Az európai légiközlekedést megbénító vulkáni hamu az izlandi Eyjafjallajökull vulkán kitörésének köszönhető, mely április 14-én a kora délutáni órákban robbanásszerűen tört ki, az azt megelőző földrengések után. A 2010. április 14-én kiszabadult hamufelhő légköri magasságát legalább 8000 méterre becsülték. Izland környékén ekkor a nyugatias szelek domináltak, melyek a hamufelhőt keletre, a kontinens irányába fújták. Április 15-én érte el a felhő Észak-Európát, mely eredményeként több repteret is le kellett zárni.

Az izlandi vulkán kitörését az Európai Meteorológiai Műholdakat üzemeltető Szervezet, az EUMETSAT (European Organization for Meteorological Satellites) operatív műholdjának, a Meteosat-9 műholdnak a képein az Országos Meteorológiai Szolgálatnál folyamatosan nyomon követjük. Ez a műhold geostacionárius típusú, amely azt jelenti, hogy a Föld körül a Föld forgásával megegyező szögsebességgel mozog, azaz mindig a földfelszín ugyanazon pontja felett található. Így a műholdról 15 percenként érkező képeken jól követhetőek a légköri folyamatok, illetve a légkörben található elemek terjedése.

Ahhoz, hogy a Meteosat-műhold képein a vulkáni hamu láthatóvá váljék, az EUMETSAT kollégái speciális kompozit képeket alakítottak ki. A kompozit képek úgy készülnek, hogy a műholdon található leképező műszer, a SEVIRI műszer különböző hullámhossztartományban mért információit egyenként (speciális, a céltól függő átalakítások után) képpé alakítják, majd a piros/zöld/kék színhármas egy-egy tagjának egy-egy hullámhossztartományban mért képet feleltetnek meg (vagy ezeknek a képeknek a különbségét). Mivel a különböző hullámhosszakon a légkör, és a légkörben található komponensek (jelen esetben a vulkáni hamu) sugárzási jellemzői eltérőek, a csatornák kombinálásával több összetevőről is kaphatunk információt. A vulkáni hamu detektálásához a porfelhők detektálására kialakított kompozit képet használhatjuk (a vulkáni hamufelhő is aeroszol részecskékből áll, bár az aeroszol főbb összetevői mások, mint a sivatagi porfelhő esetében). Ezt a képet infravörös hullámhosszú sávok felhasználásával készítjük (piros: 12.0m - 10.8m, zöld: 10.8m - 8.7m, kék: 10.8m). Ezen a kompozit képen a különböző színekkel az alábbi objektumokat lehet azonosítani:
Felhők:
Piros, narancs-sárga, rózsaszín - hamufelhő (koncentrációtól függően)
Barna - magas, vastag felhők (a felhőtetőn jégkristályok vannak)
Fekete - magas, vékony, áttetsző jégfelhők
Barnás-sárga - középszintű felhők
Zöld - középszintű vékony, áttetsző felhők
Sárga, zöldes-sárga - alacsonyszintű vízfelhők
Felszín:
Kékes ill. halvány rózsaszínes - derült föld vagy tengerfelszín (inkább kékes - nagyobb az alsó légréteg nedvesség tartalma) (inkább halvány rózsaszínű - kisebb az alsó légréteg nedvesség tartalma)
Fehéres lilás foltok - derült sivatag nappal
Sárgás lilás rózsaszínes foltok - derült sivatag éjszaka

Az 1. ábra az április 15-én 15:55UTC-kor készült por kompozit képet mutatja, amelyen jól látható, hogy a magas légköri áramlások az előző napi porfelhőt Norvégia fölé sodorták. Ekkor még nem érkezett meg a légköri hamu az Egyesült Királyság fölé.

1. ábra A METEOSAT-9 por kompozit képe 2010. április 15-én, 15:55 UTC-kor.

A következő képen az április 16-a reggeli helyzetet látjuk, amikorra a légköri mozgások következtében a felhő már Németország, Lengyelország és Finnország fölé került (2. ábra). A nap folyamán a hamufelhő tovább haladt Csehország irányába, majd estére már Szlovákiát és Ausztriát is elérte. 17-én éjszaka hazánkat is elérte a felhő, mely reggelre már az ország nagy része felett megtalálható volt (3. ábra). Ezen a képen már nehezebben felismerhető a hamufelhő. Részint azért, mert már hígult, csökkent a koncentrációja, s így a hamufelhőt szín-jele már kevésbé szembetűnő; részint pedig azért, mert a háttérként szolgáló éjjeli, hűvösebb derült terület színe hasonló, így ezen a hamufelhő színe kevésbé kontrasztos.

