通過氣輝臺網(wǎng),共計觀測到傳播距離接近10000公里的兩類波動,一類是表現(xiàn)為大氣聲波模式的Lamb wave,該類波動已被廣泛報道。該項研究的重要發(fā)現(xiàn)是我們通過氣輝臺網(wǎng)觀測到另一類大范圍長距離傳播的大氣重力波模式。研究發(fā)現(xiàn),氣輝臺網(wǎng)觀測到的大氣重力波是由湯加火山導致的大范圍海嘯與大氣相互作用引發(fā)的。湯加火山噴發(fā)引發(fā)了兩種類型的海嘯,一種是有大氣壓力波引發(fā)的快速傳播的海嘯,速度接近聲速,另一種是火山噴發(fā)自身引發(fā)的海面位移產生的海嘯,這兩種海洋波動都會產生中高層大氣的重力波。圖1給出了湯加火山爆發(fā)引發(fā)的兩種海嘯的模擬結果。通過射線追蹤對氣輝觀測到重力波的溯源(圖2),進一步驗證了湯加火山引發(fā)的海嘯是大氣重力波的激發(fā)源,同時也發(fā)現(xiàn)其水平尺度與海嘯尺度較一致。研究還證實了厘米級的海嘯擾動,可以在90km高度產生強烈振幅的重力波。

圖1. 模擬的湯加火山引發(fā)的兩種海嘯。左圖:大氣壓力波激發(fā)的海嘯,右圖:湯加火山噴發(fā)直接引發(fā)的海嘯。

圖2. 射線追蹤對氣輝觀測到重力波的溯源。左圖:氣輝觀測到的中高層大氣波動,右圖:臨近我國沿海的海洋波動。
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??該項工作給出了火山噴發(fā)通過海-氣相互作用可以引起中高層大氣大范圍長距離傳播的波動,對于巖石圈-海洋-大氣相互耦合機制的研究以及海洋-大氣耦合物理模式的建立具有重要意義。該研究成果于近期發(fā)表在國際學術期刊Atmospheric Chemistry and Physics上。
文章鏈接:
Li, Q., Xu, J., Gusman, A. R., Liu, H., Yuan, W., Liu, W., Zhu, Y., and Liu, X.: Upper-atmosphere responses to the 2022 Hunga Tonga–Hunga Ha′apai volcanic eruption via acoustic gravity waves and air–sea interaction, Atmos. Chem. Phys., 24, 8343–8361,?https://doi.org/10.5194/acp-24-8343-2024, 2024.
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