第八届青年地学论坛

2022年1月15日，南太平洋汤加海底火山剧烈爆发引发了显著的大气冲击波与海啸，并对环太平洋电离层产生了显著影响。从全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)观测数据角度出发，我们对汤加火山喷发后的近场(<1000 km)、区域(1000-5000 km)和远场(5000-12000 km)电离层总电子含量(Total Electron Content, TEC)扰动特征进行了系统的提取与对比分析。结果表明，火山喷发后8-15分钟内近场电离层扰动主要源于爆炸产生的冲击声波(~1000 m/s)，区域和远场上空远距离传播的低频扰动则与兰姆波有关(~330 m/s)。各地区电离层扰动幅值与背景TEC值总体呈正相关关系，并且随着扰动波行进距离增大，相对振幅比率逐渐减小。本文也对比了各地区参考日和事件日电离层活动水平，排除了地磁、太阳活动造成事件日电离层异常的可能性。此外，采用射线追踪溯源方法获得的火山喷发时刻与喷发源反演结果与美国地质调查局公布的数据接近，进一步确认了区域和远场电离层响应均由汤加火山喷发引起。最后，1月15日~06:20 UTC在新西兰上空观测到一组略延迟于初始海啸到时的频率突变扰动，该信号随后在东澳大利亚上空并被GNSS多系统接收机清晰捕获，通过对比扰动序列与DART浮标记录，初步证实了气象海啸的产生。

GNSS, 汤加火山, 行进电离层扰动, 射线追踪, 气象海啸