mariuscomper.ukEnglish

Krakatoa 1883 · Hunga Tonga 2022

Unda de presiune care a ocolit Pământul: Krakatoa 1883 și Tonga 2022

Două erupții, la 139 de ani distanță, au împins atmosfera atât de puternic încât o undă de presiune, cu o frecvență mult prea joasă pentru ureche, a ocolit planeta, s-a strâns într-un punct pe partea opusă și a pornit înapoi, iar și iar. Barometrele au prins fiecare trecere. Pe glob, unda apare ca un inel, cu ora la care a trecut prin orașul tău.

~4.800 kmcea mai îndepărtată localitate unde s-a raportat bubuitura Krakatoa: insula Rodrigues
35,9 hun tur al planetei pentru undă, cu circa 1.115 km/h
cel puțin 7 treceride câte ori a trecut pulsul pe lângă un barometru, în 1883 și din nou în 2022

Derulează: unda pleacă de la vulcan

27 august 1883, puțin înainte de ora 10 dimineața

Krakatoa, o insulă vulcanică din Strâmtoarea Sunda, între Java și Sumatra, explodează în acea dimineață într-o serie de explozii, dintre care patru au fost cele mai mari. A treia explozie, la 02:56 GMT, este „de departe cea mai violentă”, după cuvintele raportului Societății Regale.

Explozia împinge aerul în afară. Un inel de presiune ridicată pleacă de pe insulă cu circa 310–320 de metri pe secundă (raportul a măsurat circa 319 la prima trecere), puțin sub viteza sunetului la nivelul solului.

Cele patru explozii ale lui Verbeek: Symons (ed.) 1888, partea I, p. 22. Originea la 02:56 GMT: partea a II-a, p. 69.

Cât de departe s-a auzit Krakatoa?

La câteva mii de kilometri, oamenii au auzit exploziile: la Diego Garcia s-a bănuit un vapor în primejdie, iar la Alice Springs două detunături au fost „asemănătoare cu descărcarea unei puști”. Cel mai îndepărtat raport vine de pe insula Rodrigues, la circa 4.800 km, unde șeful poliției a scris despre „vuietul îndepărtat al unor tunuri grele”. Raportul nu le leagă de explozia cea mare.

Punctele aurii sunt unele dintre locurile din raport. Inelul nu s-a oprit acolo. E o ondulație de presiune care durează o oră sau două, la o înălțime a sunetului mult sub ce poate auzi urechea.

Raportul Societății Regale, partea a II-a, pp. 79–88, tabelul IX.

Înregistrată la Calcutta, Viena, Kew și Toronto

Barografele, aparate care înregistrează presiunea aerului pe o hârtie în mișcare, au înregistrat unda ca pe o creștere bruscă, urmată de o scădere accentuată și de o revenire lentă, în aproape două ore. La Calcutta a fost desenată la 06:47 GMT, la Viena la 12:34, la Kew, lângă Londra, la 13:48, la Toronto la 17:33.

Punctele sunt cele 44 de stații cu poziție și ore de trecere în tabelele Societății Regale. Fiecare se aprinde când inelul ajunge la ea.

Tabelele II–IV, pp. 62–67.

Partea opusă a Pământului e în Columbia

După circa 18 de ore, inelul din model s-a strâns într-un punct pe partea opusă a planetei, lângă Puerto Boyacá, pe râul Magdalena din Columbia, și se lărgește din nou.

Raportul din 1888 o descrie la fel: unda „a înaintat, strângându-se treptat, până la un nod în antipodul Krakatoei; de acolo a fost reflectată”.

Partea a II-a, p. 63.

Înapoi la vulcan după 35,9 de ore, și din nou în jurul planetei

După 35,9 de ore, inelul e din nou deasupra Krakatoei și începe al doilea tur. Deasupra Kewului, lângă Londra, barograful a desenat-o de șapte ori în mai puțin de cinci zile, ultima dată la 04:10 GMT, pe 1 septembrie.

Asta înseamnă aici „a ocolit Pământul”: șapte treceri deasupra unui singur barometru, patru dinspre vulcan și trei dinspre partea opusă.

