湯加火山爆發產生令人費解的大氣漣漪

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)運用GOES-West氣象衛星捕捉到的湯加火山爆發畫面 。圖片來源：NOAA

據《自然》報道，上周末湯加火山的爆發引發了一系列令人費解的地球大氣漣漪，科學家正加緊研究這一現象。衛星數據顯示，這一事件引發了一種不同尋常的大氣重力波，以前的火山噴發還沒有產生過這樣的信號。一些人擔心，這一事件可能摧毀這個太平洋島國。

這一發現是1月14日湯加火山爆發數小時后，由美國宇航局Aqua衛星上的大氣紅外探測器(AIRS)收集到的。

衛星圖像顯示了幾十個同心圓，每個同心圓代表大氣中快速移動的氣體波，并且綿延超過16000公里。這些波從海洋表面到達電離層，研究人員認為它們可能環繞了地球好幾次。

德國于利希超級計算中心大氣科學家Lars Hoffmann補充說：“這臺儀器已經運行了大約20年，我們從來沒有見過這么好的同心波模式。”

大氣中的空氣分子在空氣柱中受到垂直擾動而不是水平擾動時就會產生大氣重力波。當風從山頂掠過時加速，或者當地天氣系統對流時可能會發生這種情況。這種上下波動在大氣層中傳遞能量和動量，它們的影響通常表現為在高高的云層中形成一系列漣漪。

從理論上講，火山噴發產生的熱空氣和火山灰迅速上升，在進入上層大氣后可能會引發更大規模的重力波。但是，自從2002年5月AIRS儀器發射以來，科學家還沒有觀測到類似的情況。

英國巴斯大學大氣物理學家Corwin Wright說：“這是真正讓我們感到困惑的地方。這一定與正在發生的物理現象有關，但我們還不知道那是什么。”

Wright團隊懷疑，上層大氣中“巨大的、雜亂的熱氣體堆”可能是引發這些波的原因。他認為，熱氣體上升到平流層，會撞擊周圍的空氣。

湯加火山爆發的聲音傳遍了南太平洋，甚至在美國的部分地區也能聽到。火山灰覆蓋了湯加的許多地區，但由于斷電、電話線和互聯網連接中斷，救援機構很難評估其傷亡和損失程度。

Wright是第一個在Hoffmann提供的數據中發現重力波模式的人。他表示，這些圖像如同波的大小和類型的混合物。大氣中的對流似乎非常復雜和顛簸，同時正在產生一系列的東西。“這是我們認為目前正在發生的事情，但我們只研究了幾個小時。”Wright說。

牛津大學氣候科學家Scott Osprey表示，這次火山噴發可能在引起這些重力波方面是獨一無二的。

火山噴發可能持續了幾分鐘，但其影響可能是持久的。在熱帶地區，重力波會干擾周期性的風向逆轉，Osprey認為，這可能會影響遠至歐洲的天氣模式。