這些大氣波在噴發(fā)后至少活躍了四天并繞地球三圈。電離層擾動(dòng)六次經(jīng)過美國上空，起初是由西向東，后來是反向。

這次火山事件異常強(qiáng)大，其釋放出的能量相當(dāng)于1945年部署的1000枚原子彈的規(guī)模。科學(xué)家們已經(jīng)知道，爆炸性的火山爆發(fā)和地震可以引發(fā)一系列的大氣壓力波，其中包括聲波，它們可以擾動(dòng)震中上方幾百公里的高層大氣。當(dāng)在海洋上空時(shí)，它們可以引發(fā)海嘯波從而引發(fā)高層大氣層的擾動(dòng)。這次湯加火山爆發(fā)的結(jié)果讓這個(gè)國際團(tuán)隊(duì)感到驚訝，特別是其地理范圍和多天的持續(xù)時(shí)間。這些發(fā)現(xiàn)最終表明了大氣波和全球電離層聯(lián)系的新方式。

這項(xiàng)新研究于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年3月23日發(fā)表在同行評(píng)議的《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》上。

研究人員認(rèn)為這些擾動(dòng)是蘭姆波的影響；這些以數(shù)學(xué)家Horace Lamb命名的波在全球范圍內(nèi)以音速傳播，振幅不會(huì)有太大的減少。雖然這些波主要位于地球表面附近，但它們可以通過復(fù)雜的途徑與電離層交換能量。正如新論文中所指的那樣，盛行的蘭姆波以前曾被報(bào)道為對(duì)1883年喀拉喀托火山爆發(fā)和其他地質(zhì)災(zāi)害的大氣反應(yīng)。而現(xiàn)在這項(xiàng)研究為它們?cè)谌螂婋x層中的長期印記提供了大量的第一個(gè)證據(jù)。

在美國國家科學(xué)基金會(huì)的支持下，Haystack自2000年以來一直在收集全球GNSS網(wǎng)絡(luò)觀測數(shù)據(jù)以每天研究重要的總電子含量信息。該觀測站跟國際地球空間界分享這些數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。一種特殊形式的空間天氣--由電離層波引起，稱為流動(dòng)電離層擾動(dòng)(TID)--通常由包括來自太陽的突然能量輸入、地面天氣和人為干擾的過程激發(fā)。例如，Haystack科學(xué)家利用TID觀測提供了第一個(gè)證明日食可以在地球大氣層中引發(fā)弓形波證據(jù)。

論文的第一作者Shunrong Zhang表示：“已知只有嚴(yán)重的太陽風(fēng)暴才會(huì)產(chǎn)生TID在太空中傳播數(shù)小時(shí)，甚至數(shù)天；火山爆發(fā)和地震通常只在數(shù)千公里內(nèi)產(chǎn)生電離層干擾。通過探測這些重大的噴發(fā)引起的空間電離層干擾，我們不僅發(fā)現(xiàn)了蘭姆波的產(chǎn)生及其幾天的全球傳播，而且還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基本的新物理過程。最后，地表和低層大氣的信號(hào)可以產(chǎn)生巨大的轟動(dòng)，甚至在太空深處?！?/p>

除了這些結(jié)果，Haystack的科學(xué)家們繼續(xù)對(duì)湯加噴發(fā)產(chǎn)生的嚴(yán)重空間天氣影響展開了額外的研究。