Kew: tabelele III și IV, pp. 65–67.

De unde știm că a ocolit Pământul?

Pentru că barometrele au numărat-o. Raportul Societății Regale din 1888 prezintă în tabele orele de trecere înregistrate la 45 de stații, de la Dunedin la Toronto; 44 dintre ele au o poziție în tabelul II, iar acelea sunt cele folosite aici. Un loc aflat la d grade de Krakatoa întâlnește prima undă după d grade de drum; a doua undă ajunge acolo pe drumul lung, prin partea opusă, după 360° − d; a treia după 360° + d; a patra după 720° − d, și așa mai departe. Raportul atribuie trecerile impare undei care pleacă de la Krakatoa, iar trecerile pare undei care vine dinspre antipodul ei.

O singură viteză explică bine prima trecere. La 310 de metri pe secundă și cu pornirea la 02:56 GMT, modelul estimează sosirea undei la o stație obișnuită cu o abatere de cel mult 32 de minute față de ora înregistrată. Orele din raport marchează scăderea cea mai adâncă a pulsului, care urmează creșterii inițiale după circa 36 de minute în socoteala lui Strachey, deci orele înregistrate sunt puțin întârziate.

−4−3−2−10+1+2+3+4înregistrat minus model, ore1-38 min-13 min-2 min-2 min5 min11 min13 min15 min16 min20 min21 min22 min22 min23 min23 min23 min23 min24 min25 min25 min26 min26 min26 min27 min28 min28 min28 min28 min28 min28 min29 min30 min30 min31 min31 min31 min32 min32 min34 min37 min39 min70 min81 min86 mineroare obișnuită 32 min44 de stații2-80 min-51 min-47 min-44 min-41 min-40 min-39 min-37 min-36 min-35 min-35 min-34 min-33 min-33 min-32 min-31 min-28 min-27 min-25 min-24 min-23 min-20 min-20 min-20 min-19 min-18 min-17 min-14 min-13 min-12 min-1 min5 min7 min7 min21 min26 min29 min45 min49 min49 min65 min68 min70 min90 mineroare obișnuită 38 min44 de stații3-94 min-51 min-43 min-43 min-36 min-26 min-25 min-8 min2 min2 min5 min5 min8 min28 min36 min45 min49 min53 min53 min53 min53 min55 min55 min56 min56 min57 min58 min59 min60 min62 min65 min65 min65 min69 min71 min72 min73 min75 min102 min120 min121 min136 mineroare obișnuită 62 min42 de stații4-162 min-146 min-134 min-130 min-127 min-118 min-117 min-117 min-108 min-106 min-105 min-104 min-102 min-100 min-100 min-100 min-99 min-99 min-98 min-96 min-95 min-94 min-92 min-85 min-85 min-85 min-72 min-69 min-58 min-19 min-18 min4 min16 min21 min44 min59 mineroare obișnuită 96 min36 de stații5-131 min-90 min-70 min4 min33 min48 min57 min101 min103 min108 min111 min111 min113 min114 min115 min115 min118 min120 min120 min127 min132 min164 min183 mineroare obișnuită 111 min23 de stații6-206 min-180 min-178 min-177 min-171 min-169 min-159 min-146 min-139 min-136 min-135 min-116 min-115 min4 min49 mineroare obișnuită 173 min17 stații7-201 min-145 min72 min141 min152 min158 min170 min171 min178 min180 min183 min184 min184 min193 mineroare obișnuită 168 min14 stații
Cu cât greșește modelul cu o singură viteză, trecere cu trecere

Împrăștierea crește cu fiecare tur. Raportul măsoară diferența: deasupra Europei un tur împotriva rotației Pământului a durat 36 h 24 min, iar unul în sensul ei 34 h 46 min. Drept cauză probabilă, el sugerează vânturile dinspre vest de-a lungul traseului. O viteză medie unică nu poate urma asta, așa că trecerile de mai târziu se abat cu ore.

