湯加火山（紅色三角）與其磁共轭點（紅色圓點）位置；北半球的雷達視野範圍内，數字測高儀位置為黑色圓點。 中科院國家空間科學中心 供圖

中新網北京10月21日電 (記者 孫自法)記者21日從中國科學院(中科院)國家空間科學中心獲悉，今年1月中旬湯加海底火山發生猛烈噴發後，該中心科研團隊利用高頻相幹散射雷達和數字測高儀，成功探測到此次火山爆發引起的北半球兩組特征明顯不同的電離層震蕩，相關探測成果将推動地面災害的空間預警研究，對提升地面災害的空間預警能力有重要意義。

這項探測湯加火山爆發引起電離層劇烈震蕩的研究，由中科院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣重點實驗室王赤院士團隊張佼佼研究員與實驗室徐寄遙研究員等合作者共同完成，研究成果論文近日在國際專業學術期刊《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters，GRL)上發表。

論文審稿人高度評價中國科學家團隊的研究工作稱，相信這是第一次使用相幹散射雷達探測火山爆發引起的電離層擾動的研究，該項研究提供了一種與常用的全球導航衛星系統電子濃度總含量(TEC)觀測不同的視角，為科學界使用豐富多樣的觀測技術來探測湯加火山爆發(或任何其他自然災害事件)引起的電離層擾動帶來啟發。

王赤院士表示，本項研究概括起來主要有三方面成果：一是利用高頻雷達觀測火山爆發引起的劇烈電離層震蕩；二是發現通過磁力線共轭作用，電離層震蕩比大氣壓力波提前3個多小時到達北半球；三是揭示電離層對地表劇烈爆發性活動的響應機制，在提升海嘯等地面災害的空間預警能力方面具有潛在的應用價值。

高頻相幹散射雷達與數字測高儀聯合觀測火山爆發引起的電離層震蕩。 中科院國家空間科學中心 供圖

科研團隊介紹說，他們利用高頻相幹散射雷達和數字測高儀，探測到湯加火山爆發引起的北半球兩組特征明顯不同的電離層震蕩，這兩組電離層震蕩的産生機制也完全不同。

第一組電離層震蕩比引起海嘯的大氣壓力波提前3個多小時被觀測到。研究發現，第一組電離層震蕩的源區在火山的北半球磁共轭點，火山爆發産生的電場通過磁力線共轭作用被迅速傳遞到北半球共轭點并造成北半球電離層震蕩。在這一階段，亞洲扇區高頻雷達探測到最大的電離層震蕩多普勒速度超過100米/秒(m/s)，發生在電離層F區。

探測到的第二組電離層震蕩随着大氣壓力波的到來而被觀測到，其源區位于火山爆發處，主要由火山爆發産生的大氣壓力波直接傳播到北半球，通過大氣中性成分與電離成分相互碰撞引起，這一階段最大電離層震蕩多普勒速度超過150米/秒，發生在電離層E區，電離層震蕩速度随高度升高而減弱。

科研團隊通過高頻雷達與數字測高儀聯合觀測還發現，此次湯加火山爆發引起的電離層垂直高度最大擡升約100公裡，電離層最大垂直運動速度超過60米/秒。

據了解，2022年1月15日，南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島(Hunga Haapai)海底火山發生猛烈噴發，引發了波及全球的海嘯。這是人類有記錄以來最強烈的火山噴發之一，其造成的大氣沖擊波環繞了地球4圈，噴發羽流高度超過50多公裡。此次火山爆發産生的全球影響一直備受關注，也吸引全球科學家持續開展相關研究并揭示各種觀測現象背後的物理機制，相關研究成果進一步提升了人們對地球系統的認識和理解。(完)

來源： 中國新聞網

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