東加火山爆發造成的大氣漣漪，對太空天氣產生影響

東加火山噴發始於去年 12 月，但直到當地時間 1 月 15 日 17:15 才發生大爆炸，爆炸時的巨大火山灰雲衝上大氣平流層，造成芮氏規模 7.4 強震，以及後續海嘯現象，遠及東太平洋秘魯，西及日本東岸，就連美國阿拉斯加州都聽得到火山爆發的聲音。

這次噴發似乎還產生一系列「大氣重力波」，從火山向外以同心圓輻射，許多科學家正在研究這些波動對太空的影響，特別是衛星通訊、全球衛星定位系統（GPS）、國際太空站等低至中軌道的衛星。

由於大氣對人眼而言幾乎透明，看似沒什麼變化的天空其實是複雜動態結構，大氣重力波就像海洋表面波浪，由多種機制產生，包含地磁暴、地震、火山爆發、雷暴甚至日出，其實雲朵就是這些現象的痕跡。大氣重力波不僅水平傳播，還會向上傳播到電離層，電離層約在地球大氣層65~1,000公里處，如此高層大氣環境，氣體分子會部分離子化，形成所謂電漿態，就有正／負離子產生，這些特性會影響到波長較長的無線電波，使高頻無線電通訊與超視距雷達等幾種現代化技術得以作用，但電離層也會受天氣影響，大部分情況是由太空天氣及地球事件造成。

當任何源頭產生的大氣重力波抵達電離層時，會觸發擾動現象，壓縮波可短時間內大幅增強電漿密度波動，且傳播數千公里，這些影響會干擾前述現代技術，2013及2015年火山爆發已證實地面GPS接收站的可測量變量與其（即電離層擾動）有關，干擾GPS的精確度。

▲ 2013年12月不同日期的影像，明亮光點是天空自然的無線電波，左圖是安靜的夜晚，右圖則是大氣層受影響的結果。

為了更詳細研究這些干擾，科學家使用低頻陣列（Low frequency array）資料，是一組大型無線電望遠鏡陣列，分布在歐洲各地，當透過電離層觀察太空無線電來源時，就像透過一杯水觀察物體，如果水被攪拌或搖晃，影像會產生震盪或扭曲，透過這些失真現象可了解電離層發生什麼事。科學家將調查東加火山噴發是否有明顯模式或規則，幫助我們更了解地球火山爆發如何影響太空。