Șapte treceri deasupra Kewului, lângă Londra
TrecereaVine dinspreÎnregistrat (GMT)Model (GMT)
1partea vulcanului27 aug., 13:4827 aug., 13:22
2partea opusă28 aug., 04:0528 aug., 04:25
3partea vulcanului29 aug., 02:1229 aug., 01:17
4partea opusă29 aug., 14:4229 aug., 16:20
5partea vulcanului30 aug., 15:1030 aug., 13:12
6partea opusă31 aug., 02:0031 aug., 04:15
7partea vulcanului1 sept., 04:101 sept., 01:07
Stațiile din 1888 cu prima trecere înregistrată, de la cea mai apropiată. Semnul întrebării marchează o oră pe care raportul însuși o socotește nesigură; mai multe dintre cele mai mari abateri sunt printre ele.
Stațiile din 1888 cu prima trecere înregistrată, de la cea mai apropiată. Semnul întrebării marchează o oră pe care raportul însuși o socotește nesigură; mai multe dintre cele mai mari abateri sunt printre ele.
StațiaDistanța, kmÎnregistrat, GMTModel, GMTÎnregistrat − model, minTreceri
Calcutta (Kolkata)3.68806:4706:15+323
Zikawei (Shanghai)4.48307:2706:57+303
Mumbai (Bombay)4.52707:2607:00+264
Melbourne5.32308:1407:43+314
Mauritius5.39108:1707:46+317
Sydney5.62808:2407:59+255
Tokyo5.86908:5108:12+393
Dunedin7.61510:1509:46+294
Wellington7.84110:2009:58+224
Pavlovsk9.76112:1811:41+375
Sankt Petersburg9.77912:1411:42+325
Luanda10.15612:1812:03+157
Budapesta10.23712:3012:07+235
Viena10.44312:3412:18+163
Palermo10.60713:37?12:27+702
Berlin10.68812:5212:31+216
Roma10.70313:0012:32+283
Leipzig10.74714:00?12:34+862
München10.79812:3512:37-25
Magdeburg10.80112:5912:37+226
Modena10.84012:5112:40+117
Bruxelles11.31013:2813:05+236
Paris (Parc Saint-Maur)11.46213:4113:13+285
Paris (Montsouris)11.47513:3413:14+203
Geldeston11.48413:3913:14+257
Greenwich11.60313:4513:21+247
Kew11.62513:4813:22+267
Aberdeen11.62813:5213:22+307
Oxford11.68513:5313:25+284
Stonyhurst11.72313:5513:27+287
Liverpool11.77213:5813:30+287
Glasgow11.79114:0213:31+317
Armagh11.97714:1513:41+347
Falmouth11.98014:0413:41+235
Valentia (Irlanda)12.28514:2513:57+286
San Fernando (Cádiz)12.34113:22?14:00-384
Serra da Estrela12.38713:50?14:03-134
Georgia de Sud12.39015:2414:03+814
Coimbra12.46214:2014:07+134
Lisabona12.55314:1714:12+54
Toronto15.81417:3317:07+267
New York16.16617:5317:26+274
Washington16.36018:0017:37+237
Havana17.94219:00?19:02-24

Descarcă orele de trecere din 1883 ca fișier CSV (transcrierea noastră a tabelelor II–IV, domeniu public)

15 ianuarie 2022, 04:15 UTC: Hunga Tonga–Hunga Haʻapai

Un vulcan aflat în mare parte sub apă, în Pacificul de Sud, erupe. Pulsul pleacă cu circa 315 de metri pe secundă. În Alaska, la 9.400–9.800 km, oamenii aud bubuituri; instrumentele de acolo arată că sunetul a venit după unda de presiune.

Bubuiturile Krakatoei s-au raportat până la circa 4.800 km. Cele din Tonga s-au raportat de aproape două ori mai departe.

Matoza et al. 2022, Science 377. Erupția: 04:14:45 UTC.

Șase barometre, o singură oră de sosire

Barometre din Europa și din New York au desenat același inel. Aliniate pe ora de sosire dată de model, fiecare înregistrare atinge vârful la 10–45 de minute după ea.

Punctele reprezintă cele șase înregistrări disponibile public folosite mai jos.

Date publice: DWD, MeteoSwiss, FMI, HungaroMet, NOAA.

