汤加火山爆发造成的大气涟漪影响太空天气

汤加火山爆发造成的大气涟漪影响太空天气

汤加火山爆发造成的大气涟漪影响太空天气

(神秘的地球uux.cn报道)据台北市立天文科学教育馆网站(编译:许晋翊):汤加火山喷发始于去年的12月,但直到当地时间1月15日17:15才发生了规模巨大的爆炸,爆炸时产生的巨大火山灰云冲上了大气中的平流层之上,造成了芮氏规模7.4的强震,以及后续的海啸现象,远及东太平洋的秘鲁,西及日本东岸,就连美国阿拉斯加州都可以听到该火山爆发的声响。

这次喷发似乎还产生了一系列的「大气重力波」,它们从火山向外以同心圆的方式向外辐射,许多科学家们正在研究这些波对太空可能产生的影响,特别是卫星通讯、全球卫星定位系统(GPS)、国际太空站等低至中轨道的卫星。

由于大气对人眼而言几乎是透明的,看似没什么变化的天空实际上是一个复杂而动态的结构,大气重力波就像是海洋表面的波浪一样,可以由多种机制产生,包含地磁暴、地震、火山爆发、雷暴、甚至日出,事实上天气中的云朵就是这些现象的痕迹。大气重力波不仅仅是水平方向传播,它们还会向上传播到电离层,电离层约在地球大气层的65公里至1000公里处,如此高层的大气环境中,大气中的气体分子会被部分离子化,形成所谓的电浆态,也就有正、负离子的产生,这些特性会影响到波长较长的无线电波,使得高频无线电通讯与超视距雷达在内的几种现代化技术得以作用,但是电离层也会受到天气的影响,而大部分情况是由太空天气及地球上的事件所造成的。

当任何源头产生的大气重力波抵达电离层时,它们会触发扰动现象,这些压缩波可以在短时间内大幅增强电浆密度的波动,并且可以传播数千公里,这些影响会干扰前面所述的现代技术,过去2013年及2015年的火山爆发已证实地面GPS接收站的可测量变量与其(即电离层扰动)有关,干扰了GPS的精度。

为了更详细研究这些干扰,科学家使用了一个名为低频阵列(Low frequency array)的资料,低频阵列是一组大型的无线电望远镜阵列,分布在欧洲各地,当我们透过电离层观察太空中的无线电来源时,就像是透过一杯水观察物体,如果水杯被搅拌或摇晃时,影像会产生震荡或扭曲,透过这些失真现象可以了解电离层正在发生什么事,科学家将调查是汤加火山喷发是否有明显的模式或规则存在,该研究可以帮助我们更好地了解地球上的火山是如何影响太空的。




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