km dans le ciel.
Jusqu’à présent, les panaches volcaniques les plus élevés ont été émis par l’éruption de 1991 du Pinatubo aux Philippines avec 40 km, et l’éruption de 1982 d’El Chichón au Mexique avec 31 km. Les éruptions volcaniques du passé ont probablement produit des panaches plus importants, mais elles se sont produites avant que les scientifiques puissent effectuer de telles mesures. Le panache de l’éruption du Krakatau en 1883 en Indonésie a probablement, lui aussi, atteint la mésosphère.
Les scientifiques n’ont pas pu utiliser leur technique habituelle basée sur la température pour mesurer le panache volcanique car l’éruption de janvier a dépassé la hauteur maximale pour laquelle cette méthode peut être utilisée. Ils se sont tournés vers trois satellites météorologiques géostationnaires qui fournissent des images toutes les 10 minutes et ils se sont appuyés sur l’effet de parallaxe.

Images montrant l’étendue du nuage de cendres au moment de l’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (Source: USGS)

Perturbation spatiale.

L’éruption du Hunga Tonga Hunga Ha’apai a généré l’une des plus grandes perturbations spatiales jamais observées au cours de l’ère moderne. Elle permet aux scientifiques d’analyser le lien encore mal compris entre la basse atmosphère et l’espace. L’événement permet également d’étudier comment les événements sur Terre peuvent affecter la météo dans l’espace, à côté de l’influence de la météo spatiale sur la météo terrestre.
Lorsque le volcan est entré en éruption, l’explosion a créé d’importantes perturbations de pression dans l’atmosphère, ce qui a provoqué des vents violents. Au fur et à mesure que ces vents se sont dirigés vers les couches atmosphériques plus minces, ils ont commencé à s’accélérer. Lorsqu’ils ont atteint l’ionosphère et les confins de l’espace, on a enregistré des vitesses de vent allant jusqu’à 725 km/h, ce qui en fait les vents les plus violents – en dessous de 195 km d’altitude – jamais mesurés par la mission ICON depuis son lancement en 2019.
Dans l’ionosphère, ces vents très puissants ont également affecté les courants électriques. Les particules ionosphériques génèrent régulièrement un courant électrique qui se dirige vers l’est – l’électrojet équatorial – alimenté par les vents de la basse atmosphère. Après l’éruption, l’électrojet équatorial a atteint cinq fois sa puissance de crête normale et a radicalement changé de direction; il s’est dirigé vers l’ouest pendant une courte période. C’est quelque chose qui n’avait été observé auparavant que pendant de fortes tempêtes géomagnétiques.
On estime maintenant que l’indice d’explosivité volcanique (VEI) de l’éruption du Hunga Tonga a atteint 6 sur une échelle de 8 niveaux, ce qui la place parmi les plus grandes éruptions volcaniques jamais enregistrées avec des instruments géophysiques modernes.

La vapeur d’eau.

Au cours de l’éruption du 15 janvier 2022, le volcan a également émis une quantité colossale de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Selon la NASA, il a envoyé dans la stratosphère suffisamment de vapeur d’eau pour remplir 58 000 piscines olympiques. Les scientifiques expliquent que l’événement a battu « tous les records » d’injection de vapeur d’eau depuis que les satellites ont commencé à enregistrer ce type de données.
Le Microwave Limb Sounder à bord du satellite Aura de la NASA, qui mesure les gaz dans l’atmosphère, a découvert que l’explosion avait envoyé quelque 146 téragrammes d’eau dans la stratosphère, entre environ 13 et 53 kilomètres au-dessus de la surface de la planète. Un téragramme (Tg) équivaut à 10 12 grammes ou 10 9 kilogrammes. Cette énorme quantité de vapeur a augmenté la quantité totale d’eau dans la stratosphère d’environ 10 %. C’est près de quatre fois la quantité de vapeur d’eau entrée dans la stratosphère au moment de l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines.
Depuis que la NASA a commencé à effectuer des mesures il y a 18 ans, seules deux autres éruptions, celle du Kasatochi en Alaska en 2008 et du Calbuco en 2015 au Chili, ont envoyé des quantités importantes de vapeur d’eau à des altitudes aussi élevées. Dans les deux cas, les nuages de vapeur d’eau se sont rapidement dissipés.
On pense que la caldeira du volcan sous-marin, une dépression d’environ 150 mètres de profondeur, est à l’origine de l’émission exceptionnelle de vapeur d’eau. Si la caldeira avait été moins profonde, l’eau de mer n’aurait pas été assez chaude pour expliquer une telle quantité de vapeur d’eau; si elle avait été plus profonde, la trop grande pression exercée par l’eau de mer aurait atténué le souffle de l’explosion.