Partea opusă, în 2022, e sudul Algeriei

La circa 18 ore după erupție, inelul s-a strâns într-un punct din Sahara, la circa 270 km de Tamanrasset. Cinci zile mai târziu, instrumentele din Marea Britanie încă mai prindeau trecerile lui.

Wright et al. 2022, Nature; Burt 2022, Weather.

S-a întâmplat la fel în 2022?

Da, iar barometrele moderne au înregistrat-o mai amănunțit. Matoza și colegii numără pentru erupția Hunga Tonga „patru treceri (plus trei antipodale) în jurul Pământului, în șase zile”, aceleași șapte pe care le-a numărat raportul din 1888 pentru Krakatoa. Indică o viteză de circa 315 de metri pe secundă, adică 1.134 km/h. Variația de presiune a pulsului deasupra Marii Britanii a fost puțin peste 2 hPa, de la vârf la fund, față de 1,7–2,7 hPa la Krakatoa.

Graficul arată șase înregistrări barometrice disponibile public, aliniate după ora de sosire estimată de model; calculele presupun erupția la 04:15 UTC și viteza de 315 m/s. Punctele marchează cea mai mare valoare a fiecărei înregistrări, care vine la 10–45 de minute după marginea din față. Zürich și Hamburg arată cele mai mari variații.

−60−300+30+60+90+120+150modelminute după ora de sosire dată de modelNew York (LaGuardia)12.427 km · 1 minHelsinki15.326 km · 10 minHamburg16.308 km · 10 minPotsdam16.401 km · 10 minNyíregyháza16.602 km · 10 minZürich17.010 km · 10 minvariația presiunii, scara ±1,8 hPa
Credite: Deutscher Wetterdienst (Potsdam, Hamburg); MeteoSwiss (Zürich); Institutul Meteorologic Finlandez (Helsinki); Database: Meteorological Database, HungaroMet Nonprofit Zrt. (Nyíregyháza); NOAA National Centers for Environmental Information, date ASOS la un minut (New York LaGuardia). Date reproduse grafic.

Înregistrarea de un minut de la New York arată și trecerea de întoarcere: pe 16 ianuarie unda a revenit din sens opus, după 27.603 km, și a atins vârful la 04:59 UTC.

Nu am găsit date deschise mai fine decât orare de la serviciul meteorologic din România, iar o singură citire pe oră nu poate surprinde un puls care durează o jumătate de oră. Modelul estimează prima trecere deasupra Bucureștiului la 18:59 UTC, adică 20:59 ora locală. La Nyíregyháza, în Ungaria, la circa 55 km de graniță, vârful a fost înregistrat la 19:30 UTC.

Un singur barometru, opt treceri

La observatorul Universității din Reading, în Anglia, unda din 2022 a fost identificată de opt ori în 127 de ore, cu variația scăzând de la 2,38 hectopascali la sub 0,2. Modelul nu a fost ajustat pe baza acestor înregistrări, iar orele estimate diferă cu cel mult două ore de cele observate.

Un singur barometru, opt treceri
TrecereaObservat, UTCModel, UTCObservat − model, minVariația, hPa
115 ian., 18:5215 ian., 18:50+22,38
216 ian., 01:0516 ian., 00:57+71,72
317 ian., 07:0017 ian., 06:08+521,28
417 ian., 13:0017 ian., 12:15+440,87
518 ian., 18:3518 ian., 17:26+690,42
619 ian., 01:1518 ian., 23:33+1010,40
720 ian., 05:3020 ian., 04:44+460,26
820 ian., 11:3020 ian., 10:51+38< 0,2

Când a trecut unda prin orașul tău?

Caută un oraș sau atinge globul. Nimic din ce scrii nu părăsește dispozitivul tău.

Care erupție

Întrebări frecvente

Cât de departe s-a auzit Krakatoa?

Cel mai îndepărtat raport din documentul Societății Regale din 1888 vine de pe insula Rodrigues, din Oceanul Indian, „aproape 3.000 de mile englezești” (circa 4.800 km) de Krakatoa. Raportul îl numește „singurul caz cunoscut în care sunete s-au auzit de la o distanță atât de mare”. După estimarea aproximativă a raportului, sunetele s-au auzit pe „ceva mai puțin de o treisprezecime” din suprafața Pământului.

