汤加火山爆发在地球大气中产生了令人费解的涟漪

上周末汤加火山爆发引发了一系列令人困惑的巨大涟漪，科学家们正在努力了解这一现象。卫星数据显示，这一事件引发了一种不寻常的大气引力波模式，一些人担心这一事件可能会摧毁这个太平洋岛国。以前的火山爆发都没有发出过这样的信号，这让专家们难住了。

“这真的很独特。我们以前从未在数据中看到过这样的情况，”德国Jülich超级计算中心的大气科学家拉尔斯·霍夫曼(Lars Hoffmann)说。

这一发现是由安装在美国宇航局Aqua卫星上的大气红外探测器(AIRS)在1月14日Hunga Tonga-Hunga Ha apai火山喷发后的几个小时内收集的图像中发现的。

它们展示了数十个同心圆，每个同心圆代表着大气气体中快速移动的波，绵延16,000多公里。这些波从海洋表面到达电离层，研究人员认为它们可能绕地球转了好几圈。

“漂亮的同心波图案”

霍夫曼补充说:“这台仪器已经运行了大约20年，我们从未见过如此漂亮的同心波模式。”

当大气中的空气分子在气柱中受到垂直而非水平的干扰时，就会发生大气重力波。这种情况可能发生在风从山顶上升时加快速度，或者是当地天气系统中的对流。

上下起伏的波浪在大气中传递能量和动量，并经常以导致高空云形成一系列涟漪的方式显示其影响。

理论上，火山喷发时的热空气和火山灰迅速上升到高层大气中，可能会引发更大规模的重力波。但是自从AIRS仪器在2002年5月发射以来，在之前的火山喷发分析中还没有观测到类似的现象。

英国巴斯大学的大气物理学家考文·赖特说:“这才是真正让我们困惑的地方。”“这肯定与正在发生的物理现象有关，但我们还不知道是什么。”

他和他的同事们怀疑，上层大气中“巨大而杂乱的热气体堆”可能是引发波浪的原因。他说，高温气体“上升到平流层，冲击着周围的空气”。

整个星球都能听到火山爆发

整个南太平洋都能听到Hunga Tonga-Hunga Ha apai火山爆发的声音，甚至在美国的部分地区也能听到。火山灰覆盖了汤加的许多地区，但由于电力、电话线和互联网连接中断，救援机构很难评估伤亡和破坏的程度。

为什么致命的新西兰火山爆发很难预测

赖特是第一个从霍夫曼提供的数据中发现波浪模式的人，他说这些图像显示了波浪大小和类型的混合。

他说，大气中的对流似乎“非常复杂和颠簸，它同时产生了一系列的东西”。“这就是我们目前认为的情况，但我们只观察了几个小时。”

这一发现是由一个推特英国牛津大学的气候科学家Scott Osprey于1月15日发给Wright，他问道:“哇，我想知道这次喷发产生的大气重力波有多大?!”

爆炸性的速度

鱼鹰说，火山爆发可能是造成这些波浪的独特原因，因为相对于其他火山爆发，它发生得非常快。他说:“这一事件似乎在几分钟内就结束了，但它是爆炸性的，正是这种冲动很可能引发一些强大的引力波。”

火山爆发可能持续了一会儿，但其影响可能是持久的。重力波可以干扰热带地区风向的周期性逆转，鱼鹰说，这可能会影响远至欧洲的天气模式。他说:“我们将非常仔细地研究它如何发展。”

致命的怀特岛火山爆发后，科学机构正在接受审判

纽约市哥伦比亚大学的海洋地球物理学家Vicki Ferrini说，从火山喷发中收集到的图像和数据是“壮观的”，为科学家们提供了一个令人兴奋的机会。但是她补充说，她和其他人仍然对汤加人民深感关切，特别是到目前为止还没有关于灾难规模的详细信息。

新西兰研究人员表示，他们正在密切监测火山的进一步爆发。奥克兰大学的火山学家Shane Cronin说:“我们只是保持我们的耳朵在地面上。”他说，这座火山可能会从地下深处得到大量岩浆的补给，并产生更爆炸性的喷发。但如果它耗尽了它的主要供应，它可能只会产生较小的喷发，大部分隐藏在海洋表面之下。