Source: NASA

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The volcanic plume.
Today, scientists studying the January 15th, 2022 eruption are amazed at its power and records are piling up. For example, the volcanic plume reached heights never before seen by satellites.
Two weather satellites – NOAA’s Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) and the Japan Aerospace Exploration Agency’s Himawari-8 – observed this exceptional eruption from space, allowing scientists to calculate how high the plume had penetrated the atmosphere. They determined that, at its peak, the plume rose to a height of 58 km, meaning it pierced the mesosphere, the third layer of the atmosphere. The Hunga Tonga plume, however, was far from reaching the next atmospheric layer, the thermosphere, which begins about 85 km above the Earth’s surface. The Karman line, a hundred kilometers above the surface of the Earth, is generally considered the boundary with space. After a first explosion generated this very large plume, a new explosion propelled ash, gas and steam more than 50 km into the sky.
The highest volcanic plumes had been emitted by the 1991 eruption of Pinatubo in the Philippines with 40 km, and the 1982 eruption of El Chichón in Mexico with 31 km. Volcanic eruptions in the past likely produced larger plumes, but they happened before scientists could make such measurements. The plume from the 1883 eruption of Krakatau in Indonesia probably also reached the mesosphere.
Scientists were unable to use their usual temperature-based technique to measure the volcanic plume because the January eruption exceeded the maximum height for which this method can be used. They turned to three geostationary weather satellites that provide images every 10 minutes and they relied on the parallax effect.

Space disturbances.
The eruption of Hunga Tonga Hunga Ha’apai generated one of the largest space disturbances ever observed in the modern era. It allows scientists to analyze the still poorly understood link between the lower atmosphere and space. The event also helps to study how events on Earth can affect weather in space, alongside the influence of space weather on terrestrial weather.
When the volcano erupted, the explosion created significant pressure disturbances in the atmosphere, which caused strong winds. As these winds moved towards the thinner atmospheric layers, they began to pick up speed. When they reached the ionosphere and the outer reaches of space, wind speeds of up to 725 km/h were recorded, making them the strongest winds – below 195 km altitude – ever measured by the ICON mission since its launch in 2019.
In the ionosphere, these very powerful winds also affected electric currents. Ionospheric particles regularly generate an electric current that heads east – the equatorial electrojet – powered by winds from the lower atmosphere. After the eruption, the equatorial electrojet reached five times its normal peak power and drastically changed direction; it headed west for a short time. This is something that had previously only been observed during strong geomagnetic storms.
The Volcanic Explosivity Index (VEI) for the Hunga Tonga eruption is now estimated to have reached 6 on an 8-level scale, placing it among the largest volcanic eruptions ever recorded with modern geophysical instruments.

Water vapor.
During the January 15, 2022 eruption, the volcano also emitted a colossal amount of water vapor into the atmosphere. According to NASA, it sent enough water vapor into the stratosphere to fill 58,000 Olympic swimming pools. The scientists say the event broke « every record » for water vapor injection since satellites began recording such data.
The Microwave Limb Sounder aboard NASA’s Aura satellite, which measures gases in the atmosphere, found the explosion sent some 146 teragrams of water into the stratosphere, between about 13 and 53 kilometers above the surface of the planet. One teragram (Tg) is equal to 1012 grams or 109 kilograms. This huge amount of steam increased the total amount of water in the stratosphere by about 10%. That’s nearly four times the amount of water vapor that entered the stratosphere when Mt Pinatubo erupted in the Philippines in 1991.
Since NASA began making measurements 18 years ago, only two other eruptions, Kasatochi in Alaska in 2008 and Calbuco in 2015 in Chile, have sent significant amounts of water vapor to similar altitudes. In both cases, the water vapor clouds quickly dissipated.
It is believed that the caldera of the submarine volcano, a depression about 150 meters deep, was the source of the exceptional emission of water vapor. If the caldera had been shallower, the seawater would not have been warm enough to account for such an amount of water vapour; if it had been deeper, the excessive pressure exerted by the sea water would have reduced the blast of the explosion.