汤加火山爆发触发了大气中的重力波进而达到太空边缘

一项新研究已经证实了现代最具有爆炸性的火山事件之一发生在今年早些时候–2022年1月15日洪阿哈阿帕伊岛火山(Hunga Tonga-Hunga Ha’apai)海底火山的喷发。

最近发表在《自然》上的这项研究结合了大量的卫星数据和地面观测数据，它展示了这次喷发的规模和速度及它所产生的快速移动的重力和大气波的范围，这些在观测科学中都是独一无二的。这项研究是由巴斯大学的研究人员领导的。

在2021年12月开始的一系列较小的地震事件之后，Hunga Tonga于今年1月15日爆发并产生了一个垂直羽流–延伸到地球表面以上50多公里。在接下来的12个小时里，羽流中的水和热灰释放的热量仍是地球上最大的重力波源。这次喷发还产生了波纹状的重力波，卫星观测显示它延伸到整个太平洋盆地。

这次喷发还引发了大气层中的波浪–至少在地球上回荡了六次，另外还达到了接近其理论上的最大速度–这是我们大气层中有史以来最快的速度，达到每秒320米或每小时720英里。这篇论文的作者将单一事件主导如此大的区域这一事实描述为在观测记录中是独一无二的，这将有助于科学家改进未来的大气天气和气候模型。

巴斯大学空间、大气和海洋科学中心的皇家学会大学研究员Corwin Wright博士是该论文的主要作者，他说道：“这是一次真正的巨大爆炸，就科学界迄今为止所观察到的情况而言，确实是独一无二的。我们以前从未见过大气波环绕整个世界，或以这种速度–它们的速度非常接近理论极限。火山爆发是一个惊人的自然实验。我们能够收集到的数据将增强我们对大气层的了解并将帮助我们改进我们的天气和气候模型。”

合著者Scott Osprey博士来自牛津大学物理系内的国家大气科学中心，他期望看到Hunga Tonga喷发的进一步影响。“我们的研究很好地展示了全球海浪的醒目展示是如何被喷发期间蒸发的大量海水所驱动的。然而我的直觉是，这次喷发还将带来更多。随着特殊数量的水蒸气扩散到整个平流层，人们的目光将转向南极的臭氧洞及它在春天会有多严重。”