第八届青年地学论坛

剧烈地表振动和对流层天气，能引发地球大气和电离层的剧烈扰动。过往的火山研究表明，爆发产生的激波，主要在大气和电离层中引发周期约为数至数十分钟的扰动。2022 年 1 月15日，汤加火山（20.53°S, 175.38°W）在太平洋中央的海面下喷发，如压力锅爆炸般。爆发产生的蕈状云穿透了平流层。不意外地引发了大气和电离层扰动。本研究中，在检视同位置的地表、大气和电离层观测数据时意外发现，爆发引发的电离层波动领先低层大气中的兰姆波(Lamb wave)，较早抵达距离汤加火山一万千米外的乐山观测站上空。电离层波动的尺度(数小时)也远大于大气兰姆波。基于此，我们进一步分析了亚洲-太平洋区域，近火山区域的地磁场和电离层总电子含量，意外发现爆炸波(Blast wave)引发大尺度的电离层E层电流密度变化。电流密度的扰动为 22 至 55 mA/m。随着它远离火山向外传播，扰动尺度增加至约5 小时和数千公里。锋前的行进速度约为 740 m/s，在高层大气中接近声速。另一方面，由于电流和总电子含量同时存在大尺度扰动，并在喷发后持续约10 小时。首次明确揭示了强烈近地表扰动能够调制高层大气和电离层动力。

汤加火山,大气扰动,E层电流,电离层动力