El enorme impacto sobre el Pacífico Sur de la erupción del volcán de Tonga en el comienzo del año 2022, y las huellas barométricas sobre algunas localidades en Castilla La Mancha

P. Castro Lobera, Delegada Territorial de AEMET para Castilla La Mancha, pcastrol@aemet.es

Los efectos de la impresionante erupción en el Pacífico han provocado oscilaciones observadas en la presión en los observatorios meteorológicos de Castilla La Mancha y en puntos significativos de esta región de la meseta sur de la península ibérica. Estas alteraciones barométricas, en torno a los 2 hectopascales, corresponden a las ondas de choque provocadas por el volcán submarino Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en su enorme erupción que comenzó el pasado día 14 de enero del 2022 (a unos 65 kilómetros de distancia de la capital Nuku’alofa) y prosiguió durante la noche del día 15 de enero. Este impacto puede no ser significativo desde el punto de vista climatológico, pero aún se desconoce, por el momento.

Introducción


Los efectos de la impresionante erupción en el Pacífico han provocado grandes daños en la zona del cinturón del Pacífico Sur, pérdida de vidas humanas y daños en las infraestructuras de las islas Tonga. Estos impactos son muy importantes, por muy lejos de la península ibérica que se hayan producido.

Por otro lado, como la atmósfera no tiene fronteras, este desastre natural ha tenido otros impactos, como pueden ser las súbitas oscilaciones observadas en la presión en los observatorios meteorológicos de la meseta sur y en puntos significativos de esta región de la península Ibérica, de los que daremos algunos datos.

En primer lugar, vamos a repasar las características de la erupción del volcán de la Isla de Tonga, en su parte atmosférica, fijándonos en algo que no ocurre en erupciones estrombolianas como el volcán de Cumbre Vieja en la Isla de la Palma. En aquella erupción volcánica se ha formado una enorme pluma de nubosidad circular, de efectos devastadores, no sólo por la caída de la lava en tierra sino por sus efectos atmosféricos y de contaminación.

Su “curiosa y dañina” nubosidad eruptiva, e incluso su impacto, puede tener cierta similaridad al de los ascensos convectivos causados en otras erupciones volcánicas y antes por los propias pruebas nucleares posteriores a Trinity. (Estas pruebas ya fueron prohibidas por el Tratado de No Proliferación del 1 de junio de 1968). En particular, puede recordar por ejemplo al test o prueba Baker de 21 kilotones lanzada el 25 de julio de 1946 a las 8:35, y también, por otro lado, al impacto del volcán Pinatubo (islas Filipinas) en su erupción de 1991.

En las erupciones volcánicas oceánicas, el impacto sale del subsuelo oceánico (a veces por corrimiento de placas, p. e. la euroasiática y la de Filipinas) y la expulsión de lava y gases contaminantes (especialmente oxido de azufre, SO2) y vapor de agua afecta a la atmósfera en su globalidad. La enorme radiación térmica que se desprende puede formar un tren de ondas, en el mar y enormes nubes convectivas por el aire, con una súbita interacción océano-atmósfera. Una vez en la atmósfera global, no conocen fronteras, lo que ocurre en Tonga ha afectado al mundo entero y así podemos comprobarlos en datos de localidades en el Pacífico sur, pero también (en otro orden y tipo de impacto) se han visto algo afectados los municipios españoles en la Meseta Sur. Por ejemplo, Chinchilla de Montearagón (Albacete), Albacete, Talavera de la Reina (Toledo), Molina de Aragón (Guadalajara) y Ciudad Real que son algunos municipios cuyos datos barométricos podemos consultar en SIGROBS, la red que integra los datos de las estaciones automáticas de observación de AEMET en la Península y que hemos podido consultar.

Fig. 1. A la izquierda la ubicación de la Isla de Tonga (T) donde se ha producido la erupción del volcán submarino [1] y a la derecha el campo de visión del satélite geostacionario Himawari 8 en un día de eclipse el 8 de marzo de 2016 [2]

En la figura 1 puede verse la ubicación del archipiélago de las Islas Tonga, al norte de Nueva Zelanda y lo suficientemente alejado de Australia, por el este, para dañar menos a la Gold Coast en Queensland.

