汤加持续的火山喷发始于2021 年 12 月但直到当地时间2022年1月15日下午5点15分，才发生了强烈的爆炸。
它产生了巨大的火山灰云、地震和海啸，甚至波及太平洋另一边秘鲁的遥远海岸线。
现在科学家们甚至正在寻找太空喷发的影响。
喷发柱到达地球的平流层，即地面以上的第二层大气层。 爆炸声远在千里之外都能听到育空地区， 加拿大。 尽管低于人类听觉阈值，压力（声）波甚至可以被气压计检测到在英国。
看来火山喷发也有生成的美国宇航局卫星检测到一系列所谓的“大气重力波”，以同心圆形式从火山向外辐射。
包括我在内的科学家现在正在研究这些波可能对太空产生什么影响。
我们研究的目的是更好地了解远高于国际空间站 (ISS) 轨道的大气层顶层，特别是地球上的事件（而不是太空环境）在多大程度上驱动了大气层的变化）。
它还可以帮助我们更好地了解 GPS 等技术如何受到火山喷发的影响。
由于大气对于人眼来说大多是透明的，因此我们很少将其视为一个复杂且动态的结构许多不同的层。 我们大气层的上层卷须远远超出了大气层卡门线，海拔 100 公里（62 英里）的点，太空正式开始的地方。
这些大气层充满了向各个方向传播的波浪，就像海面上的波浪一样。 这样的大气重力波可以由任意数量的现象产生，包括地磁风暴由太阳爆发、地震、火山、雷暴甚至日出引起。
您可能自己已经看到了这些效果，因为这些相同的波浪可以产生起伏的云。
电离层
这些波不仅水平传播，它们还向上传播到地球大气层的一些最高部分？ 电离层。
这是地球大气层的一个区域，从大约 65 公里延伸到 1,000 公里以上（国际空间站的轨道在大约 400 公里处）。 在这些高度，大气气体部分“电离”，形成所谓的等离子体，这意味着其分子分裂成带电粒子？ 带正电的原子称为离子，带负电的电子。
由于暴露于太阳、高能粒子的紫外线辐射，大气中发生电离从太空，甚至流星燃烧起来。
但鉴于带相反电荷的粒子彼此施加吸引力，就像磁铁粘在冰箱门上一样，离子和电子也倾向于重新结合，再次产生中性分子。
因此，在电离层中，等离子体的产生和由于复合而导致的等离子体损失之间存在着复杂且连续的波动。
虽然这些过程在可见光中大多无法检测到，但它们可以影响更长波长的射电光。 电离层中的等离子体可以反射某些频率的无线电波，将它们散射到其他频率，甚至完全阻挡它们。
这些特性使电离层可用于多种现代技术，包括高频无线电通讯和超视距雷达。
但就像在地面一样，电离层也会受到天气的影响。 这是由空间环境（太空天气）或地球上发生的事件。
空间扰动
当火山喷发（或任何来源）产生的大气重力波到达电离层时，它们会触发所谓的“移动电离层扰动”。
这些压缩波可以在短时间内大幅增强等离子体密度的波动，并且可以在全球范围内传播数千英里。 这些影响可能会扰乱现代技术，例如干扰卫星全球定位系统 (GPS) 的准确性。
过去的火山喷发与地面 GPS 接收器检测到的电离层可测量的变化有关，例如2015年和2013年。
为了更详细地研究这些干扰，而不是它们对 GPS 的影响，我使用了来自名为低频阵列（洛法尔）。 Lofar 是世界上最大的射电望远镜之一，由遍布欧洲的数十个射电天线组成，旨在观测早期宇宙中遥远的自然射电源，例如射电星系。
当通过电离层观察时，太空中无线电源的外观类似于当我们搅拌时通过一杯水看到的物体会变得扭曲（或摇晃) 起来。
通过仔细分析，人们可以利用这些扭曲来了解电离层本身正在发生的事情。 移动的电离层扰动会加剧这些扭曲，特别是在我们与 Lofar 一起使用的无线电波长处。
这上面的视频（在这里看到）， 由...制作理查德·法洛斯，显示了 2013 年 12 月的一些 Lofar 数据。亮点是自然射电源，例如遥远的星系。 左图中的序列来自一个安静的夜晚，右图中的电离层受到干扰。 可以看到源快速改变位置并淡入和淡出。
在接下来的几周内，我们将非常仔细地查看洛法尔数据，以调查是否存在可归因于汤加火山喷发的明显明显模式。
最终，这项研究可以帮助我们更好地了解地球上的火山如何影响空间和技术。
由于电离层是地球和太空之间的大气界面，它甚至可以揭示陆地与太空天气事件驱动扰动的精确程度。
