*图片显示了一系列GOES-17卫星图像,捕捉到了2022年1月15日汤加火山水下喷发产生的伞状云。可见新月形的弓形冲击波闪电。
图源:NASA/by Joshua Stevens
美国国家航空航天局(NASA)在高空探测到水下喷发产生的冲击波。
据NASA位于南加州的喷气推进实验室管理的全球差分定位系统(GDGPS)的测量结果显示,强大的水下火山喷发使岛国汤加被火山灰覆盖,并在全球范围内引发海啸,同时也对地球电离层产生了振荡。
据NASA地质学家吉姆·加文估计,2022年1月15日,洪加火山爆发时,爆发的威力相当于400到1800万吨TNT炸药。这次爆炸产生了一种足以扰乱电离层的声波冲击波。电离层是大气层的外层,距地球表面约50至56英里(80至90公里),其中包含被太阳能量电离的电子。
*在上图中,数据图中垂直的红线表示了火山爆发的时间。水平曲线显示了四个GNSS星座(或卫星群)的信号随时间的电子密度分布:GPS、GLONASS、Galileo和北斗。倾斜的虚线和虚线表示波的速度。
图源: NASA/JPL-Caltech/GDGPS
火山爆发还引发了海啸,爆炸产生的大气压力波增强了海啸的威力,这种现象被称为“气象海啸”。这些巨浪造成的海洋表面变形进一步扰乱了电离层。GDGPS实时观测了爆炸和随后的气象海啸引起的电离层扰动。该系统通过跟踪全球导航卫星系统(GNSS)信号在大气中传播的延迟,监测电离层中的电子密度(以总电子含量单位(TECU)计算)。
全球导航卫星系统(GNSS)数据可以在促进海啸早期预警系统方面发挥重要作用,在提前通知的每一秒都可以挽救生命的情况下,节省海啸预警的宝贵时间。NASA空间和地球科学研究机会(ROSES) A.37项目利用GNSS地震源产品探测地面运动和模拟可能导致海啸的地震活动,进行局部海啸早期预警。该团队正在将这些数据整合到由美国国家海洋和气象局运行的海啸早期预警系统中。
NASA的空间大地测量项目还通过与管理全球导航卫星系统增强型海啸预警系统(GTEWS)的国际全球导航卫星服务组织、国际大地测量学协会的全球大地测量观测系统(GGOS)以及仙台框架社区活动地球观测小组(GEO)的大地测量合作,支持减少海啸风险。
在未来,由GDGPS记录的电离层扰动也可以被整合到这些海啸预警系统中,提高它们在海啸波袭击前发出更有效的预警,让人们更好地远离危险。
(独家编译:科幻世界)
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