COMIENZO DE LA ERUPCIÓN

El sábado día 14 de enero de 2022 tuvo lugar una impresionante erupción del volcán submarino Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Esta es una de las islas no habitadas del archipiélago Tongano que está en el océano Pacífico Sur. La isla principal de Tonga es Tongatapu que si está habitada y queda a 65 km de este volcán ya ha sido muy afectada (daños en infraestructuras y grandes cantidades de cenizas volcánicas principalmente pero no solamente).

Ambas islas pertenecen a un arco de islas volcánicas muy activas llamadas Isala_Tonga, Kermadec. Hay una zona de subducción que se extiende desde Nueva Zelanda hasta el nor-noreste de las Islas Fidji a unos 17.500 kilómetros de España (esta zona es parte del anillo o cinturón de fuego del Pacífico).

La erupción más reciente ha causado tsunamis principalmente en Tonga, pero no solamente. (Tonga está formada por 169 islas y con 105.000 habitantes, porque no todas las islas están pobladas). También el tsunami afecto a las Islas Fidji, Samoa americana, Vanuatu, y a lo largo de la cuenca del Océano Pacífico. Hubo daños por tsunamis en Nueva Zelanda, Japón, Estados Unidos, la parte más oriental de Rusia, Chile y Perú.

En concreto, al menos hay que lamentar que se produjeron 3 víctimas mortales, por la erupción del volcán Tonga, (una mujer británica, una mujer de 65 años de la isla Mango y un hombre de 49 años de la isla Nomukanos) también ha habido heridos y aún hay personas que permanecen desaparecidas.

El tsunami en Tonga produjo importantes olas de 15 metros de altura. Los daños no han sido cuantificados aún, probablemente debido a la incomunicación de buena parte de sus 169 islas y a la dificultad de los equipos de rescate de su “protección civil” para acceder a los lugares más afectados. La mayor preocupación actual es doble: de un lado preocupa el agua potable contaminada en Tonga por la caída de cenizas. Por ello el Gobierno de Tonga aprobó la distribución de agua potable a Ha’apai (las islas más cercanas al volcán) el mismo día 15 de enero por la mañana y están colaborando los militares de Australia y Nueva Zelanda en estas actividades.

Por otro lado, parece que Tonga puede permanecer al menos cuatro semanas más incomunicada con el exterior. Esto puede ser debido a que la erupción cortara el cable que provee al archipiélago polinesio de conexiones telefónicas e internet, informó este miércoles la Alta Comisión de Nueva Zelanda en Tonga.

SIMILITUD CON LA EXPLOSION DE BAKER

Como puede verse en la figura siguiente de la publicación Castro en [4], la expansión de la nube convectiva es en “forma de paraguas” cuando estaba asociada a la bomba submarina Baker l del 25 de julio de 1946 a las 8:35 UTC. También se pudo observar unas 3 ondas a su alrededor. La onda central y la más energética es la más próxima al término fuente (en este caso la bomba submarina) y las dos siguientes van propagándose en ondas concéntricas en expansión. Se trata de sucesivas “ondas de choque”

En la mecánica de fluidos, una onda de choque es una onda de presión que viaja más rápido que la velocidad del sonido en el mismo medio por el cual se propaga la onda, que a través de diversos fenómenos produce diferencias de presión extremas y aumento de la temperatura. La onda de presión se desplaza como una onda de frente por el medio.

Una de sus características es que el aumento de presión en el medio se percibe como explosiones. También se aplica el término para designar a cualquier tipo de propagación ondulatoria, y que transporta, por tanto, energía a través de un medio continuo, de tal manera que su frente de onda comporta un cambio abrupto de las propiedades del medio.

Se ha calculado que el volcán de Tunga tenía una energía de unos 20 kilotones. Así mismo, Baker tuvo una potencia correspondiente a unos 23 kilotones. El kilotón (kt) es la Unidad de masa equivalente a mil toneladas. Se usa, implícitamente, para comparación de la energía liberada por explosión de mil toneladas de TNT: trinitrotolueno. Se emplea para referirse al potencial destructivo de bombas nucleares, erupciones volcánicas, sismos e impactos de meteoritos.

SIMILITUD CON LA ERUPCION DEL VOLCAN PINATUBO EN EL AÑO 1991

Según las NASA [6], ya el 14 de enero se produjeron ondas de choque relativamente poderosas a partir del volcán submarino del Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai. [7] Fueron mucho más intensas en el comienzo de la madrugada del 15 de enero cuando generaron ondas de choque atmosféricas, golpes sónicos y altas olas de tsunami que viajaron por todo el mundo.

