2020年1月12日，從太空觀測的菲律賓塔爾火山噴發(fā)，猶如云層中一次突然出現(xiàn)的“風(fēng)暴”。

當(dāng)?shù)貢r間1月12日，位于菲律賓呂宋島上的全球最矮活火山塔爾火山(Taal)噴發(fā)，火山灰高度達(dá)10至15公里。噴薄而出的火山灰，甚至被運(yùn)行于3萬多公里之外地球靜止軌道的氣象衛(wèi)星所查覺。

塔爾火山口長25公里、寬15公里。由于地處熱帶，積水較多，塔爾火山口有火山口湖“塔爾湖”。而在塔爾湖中還有一座小火山“武耳卡諾”——意為“燃燒的山”。如今，這座“怒氣沖天”的火山已使周邊機(jī)場停航，并降下飽含火山灰燼的塵雨。

火山噴發(fā)往往源自地殼活動。在灼熱的氣體和巖漿噴射出地面之后，首先是相當(dāng)于噴發(fā)柱高度十分之一的氣沖區(qū)，然后是噴發(fā)柱與大氣進(jìn)行氣體交換的對流區(qū)，頂部是噴發(fā)柱與大氣壓力基本達(dá)到平衡的擴(kuò)散區(qū)。

擴(kuò)散區(qū)一般占火山噴發(fā)柱高度的五分之二，噴發(fā)柱內(nèi)的氣體和密度小的物質(zhì)沿著水平方向擴(kuò)散，非常容易形成火山灰云，它們在空中長期飄流，對區(qū)域性氣候帶來巨大影響。

2019年6月22日，位于太平洋西北部千島群島上的Raikoke火山在沉寂近百年后噴發(fā)。美國國家航空航天局（NASA）的宇航員，在距離地表400公里外的國際空間站拍攝到這一景象，可以清晰看到噴發(fā)柱的顏色變化。當(dāng)噴發(fā)柱和大氣密度相等時，就停止上升形成平面，但煙塵仍隨氣流水平擴(kuò)散。照片來自NASA網(wǎng)站。

從Terra衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀（MODIS）圖像中，可以俯視Raikoke火山此次噴發(fā)的情況。

下圖是氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的動態(tài)效果，顯示了Raikoke火山煙塵水平擴(kuò)散的樣貌。即使從太空眺望，700米寬火山口的物質(zhì)噴發(fā)，依然顯得猛烈強(qiáng)勁。

衛(wèi)星觀測，使人們得以觀察火山噴發(fā)全貌，特別是各個方向的噴發(fā)量，從而為應(yīng)急救援和防范災(zāi)變提供指導(dǎo)。而對火山云和煙霧的跟蹤、預(yù)測，可為飛行器安全提供預(yù)警。

Metis Shoal是位于湯加的一座火山島，形成于1995年的海底火山噴發(fā)。2019年10月中旬，一次新的海底火山噴發(fā)使該島消失，但在附近形成新島，面積約為Metis Shoal的3倍。

下圖是位于千島群島的Sarychev火山，NASA宇航員拍攝到了它在2009年6月的噴發(fā)。科學(xué)家分析認(rèn)為，噴發(fā)柱的白色部分，可能是由于噴發(fā)使空氣快速升高并冷卻，形成水蒸氣凝結(jié)。

科學(xué)家認(rèn)為，這張衛(wèi)星圖片最值得關(guān)注的是從火山頂向下流動的“火山碎屑流”——由火山灰、火山氣體和碎石混合而成的流體，600攝氏度高溫，時速130公里，能夠摧毀上百平方公里范圍內(nèi)的一切地表生物。

下圖也來自NASA，位于阿拉斯加半島的Pavlof火山于2013年5月13日噴發(fā)，火山灰高達(dá)6000米。

2019年2月26日，Sentinel衛(wèi)星觀測到的日本Sakurajima火山噴發(fā)，它是日本九州島活躍度最高的火山。

位于危地馬拉的Fuego火山2020年1月噴發(fā)，下圖是Sentinel衛(wèi)星拍攝的1月10日火山噴發(fā)后的景象,相鄰的另一座火山仍處于平靜中。

火山灰云甚至可被距離地球100萬公里的深空探測器觀察到。

美國DSCOVR探測器的主要任務(wù)是觀察“太空天氣”，比如太陽釋放出的磁場強(qiáng)度。利用它所攜帶的地球多色成像照相機(jī)（EPIC），美國科學(xué)家觀察了多處火山活動，特別是測量火山噴發(fā)釋放二氧化硫氣體時的紫外線數(shù)據(jù)——一般情況下，二氧化硫在大氣中含量極低，是最易被測量的火山氣體。

下面這個動畫顯示了2018年6月16日加拉帕戈斯群島的費爾南迪納島上，火山噴發(fā)產(chǎn)生的二氧化硫情況，二氧化硫的濃度提升及擴(kuò)散清晰可見。

合成孔徑雷達(dá)（SAR）是另一種衛(wèi)星觀測技術(shù)，它發(fā)射信號到地面，主動探測地表變化，并可穿透云層和煙霧。

下圖也來自Sentinel衛(wèi)星，是印尼的Anak Krakatoa火山（三座島嶼中間）在2018年12月22日噴發(fā)后的合成孔徑雷達(dá)圖片。這次噴發(fā)引發(fā)的海嘯導(dǎo)致400多人喪生。

合成孔徑雷達(dá)圖片放大后可以看到，這座火山在噴發(fā)后體積明顯減小，相當(dāng)于有2平方公里的土地坍塌到海平面之下。根據(jù)推算，這座火山體積減少了1.5億立方米，高度也從330多米降低到約110米。

通過衛(wèi)星技術(shù)觀測并預(yù)測火山噴發(fā)，具有重要的現(xiàn)實意義。科學(xué)家認(rèn)為，全球有大約1500座活火山處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，很難利用地面人工手段監(jiān)測。

法國科學(xué)家認(rèn)為，熱帶地區(qū)大規(guī)模火山爆發(fā)可導(dǎo)致厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生，從而可能對全球氣候產(chǎn)生重大影響。特別是大型火山爆發(fā)后，數(shù)百萬噸二氧化硫進(jìn)入平流層，影響太陽輻射，最終導(dǎo)致全球溫度變化。計算表明，大型火山爆發(fā)后厄爾尼諾現(xiàn)象將會達(dá)到峰值。

科學(xué)家一方面希望利用對地殼運(yùn)動的觀測預(yù)測火山爆發(fā)，另一方面也希望通過衛(wèi)星監(jiān)測了解大型火山爆發(fā)后對于區(qū)域乃至全球氣候的影響，而其中一個關(guān)鍵數(shù)據(jù)就是有多少二氧化硫進(jìn)入平流層，這可以在火山爆發(fā)后通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算，而通常這個數(shù)字可以達(dá)到千萬噸規(guī)模。