Evolution of the Atmospheric Pressure Signal from Tonga Volcano when Moving Away from It

I. P. Chunchuzov; Чунчузов И. П.; S. N. Kulichkov; Куличков С. Н.; O. E. Popov; Попов О. Е.; V. G. Perepelkin; Перепелкин В. Г.

doi:10.31857/S0002351523010029

Эволюция сигнала атмосферного давления от вулкана Тонга при удалении от него

Авторы: Чунчузов И.П.¹, Куличков С.Н.¹, Попов О.Е.¹, Перепелкин В.Г.¹
Учреждения:
1. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Выпуск: Том 59, № 1 (2023)
Страницы: 3-18
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/0002-3515/article/view/136895
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351523010029
EDN: https://elibrary.ru/DMDOAY
ID: 136895

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Предложена модель распространения сигнала атмосферного давления от извержения вулкана Хунга–Тонга-Хунга–Хаапай, с помощью которой дано объяснение некоторым закономерностям в изменении формы наблюдаемого сигнала с ростом расстояния от вулкана. Модель основана на решении линеаризованного уравнения Кортевега де-Вриза (KДВ), которое описывает изменение формы волны Лэмба в зависимости от расстояния от источника. Проводится сравнение наблюдаемых и модельных сигналов, полученных в виде суперпозиции волны Лэмба и акустических мод, рассчитанных для трех инфразвуковых станций (IS22, IS24 и IS30). Дается оценка энергии извержения вулкана по амплитуде флуктуаций атмосферного давления и характерной длительности сигналов, зарегистрированных на ближних к вулкану инфразвуковых станциях.

Ключевые слова

волна Лэмба, акустические и гравитационные моды, инфразвуковые волны, энергия извержения

Список литературы

Tatsuya Kubota, Tatsuhiko Saito, Kiwamu Nishida, Global fast-traveling tsunamis driven by atmospheric Lamb waves on the 2022 Tonga eruption // Science 2022. .https://doi.org/10.1126/science.abo4364
Kulichkov S.N., Chunchuzov I.P., Popov O.E. et al. Acoustic-Gravity Lamb Waves from the Eruption of the Hunga-Tonga-Hunga-Hapai Volcano, Its Energy Release and Impact on Aerosol Concentrations and Tsunami // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. P. 1533–1548. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03046-4
Matoza R.S. et al., Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga// Science. 2022..https://doi.org/10.1126/science.abo7063
Dolgikh G., Dolgikh S., Ovcharenko V. Initiation of Infrasonic Geosphere Waves Caused by Explosive Eruption of Hunga Tonga-Hunga Haʻapai Volcano // J. Mar. Sci. Eng. 2022. V. 10. № 8. P. 1061. https://doi.org/10.3390/jmse10081061
Адушкин В.В., Рыбнов Ю.С., Спивак А.А. Геофизические эффекты извержения вулкана Хунга–Тонга–Хунга–Хаапай 15.01.2022 // Доклады Российской Академии Наук, 2022. Т. 504. № 2. С. 156–162.
Pekeris C.L. The propagation of a pressure pulse in the atmosphere // Physical Review. 1948. V. 73. P. 145–154.
Pierce A.D. and Posey J.W. Theory of excitation and propagation of Lamb’s atmospheric edge mode from nuclear explosions // Geophysical Journal of the Royal. Astronomical Society. 1971. V. 26. P. 341–368.
Gossard E.E. and Hooke W.H. Waves in the Atmosphere. 1975. Elsevier, New York.
Kulichkov S.N. Propagation of atmospheric Lamb waves along the Earth`s surface // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 1987. V. 23. № 12. P. 935–942.
Gurbatov S.N., Rudenko O.V., “Statistical phenomena” in Nonlinear Acoustics // M. Academic Press. 1998. P. 377–398.
Adam D. Tonga volcano eruption created puzzling ripples in Earth’s atmosphere // Nature. 2022. V. 601. P. 497. https://doi.org/10.1038/d41586-022-00127-1
Wright C.J., Hindley N.P., Alexander M.J., Barlow M., Hoffmann L., Mitchell C.N., et al. Tonga eruption triggered waves propagating globally from surface to edge of space // Earth and Space Science Open Archive (ESSOAr). 2022. Preprint server. https://doi.org/10.1002/essoar.10510674.1
Ern M., Hoffmann L., Rhode S., Preusse P. The mesoscale gravity wave response to the 2022 Tonga volcanic eruption: AIRS and MLS satellite observations and source backtracing // Geophysical Research Letters, 2022, V. 49. e2022GL098626. https://doi. org/https://doi.org/10.1029/2022GL098626
Karpman V.I. Non-linear Waves in Dispersive Media, International Series of Monographs in Natural Philosophy, 1st Ed., 1975. V. 71.
Press F. and Harkrider D. Propagation of acoustic-gravity waves in the atmosphere // J. Geophys. Res. 1962. V. 67. № 10. P. 3889–3902.
Posey J.W. and Pierce A.D. Estimation of Nuclear Explosion Energies from Microbarograph Records. Nature, 1971. V. 232. P. 253.
Зайцев А.И., Пелиновский Е.Н., Долгих Г.И., Долгих С.Г. Регистрация возмущений в Японском море, вызванные извержением вулкана Хунга—Тонга–Хаапай в архипелаге Тонга 15.01.2022 // Доклады РАН Науки о Земле. 2022, Т. 506. № 2. С. 259–264.
Donn W.L. and Shaw D.M. Exploring the atmosphere with nuclear explosions // Rev. Geophys. 1967. V. 5. P. 53–82.
Wexler H. and Hass W.A. Global atmospheric pressure effects of the October 30, 1961 Explosion // J. Geophys. Res. 1962. V. 67. P. 3875–3887.
Wall M. Tonga undersea volcano eruption released up to 18 megatons of energy, https://www.space.com/tonga-volcano-eruption-18-megatons#, published January 25, 2022.
Díaz J.S. and Rigby S.E. Energetic output of the 2022 Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai volcanic eruption from pressure measurements // Shock Waves. Published online 2022. Springer. https://doi.org/10.1007/s00193-022-01092-4
Vergos J., Hupe P., Listowski C. et al. IMS observations of infrasound and acoustic-gravity waves produced by the January 2022 volcanic eruption of Hunga, Tonga: A global analysis // Earth and Planetary Science Letters. 2022. V. 591. 117639. P. 1–13.
Avilov K.V. Pseudo-differential parabolic equations of sound propagation in the slowly range-dependent ocean and their numerical solutions // Acoust. Phys. 1995. V. 41. №1. P. 1–7. https://www.ecmwf.int/.
Adam D. Tonga volcano eruption created puzzling ripples in Earth’s atmosphere // Nature. 2022. V. 601. 497. https://doi.org/10.1038/d41586-022-00127-1