O rezervă din raport și una din lectura atentă a lui. Relatarea de la Rodrigues descrie tunete auzite la intervale de trei–patru ore până la ora 15 și nu le leagă de explozia cea mare. Iar raportul notează că „nu există dovezi directe că explozia finală cea mare … a fost însoțită de sunete auzite la o distanță considerabilă”. O scrisoare de la Diego Garcia, la 3.650 km, notează detonații surde, dar violente, între 10 și 11 dimineața, ora locală, ceea ce se potrivește cu explozia cea mare dacă se ține seama de timpul de propagare a sunetului; raportul însuși nu face această legătură.

S-a auzit Krakatoa la Londra, în America sau în Australia?

În Australia, da: de la Cossack și Geraldton, pe coasta de vest, până la Perth, Daly Waters, în Teritoriul de Nord, și Alice Springs, la circa 2.100–3.600 km. Din Londra sau din America raportul nu are nicio relatare despre sunet: tabelul lui cu locurile unde s-au auzit exploziile nu are niciunul în Europa sau în America, iar un raport din Insulele Cayman a fost lăsat deoparte ca prea vag. Barograful de la Londra a înregistrat însă unda de presiune, la 13:48 GMT.

De câte ori a ocolit unda de presiune Pământul?

Barometrele au numărat cel puțin șapte treceri la multe stații, patru dinspre vulcan și trei dinspre partea opusă. La ultima trecere de la Kew, unda care pornise dinspre vulcan făcuse de trei ori înconjurul Pământului și o treime dintr-un al patrulea, iar cea venită dinspre partea opusă aproape de trei ori. Relatările populare spun „de patru ori” sau „de trei ori și jumătate”. Numărătoarea Societății Regale e de șapte treceri, iar acesta e numărul sigur. Pentru Tonga, lucrările din 2022 numără la fel, patru plus trei în șase zile, iar la Reading, în Anglia, un singur barometru a identificat opt treceri în 127 de ore.

Cât de tare a sunat Krakatoa, în decibeli?

Nimeni nu a măsurat. Niciun instrument nu a măsurat sunetul. Singura măsurătoare de presiune din apropierea vulcanului provine de la un manometru al uzinei de gaz din Batavia, la 150 km; stiloul aparatului a ieșit din scală. Valori ca 172 dB sau 180 dB, care circulă pe internet, sunt estimări ulterioare, iar raportul din 1888 nu conține niciuna. Raportul consemnează cât de departe s-au raportat sunetele, iar pe această distanță se sprijină în principal reputația Krakatoei de cel mai puternic sunet din istorie.

Există o înregistrare a sunetului Krakatoa?

Nu am găsit niciuna. Raportul din 1888 nu are vreo înregistrare, iar videoclipurile intitulate „sunetul real al Krakatoei” nu citează nicio sursă pentru sunetul lor. S-a înregistrat unda de presiune, ca trasee de stilou pe barografe.

Krakatoa sau Hunga Tonga: care undă de aer a fost mai mare?

Asemănătoare. Deasupra Marii Britanii amândouă au dat o variație de presiune de circa 2 hectopascali: 1,7–2,7 pentru Krakatoa și puțin peste 2 pentru Tonga. Lucrările despre Tonga spun că numărul de treceri este „aproximativ același” ca la Krakatoa, iar pulsul Krakatoei a fost cu circa 30% mai lung. Bubuitura Tongăi s-a raportat mai departe: aproape 10.000 km în Alaska, față de 4.800 km, deși în 2022 mult mai mulți oameni ascultau și raportau.

