作者；安德魯·格蘭特
編譯：純珍
圖檔來源：GOES-West NOAA/RAMMB/CIRA
火山以前所未有的速度和壽命引發了高達電離層的海浪。
1 月 15 日，Hunga Tonga – Hunga Ha'apai 火山的噴發被 NOAA 的GOES-West 衛星捕獲。盡管火山的水下起源使一些火花熄滅，但 2022 年 1 月 15 日南太平洋東加島附近的洪加東加-洪加哈帕伊火山噴發是近代史上最強大的噴發之一。地震、次聲波和衛星成像資料表明，這座火山釋放的能量超過了1991 年的皮納圖博山的火山噴發釋放的能量，并且它産生了衛星時代最高的噴發羽流，高達約 55 公裡。現在，英國巴斯大學的 Corwin Wright 和一個國際團隊已經證明，火山爆發對大氣的影響同樣令人印象深刻。
研究人員收集了來自多顆衛星和地面站的資料，追蹤噴發從地表到太空的影響。觀測結果表明，可見羽狀物在噴發後立即向上沖，同時大量強大的大氣波也向四面八方傳播。沿地球表面傳播的蘭姆波達到約 320 m/s 的速度，與 1883 年臭名昭著的喀拉喀托火山爆發所産生的波的速度相當。衛星成像（下面動畫中的一個示例）捕獲到這些初始波至少繞地球旋轉三圈，并因地理特征（如安第斯山脈）而失真。
圖檔來源：Mathew Barlow，使用來自GOES-West 衛星的資料
一個充滿活力的大氣蘭姆波從噴發地點向外傳播。
在更遠的高空，重力波（不要與引力波混淆）是由噴發期間垂直推動的空氣的重力阻力和浮力觸發的。衛星資料顯示，波在對流層和平流層以接近其最大速度移動。為了探索更高的海拔，研究人員分析了導航衛星信号的延時，跟蹤在高電荷電離層中速度高達 667 m/s 的波的傳播。
盡管噴發的絕對能量對随後的大氣漩渦發揮了重要作用，但Wright和他的同僚們也強調了火山的周圍的情況。研究人員說，這次噴發發生在一個相對較淺的水下盆地，這意味着海水幾乎沒有減緩爆炸用。相反，水被“閃蒸”，作為可見羽流的一部分，“被推進到平流層”，在那裡它在冷凝時釋放出大量的潛熱。這解釋了檢測到初始大氣波和持續數小時從火山位置上方傳播的低振幅波流的原因，可能是由于羽流中海水的持續冷凝。
總體而言，洪加東加火山爆發擾亂了全球大氣，這是近代曆史上沒有發生過的自然或人為事件。通過研究其對系統的前所未有的沖擊，研究人員希望更好地了解定期在大氣中發生的更微妙的擾動。
文章來源：https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20220713a/full/