En las imágenes de satélite lo que puede verse en movimiento son las nubes o pluma volcánica extendida en forma de paraguas y nubes por debajo crecientes a golpe de las ondas de choque e incluso abundantes descargas eléctricas (rayos). Al estudiar la erupción con más detalle según el vulcanólogo de la Universidad Michigan Tech, Simon Carn, el Himawari-8 con sus datos más recientes, muestra que la nube con forma de «paraguas» volcánico principal alcanzó los 35 km de altitud de la ozonosfera. ¡Además, que algunos puntos dónde los cumulonimbos tienen gran desarrollo vertical pueden haber alcanzado los 55 km de altitud! Esas altitudes impactantes que muestran cuán violenta fue esta erupción no estromboliana, sino SURTSEYANA, cuya capa más baja se aprecia en la tropopausa y recuerda a la erupción del Pinatubo cuya erupción más reciente ocurrió en junio de 1991, produciendo una de las más grandes y más violentas erupciones del siglo XX. Los daños materiales fueron enormes debido al flujo piroclástico, cenizas y deslizamientos de tierra y lava producidos durante las lluvias subsiguientes. Miles de casas fueron destruidas. También los efectos de la erupción se sintieron en todo el mundo. Envió grandes cantidades de gases hacia la estratosfera. Los gases emitidos produjeron una capa global de ácido sulfúrico durante los meses siguientes. Las temperaturas globales bajaron aproximadamente 0,5 °C, y la destrucción de la capa de ozono aumentó de manera importante.

Fig. 2 Erupción del Hunga Tonga grabada el 15 de enero 2022, por el satélite meteorológico Japones Himawari 8. Se ven ondas de expansión en la horizontal en diámetros de radio de unos 1000 km y la nube sobre la erupción de unos 500 kilometros en la horizontal. (@simon_sat)
Figura 3. Expansión de las cenizas el día 15 a las 14 horas UTC [7] y estado de las infraestructuras en Tonga antes y después de la erupción [8]

IMPACTO RELATIVO EN LA ZONA CENTRO DE LA PENINSULA IBERICA

Sin embargo, pese a encontrarse prácticamente en las antípodas, España, a unos 17000 kilómetros del volcán de la isla no habitada de Tonga, sus efectos también se han podido observar en las estaciones meteorológicas en superficie de nuestro país, no en el MSG, cuya cobertura no llega al Pacífico Sur. Otros componentes y sistemas meteorológicos como los radares de la red nacional se podrían usar si hubiera precipitaciones en esos días, pero se dio una situación de bloqueo anticiclónico en el que aun hoy día 24 de enero estamos inmersos. Los impactos se dieron primero con los súbitos y sucesivos cambios en la presión atmosférica, y quedaron registrados en todos los puntos del territorio nacional. [3]

Para ilustrar estas ideas, en cuanto a lo que ha afectado a la atmósfera, ya en superficie y en nuestra península ibérica en particular, proponemos observar la figura 3 que corresponde a la meseta sur en la zona norte de la provincia de Toledo, en particular en Talavera de la Reina, dentro de Castilla La Mancha.

Fig. 3. Presión (hPa) y sus saltos barométricos registrados en Talavera de la Reina (Toledo) desde el 14 hasta el 15 de enero de 2022. Desde las 21 horas coincide con la llegada de la onda de choque expansiva desde el volcán submarino del Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai, hasta la península Ibérica
Fig. 4. Presión (hpa) y sus saltos barométricos registrados en Chinchilla (Albacete) desde el 14 hasta el 15 de enero de 2022. Desde las 21 horas coincide con la llegada de la onda de choque expansiva desde el volcán submarino del Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai. hasta la península Ibérica.

Podemos sacar algunos datos de la curva de Talavera de la Reina y de la de Chinchilla (figuras 3 y 4) y de las demás curvas de las demás localidades. En todas ellas, por ejemplo, se aprecian unas caídas de presión desde las 12 hasta las 21 horas locales algo inferiores o en torno a los 2 hPa salvo en el caso de Talavera de la Reina, donde la caída ha sido algo mayor, de unos 2,7 hPa, al igual que en Chinchilla de Montearagón. En particular las caídas detectadas en ambas localidades y en Albacete, Molina de Aragón (Guadalajara) y en Ciudad Real pueden verse en la Tabla 1.

