Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvernig dreifist aska lóðrétt um lofthjúpinn?

Stöðugleiki lofthjúpsins hverju sinni ræður mjög lóðréttri blöndun ösku og mengunarefna.

Lofthjúpnum er skipt í hvolf, neðst er veðrahvolfið og veðrahvörfin ofan á því. Veðrahvörfin eru svo stöðug að aðeins öflugustu gos geta borið ösku upp í heiðhvolfið þar ofan við. Stöðugleiki í veðrahvolfinu skiptir því oft upp í tvö eða þrjú lög. Jaðarlagið er eitt þeirra og afmarkast efra borð þess af hitahvörfum sem algengt er að séu í 800 til 3000 m hæð. Í miklum vindi og/eða sólskini er það mjög vel blandað. Í hægum vindi að næturlagi dettur það oftast í sundur og lagskiptingin verður flóknari.



Veðrahvolfið nær frá jörð upp að veðrahvörfum. Það skiptist hins vegar í fleiri lög en hæð þeirra frá jörð og þykkt ræðst af stöðugleika. Myndin sýnir algenga skiptingu. Þunndregna línan til hægri á myndinni táknar raunhitafallanda. Sjá má þrjú lög meginlög. Jaðarlagið neðst, síðan hitahvörf og þar fyrir ofan er efri hæð veðrahvolfsins og veðrahvörfin. Ofan þeirra má sjá í heiðhvolfið. Raunhitafallandi í jaðarlaginu er oftast nærri þurrinnræna hitafallinu (10°C á kílómetra hækkun).

Loft er mjög óstöðugt í gosmekki, en ásýnd hans ræðst bæði af krafti gossins, stöðugleika loftsins umhverfis og rakamagni. Þar sem hitinn er mestur sleppur mökkurinn auðveldlega gegnum hitahvörfin ofan á jaðarlaginu. Sé raki mikil þar fyrir ofan verður mökkurinn breiður og áberandi, nær jafnvel upp að veðrahvörfum. Sé þurrkur á efri hæðinni má mökkurinn búa við afát, verður mjósleginn og slitnar jafnvel í sundur. Hlutur ösku í honum er þá stór.

Talsvert af ösku og vatni lokast inni í jaðarlaginu, jafnvel þó hitahvörfin séu veik. Séu þau öflug má sjá minniháttar gosmekki berjast við þau og vandséð er hvort hefur betur. Sé jaðarlagið hóflega stöðugt verður styrkur gosefnanna mestur efst í því en blandast betur niður ef loft er óstöðugt.



Algengir dreifingarhættir, skýringar í meginmáli.

Ekki er fráleitt að líta á gosmökk sem risastóran skorstein. Dreifing skorsteinsafurða fer eftir lóðréttum stöðugleika rétt eins og lýst var hér að ofan. Sá er helstur munur á skorsteins- og gosstrókum að þeir fyrrnefndu eru miklu lægri en eldfjöllin og afurðir minni. Við hönnun skorsteina er áhersla lögð á að koma þeim upp úr útgeislunarlagi sem oftast myndast næst jörð á nóttunni, þykknar á morgnanna en brotnar oft í sundur í sólarhita að deginum. Þetta lag kemur lítið við sögu dreifingar gosefna.

Myndirnar sýna líklega útbreiðslu gosösku við mismunandi hitasniða. Bláa strikalínan sýnir þurrinnræna hitafallið en sú rauða, heildregna, sýnir mismunandi raunhitafall. Í tilviki a) er jaðarlagið grunnt, langt neðan opsins á gígnum. Gjóskan losnar við efri mörk hitahvarfanna. Mökkurinn breytir ekki hæð sinni svo mjög í vindstefnu en breikkar þó smám saman eftir því sem frá líður. Þetta nefnist borðadreifing (e. fanning). Öskufall getur verið mikið úr mekkinum en hann blandast ekki sjálfur til jarðar.