2. ábra A METEOSAT-9 por kompozit képe 2010. április 16-én, 06:40 UTC-kor.

3. ábra A METEOSAT-9 por kompozit képe 2010. április 17-én, 03:25 UTC-kor.

Az EUMETSAT a geostacionárius műholdak mellett poláris műholdat is üzemeltet. Ennek első tagját, a MetOp-A műholdat 2006. október 19-én lőtték fel. Mivel a poláris műholdak a pólusok körül, az Egyenlítő felett naponta kétszer áthaladva keringenek, egy adott területet átlagosan csak naponta kétszer látnak. Így a róluk kapott információ időben nem folytonos. Előnyük viszont, hogy a poláris holdak pályája a Földhöz jóval közelebb esik, így a rajtuk lévő műszerek közelebbről látják a földfelszínt, és a légkört, így nagyobb felbontású és/vagy pontosabb méréseket tudnak végezni, illetve keskenyebb spektrumsávokban tudnak mérni. Olyan típusú méréseket is tudnak végezni róla, amelyeket a geostacionárius műholdról nem lehetséges. Sokféle műszerrel látják el őket, mindegyiket más-más céllal. A MetOp-on több mint 10 különböző műszer található, az ózon-mérésekre kialakított műszerektől a légköri nedvesség- és hőmérsékleti profilok mérését lehetővé tévő műszerekig. Ezek közül a GOME-2 és az IASI műszerek képesek a vulkáni hamu detektálására, sőt mennyiségi jellemzésére. A GOME-2 műszer a Földről műhold felé érkező a légkörről és a felszínről visszavert szórt sugárzást méri az ultraibolya, és a látható fény tartományában (240 - 790 nm); 4 csatornában vesz fel spektrumot. Elsősorban légköri ózonkoncentráció és ózonprofil mérésére fejlesztették ki, mivel azonban a légköri aeroszolnak is jelentős elnyelése, szórása van ezeken a hullámhosszakon, alkalmas a vulkáni porfelhő detektálására is. A 4. ábrán a GOME-2 műszerből számolt AAI (Aerosol Absorbing Index, aeroszol elnyelési index) indexet mutatjuk be, április 15. és 18. között. Ezeken jól megfigyelhető a vulkáni hamu mozgása, és szétterjedése Európa felett. Valamint az is érzékelhető, hogy a vulkán a kezdeti kitörése óta április 17-én is jelentős mennyiségű hamut bocsátott ki a légkörbe.

4. ábra MetOp-A GOME-2 aeroszol elnyelési index, 2010. április 15-18.

A GOME-2 műszerrel ellentétben az IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) infravörös hullámhossztartományban mér, több ezer csatornában. Így a vulkáni hamu detektálásának, mennyiségi jellemzésének módszere más elnyelési sávokban történő méréseken alapszik, mint a GOME-2 műszer esetében. Míg a GOME-2 műszer a napsugárzás tartományában méri az aeroszol részecskék sugárzás-visszaverését és elnyelését, addig a IASI az infravörös tartományban az elnyelését vizsgálja. Az 5. ábra a IASI hamu indexet mutatja. A vulkáni hamu terjedését, és a vulkán működését ezzel a technikával is nyomon lehet követni. Megjegyzendő, hogy a vulkánkitörésekkel együtt járó jelentős mennyiségű kén-dioxid detektálására, mérésére a IASI és a GOME-2 műszer is alkalmas, erről bővebben az EUMETSAT, illetve az EUMETSAT által szervezett nemzetközi munkacsoport, az O3SAF honlapján lehet olvasni.

5. ábra MetOp-A IASI hamu index, 2010. április 15-18.

Összességében elmondható, hogy az Eyjafjallajökull vulkán működése, és az általa kibocsátott vulkáni hamu terjedése az európai meteorológiai műholdak segítségével mind térben, mind időben nyomon követhető. A METEOSAT és a MetOp műholdak megbízható, és pontos információt szolgáltatnak tehát nemcsak az időjárás, és az éghajlat monitorozása területén, hanem mindinkább a környezeti megfigyelések területén is.

További információ:
Az izlandi vulkán műholdas szemmel
Eumetsat

Kocsis Zsófia, Lábó Eszter, Putsay Mária
Országos Meteorológiai Szolgálat