這些大氣波在噴發(fā)后至少活躍了四天并繞地球三圈。電離層擾動六次經(jīng)過美國上空，起初是由西向東，后來是反向。

這次火山事件異常強大，其釋放出的能量相當于1945年部署的1000枚原子彈的規(guī)模。科學家們已經(jīng)知道，爆炸性的火山爆發(fā)和地震可以引發(fā)一系列的大氣壓力波，其中包括聲波，它們可以擾動震中上方幾百公里的高層大氣。當在海洋上空時，它們可以引發(fā)海嘯波從而引發(fā)高層大氣層的擾動。這次湯加火山爆發(fā)的結(jié)果讓這個國際團隊感到驚訝，特別是其地理范圍和多天的持續(xù)時間。這些發(fā)現(xiàn)最終表明了大氣波和全球電離層聯(lián)系的新方式。

這項新研究于當?shù)貢r間2022年3月23日發(fā)表在同行評議的《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》上。

研究人員認為這些擾動是蘭姆波的影響；這些以數(shù)學家Horace Lamb命名的波在全球范圍內(nèi)以音速傳播，振幅不會有太大的減少。雖然這些波主要位于地球表面附近，但它們可以通過復雜的途徑與電離層交換能量。正如新論文中所指的那樣，盛行的蘭姆波以前曾被報道為對1883年喀拉喀托火山爆發(fā)和其他地質(zhì)災害的大氣反應。而現(xiàn)在這項研究為它們在全球電離層中的長期印記提供了大量的第一個證據(jù)。

在美國國家科學基金會的支持下，Haystack自2000年以來一直在收集全球GNSS網(wǎng)絡(luò)觀測數(shù)據(jù)以每天研究重要的總電子含量信息。該觀測站跟國際地球空間界分享這些數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對各種前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。一種特殊形式的空間天氣--由電離層波引起，稱為流動電離層擾動(TID)--通常由包括來自太陽的突然能量輸入、地面天氣和人為干擾的過程激發(fā)。例如，Haystack科學家利用TID觀測提供了第一個證明日食可以在地球大氣層中引發(fā)弓形波證據(jù)。

論文的第一作者Shunrong Zhang表示：“已知只有嚴重的太陽風暴才會產(chǎn)生TID在太空中傳播數(shù)小時，甚至數(shù)天；火山爆發(fā)和地震通常只在數(shù)千公里內(nèi)產(chǎn)生電離層干擾。通過探測這些重大的噴發(fā)引起的空間電離層干擾，我們不僅發(fā)現(xiàn)了蘭姆波的產(chǎn)生及其幾天的全球傳播，而且還發(fā)現(xiàn)了一個基本的新物理過程。最后，地表和低層大氣的信號可以產(chǎn)生巨大的轟動，甚至在太空深處。”

除了這些結(jié)果，Haystack的科學家們繼續(xù)對湯加噴發(fā)產(chǎn)生的嚴重空間天氣影響展開了額外的研究。