Det katastrofala utbrottet av vulkanen Hunga Tonga–Hunga Haʻapai 2022 utlöste en speciell atmosfärisk våg som har undgått upptäckt under de senaste 85 åren. Forskare från University of Hawaii i Mānoa, Japan Agency for Marine–Earth Science and Technology (JAMSTEC) och Kyoto University förlitade sig på toppmoderna observationsdata och datorsimuleringar för att upptäcka förekomsten av Pekeris-vågor – fluktuationer i luften tryck som teoretiserades 1937 men som aldrig visat sig förekomma i naturen, förrän nu.

Studien publicerades i Journal of the Atmospheric Sciences .

Utbrottet i södra Stilla havet tidigare i år släppte vad som sannolikt var den kraftigaste explosionen som världen har upplevt sedan det berömda utbrottet 1883 av berget Krakatau i Indonesien. Den snabba frigöringen av energi exciterade tryckvågor i atmosfären som snabbt spred sig över världen.

Det atmosfäriska vågmönstret nära utbrottet var ganska komplicerat, men tusentals mil bort leddes störningarna av en isolerad vågfront som färdades horisontellt med mer än 650 miles per timme när den spred sig utåt. Lufttrycksstörningarna förknippade med den initiala vågfronten sågs tydligt på tusentals barometerposter över hela världen.

"Samma beteende observerades efter Krakatau-utbrottet, och i början av 1900-talet utvecklades en fysikalisk teori för denna våg av den engelske vetenskapsmannen Horace Lamb", säger Kevin Hamilton, emeritusprofessor i atmosfäriska vetenskaper vid UH Mānoa School of Ocean och Geovetenskap och teknik.

"Dessa rörelser är nu kända som lammvågor. 1937 utökade den amerikansk-israelske matematikern och geofysikern Chaim Pekeris Lambs teoretiska behandling och drog slutsatsen att en andra våglösning med en lägre horisontell hastighet också borde vara möjlig. Pekeris försökte hitta bevis för sin långsammare våg i tryckobservationerna efter Krakatau-utbrottet men lyckades inte producera ett övertygande fall."

Vågen har identifierats framgångsrikt

Forskare använde ett brett utbud av verktyg som nu finns tillgängliga, inklusive geostationära satellitobservationer, datorsimuleringar och extremt täta nätverk av lufttrycksobservationer, för att framgångsrikt identifiera Pekeris-vågen i atmosfären efter Tonga-utbrottet.

Huvudförfattaren, Shingo Watanabe, biträdande chef för Japan Agency for Marine-Earth Science and Technologys forskningscenter för miljömodellering, utförde datorsimuleringar av svaret på Tonga-utbrottet.

"När vi undersökte datorsimulerade och observerade pulser över hela Stillahavsbassängen, fann vi att den långsammare vågfronten kunde ses över breda regioner och att dess egenskaper matchade dem som förutspåddes av Pekeris för nästan ett sekel sedan," sa Hamilton. + Utforska vidare

Massivt utbrott av den tonganska vulkanen ger en explosion av data om atmosfäriska vågor