Tulivuorten aiheuttamat ilmiöt

Vuoden mittaan tapahtuu useita tulivuoren purkauksia, mutta suurin osa niistä on rauhallisia: laavaa valuu hitaasti ympäristöön ja ilmaan nousee vain vähän tuhkaa. Tulivuoret voivat purkautua myös räjähtämällä, jolloin valtavat määrät tuhkaa ja rikkidioksidia kohoaa korkealle ilmakehään. Rikkidioksidi liukenee vesipisaroihin muodostaen rikkihappoa. Ei ole täysin selvää, mikä on kummankin ainesosan merkitys valoilmiöiden aiheuttajana; siksi puhumme seuraavassa vain tulivuorista peräisin olevista aerosoleista.

Tulivuorista lähtöisin olevat aerosolit saattavat pysyä ylemmässä ilmakehässä useita vuosia. Tänä aikana ne voivat levittäytyä kaikkialle maapallon ilmakehään. Suurin osa hiukkasista kuitenkin pysyttelee sen pallonpuoliskon ilmakehässä, johon tulivuori on purkautunut. Pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon ilmamassat eivät kovin nopeasti sekoitu keskenään. Lopulta hiukkaset putoavat vetovoiman vaikutuksesta troposfääriin, josta sateet huuhtovat ne nopeasti maahan ja meriin.

Auringonlaskun aikaan korkealla olevat aerosolit sirottavat auringonvaloa ja saavat aikaan värikkäitä ilta- ja aamuruskoja. Värit ovat voimakkaita ja kirkkaita, koska sirottavia hiukkasia on runsaasti. Koska hiukkaset ovat korkealla, kestävät ruskot pitempään kuin normaalisti. Purppuravalo on myös hyvin voimakas. Kirkkaan punertavan ruskon kadottua näkyy vielä eräänlainen jälkirusko, joka on väriltään likaisen ruskehtava. Tämä jälkirusko liittynee purppuravalon esiintymiseen stratosfäärissä.

Aerosolit eivät aina näy värikkäinä ruskoina, vaan esiintyvät myös vaalean sinertävinä juovina. Juovat näkyvät parhaiten auringonlaskun jälkeen tai ennen auringonnousua. Himmeiden juovien erottaminen ei ole helppoa. Ne muistuttavat harsopilvien muodostamia juovia tai helmiäispilviä, jotka eivät loista värikkäina.

Kun tulivuoren purkauksen aerosolit ovat saapuneet Suomen taivaalle, nähdään juovia ja värikkäitä ruskoja useina perättäisinä päivinä. Niitä voi näkyä jopa muutaman kuukauden ajan. Sitten hiukkaset häipyvät, kiertävät maapallon ja voivat ilmaantua vielä uudestaan. Seuraavilla näkymisjaksoilla juovat ja ruskot ovat selvästi himmeämpiä kuin edellisellä kerralla, sillä osa aerosoleista on jo pudonnut maanpinnalle.

Filippiineillä kesäkuussa 1991 purkautunut tulivuori Pinatubo sylki ylempään ilmakehään runsaasti aerosoleja, joiden aiheuttamia ilmiöitä havaittiin Suomessa 1991-1993, ensimmäiset syksyllä 1991, jolloin purppuravalo oli voimakasta. Joulukuussa 1991 nähtiin juovia, joita havaittin aina helmikuulle 1992 saakka. Juovia ja voimakasta purppuravaloa ei kuitenkaan näkynyt joka ilta, vaan välissä oli viikon mittaisia jaksoja, jolloin iltarusko oli aivan normaali. Tämä kertoo siitä, ettei aerosolipilvi ole yhtenäinen, vaan siinä on suuriakin aukkoja.

Bishopin rengas on Aurinkoa tai Kuuta selkeällä taivaalla ympäröivä kehä. Se syntyy valon sirotessa aerosoleista. Hiukkasten koko on noin yksi mikrometri; ne ovat siis selvästi pienempiä kuin pilvipisarat. Sirottavien hiukkasten pienen koon vuoksi Bishopin rengas on melko laaja: sen säde vaihtelee 15-30 asteen välillä. Renkaan leveys on muutama aste. Väriltään regas on punainen tai ruskehtava. Renkaan sisäosa on kirkkaan vaalea, ehkä hiukan sinertävä.

Renkaasta raportoi ensimmäisenä pastori Sereno Bishop Havaijilla 5.9.1883 indonesialaisen Krakataun tulivuoren purkauksen jälkeen. Purkaus oli niin raju, että hiukkasia levisi ympäri maapallon. Muutaman vuoden ajan nähtiin voimakkaita iltaruskoja, juovia ja Bishopin renkaita. Purkauksen jälkeen näkyi runsaasti valaisevia yöpilviä.

Tulivuorenpurkauksilla on vaikutusta kuunpimennyksien näkymiseen. Pimennyksen aikaan Kuu ei ole täysin musta, vaan tumman punainen, koska sitä valaisee Maan ilmakehän lävitse kulkeva Auringon valo. Kun ylemmässä ilmakeässä on paljon aerosoleja, ne himmentävät tätä valoa ja pimentynyt Kuu näyttää tavallista tummemmalta.