Ανεμοστρόβιλοι φωτιάς έναντι tornado που δημιουργούνται από φωτιά
Κάθε φωτογραφία μιας περιστρεφόμενης στήλης φλόγας και τέφρας φαίνεται δραματική, γι' αυτό τα πρωτοσέλιδα ονομάζουν με τον ίδιο όρο «firenado» τις δίνες φωτιάς δύο μέτρων και τις καταστροφικές δίνες μισού χιλιομέτρου. Στη δυναμική της ατμόσφαιρας, η διάκριση μοιάζει με τη διαφορά ανάμεσα σε έναν σκόνη-στρόβιλο της ηλιόλουστης ερήμου και σε έναν tornado υπερκυττάρου.
Οι ανεμοστρόβιλοι φωτιάς είναι φαινόμενα του οριακού στρώματος. Η οριζόντια διατμητική ροή του περιβάλλοντα αέρα πάνω από κορυφογραμμές ή στα πλάγια των μετώπων φλόγας γέρνει κατακόρυφα μέσα σε μια θερμική στήλη άνωσης, τεντώνοντας τη στροφορμή όπως ένας παγοδρόμος που τραβά τα χέρια του προς τα μέσα. Οι περισσότεροι έχουν διάμετρο 1 έως 30 μέτρα, παραμένουν αποσυνδεδεμένοι από τα νέφη από πάνω και διαλύονται μέσα σε λεπτά καθώς αλλάζει η γεωμετρία του καυσίμου.
Οι tornado που δημιουργούνται από τη φωτιά (pyrotornadoes) απαιτούν βαθιά υγρή συναγωγή από πάνω, συγκεκριμένα ένα cumulonimbus flammagenitus (pyrocumulonimbus ή pyroCb). Όταν η θερμότητα της καύσης και η απελευθερωμένη υγρασία του καυσίμου ανεβαίνουν πάνω από το επίπεδο συμπύκνωσης και παγώνουν πάνω από −40 °C, η λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης ενισχύει πολύ την ταχύτητα του ανοδικού ρεύματος της στήλης. Στις 18 Ιανουαρίου 2003 κοντά στην Καμπέρα της Αυστραλίας, και στις 26 Ιουλίου 2018 κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Carr στο Ρέντινγκ της Καλιφόρνια, οι σαρώσεις ταχύτητας ραντάρ κατέγραψαν περιστρεφόμενα ανοδικά ρεύματα pyroCb που εκτείνονταν πάνω από 11 km κατακόρυφα και συστέλλονταν σε δίνες κλίμακας tornado. Μετά το συμβάν, τοπογραφικές μηχανικές έρευνες της δίνης Carr κατέγραψαν ξεφλουδισμένα δέντρα, διαβρωμένο έδαφος και ζημιές σε δομικό χάλυβα που αντιστοιχούν σε ταχύτητες ανέμου EF3 πάνω από 64 m/s (143 mph).
| Μέτρο | Ανεμοστρόβιλος φωτιάς | Πυροτορνάδο |
|---|---|---|
| Σύζευξη με νέφος | Καμία (ανοιχτή στήλη) | Συζευγμένος με pyroCu / pyroCb |
| Πλάτος πυρήνα | 0.5 – 35 m | 150 – 800+ m |
| Διάρκεια | Δευτερόλεπτα έως ~5 λεπτά | 20 – 60+ λεπτά |
Δύο πηγές ηφαιστειακών αστραπών
Φωτογραφίες μακράς έκθεσης από το Calbuco (Χιλή, 2015), το Taal (Φιλιππίνες, 2020) και το Sakurajima (Ιαπωνία) αποκαλύπτουν τραχιά ηλεκτρικά νήματα που διατρέχουν αδιαφανείς στήλες τέφρας. Επειδή οι κάμερες συγκεντρώνουν το φως για αρκετά δευτερόλεπτα, οι φωτογραφίες κάνουν τους ηφαιστειακούς καπνούς να φαίνονται συνεχώς πυρακτωμένοι, ενώ το βίντεο υψηλής ταχύτητας στα 5.000 καρέ ανά δευτερόλεπτο αναλύει τους διακριτούς βηματικούς προδρόμους.
-
Φόρτιση πυριτικών στο κάτω τμήμα της στήλης
Αμέσως πάνω από τον κρατήρα —πολύ κάτω από το επίπεδο πήξης της ατμόσφαιρας— η εκρηκτική θρυμμάτωση του μάγματος (φρακτοεκπομπή) εκτοξεύει φορτισμένα ιόντα, ενώ οι τυρβώδεις συγκρούσεις μεταξύ χονδρών λαπίλι και λεπτής τέφρας μικρομετρικού μεγέθους μεταφέρουν ηλεκτρόνια μέσω τριβοηλεκτρισμού. Η βαρύτητα διαχωρίζει τους βαριούς, θετικά και αρνητικά ταξινομημένους κόκκους από την ελαφριά λεπτή σκόνη, προκαλώντας σπινθήρες 10-300 μέτρων μέσα σε δευτερόλεπτα από την έναρξη της έκρηξης.
-
Ηλεκτρισμός πάγου στο ανώτερο τμήμα του νέφους
Υποθαλάσσιες και πλούσιες σε νερό πλινιανές εκρήξεις εκτινάσσουν μεγατόνους υδρατμών σε υψόμετρα άνω των 8–15 km. Οι κόκκοι τέφρας δρουν ως άφθονα σωματίδια πυρηνοποίησης πάγου· οι αναπηδώντες συγκρούσεις μεταξύ τεφρών με επικάλυψη γραυπέλ και καθαρών κρυστάλλων πάγου δημιουργούν αστραπές πολλών χιλιομέτρων, δίνοντας στα κέντρα προειδοποίησης της αεροπορίας άμεση παγκόσμια ραδιοεπιβεβαίωση του ύψους της τέφρας, ακόμη και κάτω από τη νεφοκάλυψη.