Í tilviki b) er loft mjög óstöðugt undir hitahvörfum. Sé losunin neðan hitahvarfanna veldur óstöðugleikinn því að mökkurinn blandast smám saman í allt jaðarlagið en berst ekki ofar. Þetta nefnist svælidreifing (e. fumigation). Þetta ástand er algengast á daginn og er oftast orðið til þegar næturástand með hitahvörfum eins og í a) breytist vegna sólgeislunar, þó án þess að hitahvörfin rofni. Svæling getur á skömmum tíma dreift öskulagi efst í jaðarlaginu í það allt og sér þá vart út úr augum.

Í tilviki c) hafa hitahvörfin rofnað. Nú er enginn efri flötur sem heldur lóðréttri dreifingu í skefjum heldur sveiflast mökkurinn til og frá þegar upp- og niðurstreymiseiningar skiptast á. Þetta ástand nefnist lykkjudreifing (e. looping). Sé eldstöðin hátt uppi á fjalli, er fremur ólíklegt að mekkinum slái alveg til jarðar. Lykkjudreifing er mest áberandi í óstöðugu skúra- eða éljalofti.

Tilvik d) gæti orðið til þegar sól lækkar á lofti eða þá að skýjað verður. Stöðugleikinn vex og verður rétt tæplega þurrinnrænn. Þvermál gosstróksins breikkar nokkuð ört frá eldfjallinu. Þetta nefnist keiludreifing.

Þegar ný hitahvörf fara að myndast að kvöldlagi eru þau í fyrstu neðan losunarhæðar, e) á myndinni. Loftið berst þá frekar upp, heldur en niður, og strókurinn breikkar fyrst og fremst upp á við. Þetta nefnist lyftidreifing (e. lofting).



Gosstrókurinn úr Eyjafjallajökli á Modis-gervihnattamynd 17. apríl 2010 kl. 13:15.

Hærri hluti stróksins á gervihnattamyndinni er ofan jaðarlagsins og dreifist þar hægt og bítandi til beggja átta. Öskufall við jörð er væntanlega mest beint undir honum. Mun lægra öskulag sést til beggja átta, efra borð þess markast sennilega af hitahvörfunum ofan á jaðarlaginu. Sé jaðarlagið mjög óstöðugt dreifist askan með svælidreifingu og blandast alveg niður að jörð. Skyggni verður þá orðið mjög lítið jafnvel þótt öskufallið sé ekki nærri því eins ákaft og undir aðalstróknum og við jaðar hans. Vindátt er úr hánorðri ofan jaðarlagsins en ríkjandi vindátt í jaðarlaginu var úr norðaustri. Vindátt undir Eyjafjöllum var mjög breytileg. Taka má eftir því hvað skuggar eru skarpir sunnan og suðvestan Eyjafjallajökuls. Meginhluti jökulsins er heiðskír þar sem vindur er úr norðaustri og heldur blandaða jaðarlaginu sunnan jökulsins í skefjum í mjög skarpri brún þar sem ef til vill er straumstökk.

Þetta svar ásamt myndum birtist áður á vef Veðurstofu Íslands og er birt hér með góðufúslegu leyfi.

Útgáfudagur

6.5.2010

Spyrjandi

Ritstjórn

Höfundur

Trausti Jónsson

veðurfræðingur

Tilvísun

Trausti Jónsson. „Hvernig dreifist aska lóðrétt um lofthjúpinn?“ Vísindavefurinn, 6. maí 2010. Sótt 17. nóvember 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=56229.

Trausti Jónsson. (2010, 6. maí). Hvernig dreifist aska lóðrétt um lofthjúpinn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=56229

Trausti Jónsson. „Hvernig dreifist aska lóðrétt um lofthjúpinn?“ Vísindavefurinn. 6. maí. 2010. Vefsíða. 17. nóv. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=56229>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Andri Stefánsson

1972

Andri Stefánsson er prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands. Rannsóknir Andra hafa einkum beinst að efnafræði jarðhitavatns, samspili vatns og bergs, eðlisefnafræði jarðhitavökva og uppruna og hringrás rokgjarnra efna í jarðskorpunni.