2022 年 1 月 15 日，南太平洋洪加海底火山的巨大喷发摧毁了岛国汤加，并产生了多种大气波类型，包括在 6,200 英里（10,000 公里）外的阿拉斯加听到的爆炸声。它还产生了一个大气脉冲，导致了一场不寻常的类似海啸的扰动，比实际的海啸更早地到达了太平洋海岸。

　　这些是由来自 17 个国家的 76 名科学家组成的团队报告的众多观测结果之一，该团队研究了喷发的大气波，这是自 1883 年喀拉喀托火山喷发以来已知的火山中最大的大气波。由于对喷发的重大科学兴趣，该团队的工作在异常短的时间内完成，于 2022 年 5 月 12 日发表在《科学》杂志上。

　　阿拉斯加大学费尔班克斯地球物理研究所威尔逊阿拉斯加技术中心主任大卫费是该研究论文的主要作者，也是该中心参与该研究的四位科学家之一。

　　汤加岛附近的洪加火山喷发为一些大气波的行为提供了前所未有的洞察力。由地球物理研究所的威尔逊阿拉斯加技术中心、阿拉斯加火山观测站和阿拉斯加地震中心运营的阿拉斯加密集的气压计、次声传感器和地震仪网络为这些数据做出了贡献。

　　“我们希望通过了解火山喷发产生的大气波，我们能够更好地监测火山喷发和海啸，”费说，他也是阿拉斯加火山观测站地球物理研究所部分的协调科学家。

　　“大气波在全球范围内被广泛记录，通过研究这个非凡的数据集，我们将更好地了解声波和大气波的产生、传播和记录。”他说。“这对监测核爆炸、火山、地震和各种其他现象具有重要意义。”

　　研究人员发现火山爆发的兰姆波的行为特别有趣，兰姆波是以其1917年的发现者英国数学家贺拉斯·兰姆命名的。

　　最大的大气爆炸，如火山爆发和核试验，会产生兰姆波。它们可以持续几分钟到几个小时。

　　兰姆波是导波的一种，它们沿着材料表面平行传播，也向上延伸。随着亨加火山爆发，地震波沿着地球表面传播，并沿一个方向环绕地球四次，沿相反方向环绕地球三次——这与1883年喀拉喀托火山爆发时观察到的情况相同。

　　“羔羊浪是罕见的。我们对它们的高质量观察很少，”费说。“通过了解兰姆波，我们可以更好地了解源头和喷发。它与海啸和火山羽流的产生有关，也可能与喷发产生的高频次声波和声波有关。”

　　兰姆波在 Hunga 附近由至少两个脉冲组成，第一个具有 7 到 10 分钟的压力增加，然后是第二个更大的压缩和随后的长时间压力下降。

　　根据地面站的数据，该波还到达了地球的电离层，以每小时 700 英里的速度上升到大约 280 英里的高度。

　　该论文称，与 1883 年的波相比，Hunga 爆炸的兰姆波的一个主要区别在于，由于一个多世纪的技术进步和全球传感器的扩散，收集的数据量很大。

　　科学家们注意到与喷发相关的大气波的其他发现，包括“非凡的”远程次声——声音的频率太低而无法被人类听到。次声波在兰姆波之后到达，随后在某些地区出现可听见的声音。

　　这篇论文指出，可听的声音传播了约6200英里到阿拉斯加，在火山爆发后约9个小时，全州各地都能听到重复的繁荣。

　　“我听到了声音，但当时肯定不认为这是来自南太平洋的火山爆发。”费说。

　　阿拉斯加的报告是关于声音来源的最远记录。这篇论文指出，这部分是由于全球人口增长和社会联系的进步。

　　“我们将研究这些信号多年，以了解大气波是如何产生的，以及它们如何在地球上传播得如此之好。”费说。

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