A 2024-ben felbocsátott európai–japán tudományos földmegfigyelő műhold, az EarthCARE adatai segíthetik a repülés biztonságát.
Az ESA európai és a JAXA japán űrügynökségek együttműködésében készült EarthCARE (Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer) műholdat elsősorban azért építették, hogy minden eddiginél részletesebben vizsgálja a felhők, a légköri aeroszolok és a sugárzás kapcsolatát, ezzel segítve az éghajlati folyamatok megértését. A 2024 májusában felbocsátott műhold mérési adatai számára most egy új, közvetlen gyakorlati alkalmazást is találtak. A jelek szerint az EarthCARE a vulkánkitörések hamu- és gázfelhőinek háromdimenziós vizsgálatával a légi közlekedés biztonságát is javíthatja. Erre az indonéziai Anak Krakatau 2026. szeptemberi kitörése szolgált látványos példával.
Az Anak Krakatau kitöréséből származó gáz- és gőzfelhő (fehér), valamint por- és hamufelhő (barna) szeptember 5-én, az egyik Sentinel-3 műhold OLCI (Ocean and Land Colour Instrument) műszerének képén. (Kép: módosított Copernicus Sentinel adatok 2026 / feldolgozás: ESA)
A Szumátra és Jáva szigetei közötti Szunda-szorosban fekvő Anak Krakatau szeptember 4-én kezdődött intenzív kitörése komoly fennakadásokat okozott a repülésben. Több ezer járatot kellett törölni vagy átirányítani, utasok százezrei rekedtek a repülőtereken. A levegőbe kerülő, magasra eljutó vulkáni hamu veszélyes a sugárhajtóművekre, amelyeket súlyosan károsíthat, szélsőséges esetben pedig le is állíthat. A finom szemcsék emellett „homokfúvásszerűen” károsíthatják a pilótafülke ablakait, miközben a kitörésből származó gázok – például a kén-dioxid – további kockázatot jelentenek. A vulkáni hamufelhők követésére világszerte kilenc központ működik. Az Anak Krakatau térsége az ausztrál meteorológiai szolgálat által működtetett darwini központhoz tartozik, amelynek szakemberei a kitörés alatt az EarthCARE méréseit is bevonták a keletkezett vulkáni felhő megfigyelésébe.
Az ilyen alkalmazás szempontjából az EarthCARE méréseinek legfontosabb előnye, hogy nem csupán felülnézetben, vízszintes kiterjedésében mutatja meg a vulkáni eredetű felhőt. ATLID (Atmospheric Lidar) nevű lézeres műszere ultraibolya impulzusokat küld a légkörbe, majd a visszaszóródott fényből meghatározza az aeroszolrétegek függőleges eloszlását. Így információt szolgáltat azok magasságáról és koncentrációjáról is. Fejlett számítási módszerek segítségével pedig az aeroszolok típusai – például vulkáni hamu, szulfát, füst, tengeri só vagy sivatagi por – is elkülöníthetők. Ez a repülésbiztonság szempontjából kulcsfontosságú. Egy hagyományos műholdkép alapján jól meghatározható egy hamufelhő kiterjedése, de ahhoz, hogy eldöntsék, egy repülőgép átrepülhet-e alatta vagy fölötte, pontosan ismerni kell a veszélyes rétegek magasságát is. Az Anak Krakatau esetében az ATLID segítségével a szakemberek megerősítették, hogy a nyugat felé sodródó vulkáni anyag felső rétege egészen mintegy 15 km-es magasságig (FL500, flight level 500, vagyis 50 ezer láb) ért.
Az EarthCARE specialitása, hogy négy fedélzeti műszere egymást kiegészítve dolgozik. Az ATLID mellett a Cloud Profiling Radar (CPR) nevű felhőradar, az MSI (Multi-Spectral Imager) multispektrális képalkotó és a BBR (Broad-Band Radiometer) szélessávú sugárzásmérő is ugyanazokat a légköri rendszereket vizsgálja.
Egy szeptember 5-i Sentinel-3 műholdfelvétellel kombinálva az MSI például megmutatta a vulkáni felhő vízszintes elhelyezkedését – a feldolgozott képen elkülönítve a hamut és a kén-dioxidot –, míg az ATLID és a CPR lényegében függőleges metszetet készített a felhőről.
Különböző típusú aeroszolok magassági eloszlásának profilja az EarthCARE mérési adatai alapján, az Anak Krakatau kitörése közelében, szeptember 5-én. (Kép: ESA)
Érdekes eredményt szolgáltatott a felhőradar. Ez a hullámhossza miatt sokkal érzékenyebb a nagyobb részecskékre, mint a finom aeroszolokra, és az Anak Krakatau vulkáni felhőjében a felszíntől kb. 6 km-es magasságig észlelt egy olyan struktúrát, amelyet a kutatók lefelé ülepedő, nagyobb hamuszemcsékből összeálló aggregátumokkal magyaráznak. Ha ez az értelmezés helyes, az arra utalhat, hogy a nagyobb hamurészecskék a jelenlegi feltételezéseknél tovább maradhatnak a levegőben és messzebbre juthatnak a vulkántól. Ez a hamufelhők terjedését előrejelző modellek fejlesztésében is fontos lehet.
A mostani eset tanulsága, hogy az EarthCARE adatai nem pusztán utólagos tudományos elemzésre használhatók. A műhold megfelelő időben történő áthaladása révén a szakemberek közel valós időben rekonstruálhatták a vulkáni felhő függőleges szerkezetét, és az információkat felhasználhatták a repülésbiztonsági tájékoztatásban. Az EarthCARE tehát olyan kiegészítő információt adhat a központoknak (Volcanic Ash Advisory Centres, VAAC), amely a hagyományos műholdképekből nehezen vagy egyáltalán nem nyerhető ki.
Ugyanezeknek a méréseknek éghajlatkutatási jelentőségük is van. A nagy vulkánkitörések nyomán a sztratoszférába kerülő szulfátaeroszolok visszaverik a napsugárzás egy részét, ezért akár hónapokon vagy éveken át módosíthatják a Föld sugárzási mérlegét. A Krakatau 1883-as kitöréséből származó aeroszolok például több mint egy évig megmaradtak a légkörben, és átmeneti globális lehűlést okoztak. Annak pontos ismerete, hogy egy kitörés milyen magasra juttatja az aeroszolokat, az éghajlati hatás becsléséhez is alapvető fontosságú.
Az EarthCARE kifejezetten alacsony, a felszín felett 393 km-rel húzódó közel poláris (97,05° inklinációjú) napszinkron pályán kering a Föld körül. Az egyenlítői síkot északról dél felé haladva helyi időben mindig 14 órakor keresztezi. Ugyanazon terület fölött 25 nap elteltével repül el ismét.
Kapcsolódó link:
EarthCARE’s view of volcanic plume boosts air safety (ESA)
Ami az Anak Krakatauból a levegőbe került (Sentinel blog)