Unde s-au auzit exploziile

Unde s-au auzit exploziile
LoculDistanța, kmCe spune raportul
Singapore840„Două vapoare au fost trimise pe 27 să caute nava despre care se credea că trage cu tunul semnale de primejdie” (p. 82)
Perth3.072„sunete ca de focuri de armă dinspre interior” (p. 84)
Ceylon (Mannar)3.288„Sunete puternice, asemănătoare cu detunătura unor tunuri îndepărtate” (p. 86)
Alice Springs3.616„Două detunături distincte, asemănătoare cu descărcarea unei puști” (p. 84)
Diego Garcia3.647„socotite a fi ale unor tunuri trase de o navă în primejdie” (p. 80)
Rodrigues4.780„ca vuietul îndepărtat al unor tunuri grele” (p. 87)

Distanțele sunt recalculate ca arce de cerc mare, din coordonatele de azi; valorile din raport, în mile, concordă la 1%.

Cum funcționează modelul și ce nu știe

Unda e un singur inel care pleacă de la vulcan la ora lui de start, crește cu o viteză fixă, se închide pe partea opusă și se întoarce. Pentru Krakatoa viteza, 310 m/s, e potrivirea prin cele mai mici pătrate la 220 de treceri înregistrate la 44 de stații, cu startul fixat la explozie, 02:56 GMT. Pentru Tonga, viteza de 315 m/s și ora de pornire, 04:15 UTC, sunt preluate din studii; modelul este apoi comparat cu șase înregistrări barometrice disponibile public.

Modelul dă momentul în care marginea din față a inelului ajunge într-un loc. Scăderea cea mai adâncă sau cea mai mare valoare a unui barometru vine mai târziu, cu circa 36 de minute în 1883 și cu 10–45 de minute în 2022. Modelul are o singură viteză pentru toate direcțiile, iar unda reală s-a deplasat mai repede în sensul rotației Pământului decât în sens contrar; de aceea estimările modelului sunt cele mai apropiate de orele observate la primele treceri. Strălucirea de pe glob e un desen al pulsului. Lungimea lui, distanța de la creștere la scădere, urmează înregistrările, iar intensitatea scade la fiecare tur după variațiile măsurate la Reading în 2022, de la 2,38 hectopascali la sub 0,2; pentru 1883 această scădere e o presupunere, pentru că raportul din 1888 nu tipărește amplitudini pentru treceri.

Orele din 1883 sunt ore medii locale: ora Greenwich mutată cu patru minute pentru fiecare grad de longitudine, pentru că fusurile orare nu erau încă folosite pe scară largă. Orele din 2022 sunt în fusul orar de azi al orașului.

Surse

  • Symons, G. J. (ed.), 1888. The Eruption of Krakatoa, and Subsequent Phenomena. Report of the Krakatoa Committee of the Royal Society. Partea a II-a, „On the air waves and sounds caused by the eruption of Krakatoa in August 1883”, pregătit la Biroul Meteorologic și prezentat de gen. R. Strachey, pp. 57–88. Domeniu public. archive.org/details/eruptionofkrakat00roya
  • Matoza, R. S. et al., 2022. Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science 377, 95–100. doi.org/10.1126/science.abo7063
  • Wright, C. J. et al., 2022. Surface-to-space atmospheric waves from Hunga Tonga–Hunga Haʻapai eruption. Nature 609, 741–746. doi.org/10.1038/s41586-022-05012-5
  • Burt, S., 2022. Multiple airwaves crossing Britain and Ireland following the eruption of Hunga Tonga–Hunga Ha’apai on 15 January 2022. Weather 77(3), 76–81. doi.org/10.1002/wea.4182
  • Înregistrări de presiune, 15–16 ianuarie 2022: Deutscher Wetterdienst (Potsdam, Hamburg), MeteoSwiss (Zürich), Institutul Meteorologic Finlandez (Helsinki), HungaroMet (Nyíregyháza), date NOAA ASOS la un minut prin Iowa Environmental Mesonet (New York LaGuardia). Date reproduse grafic. opendata.dwd.de/climate_environment/CDC
  • Poziția vulcanilor: Smithsonian Global Volcanism Program (Krakatau 262000; Hunga Tonga–Hunga Haʻapai 243040). volcano.si.edu
  • Liniile de coastă: Natural Earth, domeniu public. Orașe: GeoNames (orașe de peste 15.000 de locuitori), CC BY 4.0. www.geonames.org