Atmosferische schokgolf van duizenden kilometers door vulkaanuitbarsting

Afgelopen nacht barstte de Hunga-Tonga Ha'apai vulkaan uit. Deze onderzeese vulkaan ligt in de Tonga-eilandengroep, wat ten zuidoosten van Fiji ligt. De uitbarsting was zo krachtig, dat in zeer korte tijd een extreme hoeveelheid puin en as in de atmosfeer geslingerd werd. Daarnaast is op meerdere eilanden in de buurt van de vulkaan een tsunami waargenomen. Merk in de video rechts ook de bliksemactiviteit in de aswolk op, goed te zien vanaf circa 40 seconden.

Hoewel een vulkaanuitbarsting geen weerkundig fenomeen is, kunnen vulkaanuitbarstingen wel enorme invloed uitoefenen op het weer. De meest extreme vulkaanuitbarstingen kunnen zelfs de wereldgemiddelde temperatuur over een relatief korte periode lager doen uitvallen. Of dat deze keer ook gebeurt, is nog verre van duidelijk, maar vanuit weerkundig oogpunt was de uitbarsting op zijn minst zeer spectaculair te noemen.

De uitbarsting van de Hunga-Tonga Ha'apai was zonder enige moeite vanuit de ruimte te zien. De Himawari-8 satelliet van de Japanse weerdienst wist het tot in detail vast te leggen. In korte tijd is de vorming van een enorme aswolk te zien, maar nog opvallender is een schokgolf die tot duizenden kilometers rondom de aswolk zichtbaar werd.

Doordat de vulkaan in zeer korte tijd een enorme hoeveelheid as en puin de atmosfeer in slingerde, werd de lucht rondom de vulkaan met grote kracht weggeduwd. Dit zorgde voor een schokgolf die tot duizenden kilometers van de vulkaan reikte. Op het eiland Tonga, zo'n 80 kilometer van de vulkaan, was daardoor een luide explosie te horen. Ook op Fiji (ruim 750 kilometer) is de explosie te horen geweest.

Door de manier waarop de atmosfeer is opgebouwd, komt de weggeduwde lucht op ruim 18 kilometer hoogte tegen de tropopauze en onderkant van de stratosfeer aan. Omdat de tropopauze en stratosfeer stabiel zijn, kan lucht in deze lagen moeilijk verder stijgen. De lucht wordt door deze stabiele luchtlaag gedwongen verder horizontaal uit te stromen, dus zijwaarts in alle richtingen rondom de uitbarsting in plaats van omhoog. Door de grote kracht waarmee dit fenomeen plaatsvond, ontstond een golf in de atmosfeer die zich als een rimpel in het water rondom de uitbarsting verspreidde. 

Langs de rand van de schokgolf verandert de luchtdruk een korte tijd, wat er soms voor zorgt dat waterdamp in de lucht nét kan condenseren tot bewolking. Dat is wat in dit geval goed te zien was op satellietbeelden. Een mooier voorbeeld dat de atmosfeer zich als vloeistof gedraagt, is bijna niet te vinden!

Op de schokgolf was zelfs in Nieuw Zeeland een tijdelijke luchtdrukstijging te zien. Dit komt doordat langs de rand van een schokgolf de lucht wordt samengedrukt, waardoor tijdelijk meer lucht aanwezig is. Op dat moment stijgt de luchtdruk voor korte tijd. Diverse weerstations in Nieuw Zeeland lieten een luchtdrukstijging zien van 2 tot 3 Hectopascal in 10 tot 20 minuten tijd, waarna de luchtdruk daalde en vervolgens weer stabiliseerde. 

Dit soort luchtdrukstijgingen zijn in de weerkunde niet uniek, maar de huidige situatie maakt dat het wel als zeer bijzonder kan worden beschouwd, zeker gegeven de afstand tussen de vulkaan en Nieuw Zeeland, wat ruim 2000 kilometer is!