基于GPS观测数据的2022年1月15日汤加火山电离层扰动特征分析

2022年1月15日汤加火山喷发释放的巨大能量, 对环太平洋电离层产生了显著影响. 基于火山近场 (<1000km)、区域(1000~5000km)和远场(5000~12000km)全球定位系统(Global Positioning System, GPS)观测数 据, 本文提取并分析了火山喷发后电离层总电子含量(Total Electron Content, TEC)扰动特征. 结果表明, 火山喷发 后8~15min内近场电离层扰动主要源于爆炸产生的冲击声波(~1000m/s), 区域和远场上空远距离传播的低频扰动 则与兰姆波有关(~330m/s). 各地区扰动幅值与背景TEC值总体呈正相关关系, 并且随着扰动波行进距离增大, 相 对振幅比率逐渐减小. 本文也对比了各地区参考日和事件日电离层活动水平, 并通过射线追踪反演得到了火山喷 发时刻与位置, 进一步确认了区域和远场电离层响应均与汤加火山相关. 此外, 1月15日约06:20UTC在新西兰上 空观测到一组略延迟于初始海啸到时的频率突变扰动, 该扰动与DART浮标观测记录相符, 暗示气象海啸的产生.