
东加火山喷发始于去年12月,但直到当地时间1月15日17:15才发生大爆炸,爆炸时的巨大火山灰云冲上大气平流层,造成芮氏规模7.4强震,以及后续海啸现象,远及东太平洋秘鲁,西及日本东岸,就连美国阿拉斯加州都听得到火山爆发的声音。
这次喷发似乎还产生一系列“大气重力波”,从火山向外以同心圆辐射,许多科学家正在研究这些波动对太空的影响,特别是卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、国际空间站等低至中轨道的卫星。
由于大气对人眼而言几乎透明,看似没什么变化的天空其实是复杂动态结构,大气重力波就像海洋表面波浪,由多种机制产生,包含地磁暴、地震、火山爆发、雷暴甚至日出,其实云朵就是这些现象的痕迹。大气重力波不仅水平传播,还会向上传播到电离层,电离层约当地球大气层65~1,000公里处,如此高层大气环境,气体分子会部分离子化,形成所谓电浆态,就有正/负离子产生,这些特性会影响到波长较长的无线电波,使高频无线电通信与超视距雷达等几种现代化技术得以作用,但电离层也会受天气影响,大部分情况是由太空天气及地球事件造成。
当任何源头产生的大气重力波抵达电离层时,会触发扰动现象,压缩波可短时间内大幅增强电浆密度波动,且传播数千公里,这些影响会干扰前述现代技术,2013及2015年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GPS的精确度。

2013年12月不同日期的图片,明亮光点是天空自然的无线电波,左图是安静的夜晚,右图则是大气层受影响的结果。
为了更详细研究这些干扰,科学家使用低频数组(Low frequency array)资料,是一组大型无线电望远镜数组,分布在欧洲各地,当通过电离层观察太空无线电来源时,就像通过一杯水观察物体,如果水被搅拌或摇晃,图片会产生震荡或扭曲,通过这些失真现象可了解电离层发生什么事。科学家将调查东加火山喷发是否有明显模式或规则,帮助我们更了解地球火山爆发如何影响太空。