Tabla 1. Descensos de presión asociados a una onda de choque atmosférica debida a la erupción del volcán de Tonga el día 14

Localidad FECHA: 14.1.2022 HORA 12:00FECHA: 14.1.2022 HORA: 20:30FECHA: 14.1.2022 HORA: 21:00FECHA: 15.1.2022 HORA: 01:00FECHA: 15.1.2022 HORA: 4:00
Presión atmosférica(hPa) Chinchilla (Albacete925,4923,3922,7923,0923,3
Presión atmosférica(hPa) en Albacete observatorio949,9948,5948,0948,0949,3
Presión atmosférica(hPa) en Molina de Aragón (GU)905,0904,6904,0904,5905,4
Presión atmosférica (hPa) en Talavera de la Reina (TO)986,2984,0983,5984,2985,5
Presión atmosférica (hPa) en Ciudad Real954,7954,0953,2953,0953,9

En efecto, las caídas detectadas en Albacete, Molina de Aragón (Guadalajara) y en Ciudad Real que pueden deducirse de la Tabla 1 desde los datos iniciales hasta las 21 en general están entre los 1,5 y los casi 2 hPa, salvo en Molina de Aragón (con solo un descenso de tan sólo 1,0 hPa). Posteriormente ya en la madrugada del día 15 se empiezan a remontar las presiones con ascensos en general. (Ver también la figuras 3 y 4).

RESUMEN Y CONCLUSION

Se deberían hacer estudios detallados de todos los observatorios de España para poder verificar si se han podido producir diferencias significativas los días 14 y 15 de enero en cuanto al régimen barométrico y su variabilidad debida al volcán de la isla de Tonga.

Para conocer sus efectos en el clima, estos datos podrían compararse con los del todo el mes de enero. Eso probablemente nos llevaría a pensar que a 17.000 km la influencia es relativamente poco importante en nuestro clima, aunque habría que comprobarlo por ejemplo con la comparación de datos de presión de una serie 1991-2021.

Finalmente, y en colaboración con el IGN, podría hacerse un estudio de los penachos o nubes con SO2 en el volcán estromboliano de La Palma, en comparación con el volcán con erupción “SURTSEYANA” de la isla de Tonga en el Pacífico sur, y sacar mejores estudios y conclusiones sobre su impacto atmosférico global, nacional, regional y local.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco mucho a José Ignacio Palacios García, Jefe de Sistemas Básicos de Madrid que me haya facilitado el acceso a SIGROBS para poder acceder a los datos de presión necesarios para esta contribución. Así mismo agradezco a la delegada del colegio de Físicos (COFIS) en el País Vasco sus preguntas sobre la influencia de la onda de choque en la Comunidad Autónoma de Castilla La Mancha

REFERENCIAS
• [1] Tonga Volcano Eruption 2022-01-15 0410Z to 0550Z – Portal:Current events – Wikipedia
• [2] El satélite meteorológico Japoner Himawari 8 – Wikipedia
• [3] J.M. Viñas El ‘tsunami’ de Tonga llega a España (lavanguardia.com)
• [4] Castro P. La gestión de crisis nucleares. Realidades y Perspectivas de la gestión Internacional de Crisis. Adenda 2008. Página 111. Instituto Universitario General Gutiérrez Mellado. Escuela Diplomática de España
• [5] A. Flores. Noticia en el Ideal de Granada 19 de enero 2022: “Expertos advierten del meteotsunami en el Mediterráneo provocado por el volcán de Tonga”
• [6] A. Flores. Noticia en el Ideal de Granada 17 de enero 2022: “La onda expansiva se deja notar en Granada”
• [7] Why the volcanic eruption in Tonga was so violent, and what to expect next (theconversation.com)
• [8] Una nueva “gran erupción” volcánica fue detectada en Tonga – Infobae Una nueva “gran erupción” volcánica fue detectada en Tonga – Infobae

SIGLAS EMPLEADAS
MSG Meteosat de Segunda Generación
NOAA National Oceanic and Atmosphere Administration
SURTSEYANA Erupción explosiva que genero una isla nueva en la costa
sur de Islandia, la isla de Surtsey en 1963
TNP Tratado de No proliferación

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