通過氣輝臺(tái)網(wǎng),共計(jì)觀測(cè)到傳播距離接近10000公里的兩類波動(dòng),一類是表現(xiàn)為大氣聲波模式的Lamb wave,該類波動(dòng)已被廣泛報(bào)道。該項(xiàng)研究的重要發(fā)現(xiàn)是我們通過氣輝臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)到另一類大范圍長(zhǎng)距離傳播的大氣重力波模式。研究發(fā)現(xiàn),氣輝臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)到的大氣重力波是由湯加火山導(dǎo)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(chǎn)生的海嘯,這兩種海洋波動(dòng)都會(huì)產(chǎn)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(jié)果。通過射線追蹤對(duì)氣輝觀測(cè)到重力波的溯源(圖2),進(jìn)一步驗(yàn)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(shí)也發(fā)現(xiàn)其水平尺度與海嘯尺度較一致。研究還證實(shí)了厘米級(jí)的海嘯擾動(dòng),可以在90km高度產(chǎn)生強(qiáng)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(duì)氣輝觀測(cè)到重力波的溯源。左圖:氣輝觀測(cè)到的中高層大氣波動(dòng),右圖:臨近我國(guó)沿海的海洋波動(dòng)。
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??該項(xiàng)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(zhǎng)距離傳播的波動(dòng),對(duì)于巖石圈-海洋-大氣相互耦合機(jī)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(guó)際學(xué)術(shù)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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