Статистичні характеристики вулканогенних хвиль цунамі в північно-західному регіоні Тихого океану
Анотація
Актуальність. Атмосфера й іоносфера є основним каналом для функціонування систем телекомунікації, радіонавігації, радіолокації, дистанційного радіозондування та радіоастрономії. На стан атмосферно-іоносферного радіоканалу суттєво впливає низка високоенергетичних природних і техногенних джерел. Вулкани є одним із таких джерел. Вибух вулкану Тонга 15 січня 2022 р. призвів до значного збурення всіх підсистем у системі Земля (літосфера, Світовий океан) - атмосфера - іоносфера – магнітосфера і, відповідно, параметрів радіоканалу. Зокрема, вибух згенерував потужні атмосферні хвилі та цунамі. Детальне дослідження поширення цих хвиль є актуальною задачею.
Мета роботи – статистичний аналіз характеристик атмосферних і океанічних хвиль цунамі в північно-західній частині Тихого океану, згенерованих вибухом підводного надпотужного вулкану Тонга 15 січня 2022 р.
Методи і методологія. Статистичний аналіз головних характеристик хвиль цунамі атмосферного та океанічного походження. Порівняння результатів спостережень із результатами обчислень.
Результати. Виявлено дві групи хвиль цунамі. Перша із них мала атмосферне походження, генерувалася хвилею Лемба та поширювалася зі швидкістю близько 312 м/с. Ця швидкість була однаковою для станцій, розміщених як у відкритому океані, так і у внутрішньому морі. Друга група хвиль цунамі мала океанічне походження, генерувалася безпосередньо підводним вибухом вулкану Тонга та поширювалася зі швидкістю близько 203 м/с для станцій у відкритому океані та зі швидкістю близько 180 м/с для станцій у внутрішньому морі. Висота та амплітуда цунамі змінювалася в широких межах (~1-100 см) і визначалася топологією дна водойми та берегової лінії, а не відстанню від вулкану. Відношення висоти до амплітуди цунамі у середньому складало 2.07±0.32, 1.98±0.60 для атмосферної та океанічної хвиль відповідно для станцій, розміщених у відкритому океані. Це відношення для станцій, розташованих у внутрішньому морі, були близькими відповідно до 2.24±0.55 і 2.08±0.34.
Висновки. Визначено головні статистичні характеристики атмосферних і океанічних хвиль цунамі у північно-західній частині Тихого океану, згенерованих вибухом вулкану Тонга 15 січня 2022 р.
Завантаження
Посилання
Chernogor LF. Physical effects of the January 15, 2022, powerful Tonga volcano explosion in the Earth-atmosphere-ionosphere-magnetosphere system. Space: Science & Technology. 2023;29(2):54-77. https://doi.org/10.15407/knit2023.02.054
Chernogor LF. Physical effects from the powerful Tonga volcanic eruption of January 15, 2022, in the earth–atmosphere–ionosphere–magnetosphere system. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2023;253: 106157. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2023.106157
Poli P, Shapiro NM. Rapid characterization of large volcanic eruptions: Measuring the impulse of the Hunga Tonga Ha'apai explosion from teleseismic waves. Geophysical Research Letters. 2022;49(8):1-9. https://doi.org/10.1029/2022GL098123
Matoza R. S., Fee D., Assink J. D., Iezzi A. M., et al (2022). Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science.377(6601). P. 95—100. DOI:10.1126/science.abo7063
Matoza R. S., Fee D., Assink J. D., Iezzi A. M., et al (2022). Supplementary Materials forAtmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science.377(6601). DOI:10.1126/science.abo7063
Tarumi K, Yoshizawa K. Eruption sequence of the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai explosion from back-projection of teleseismic P waves. Earth and Planetary Science Letters. 2023;602: 117966. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117966
Pakoksung K, Suppasri A, Imamura F. The near-field tsunami generated by the 15 January 2022 eruption of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano and its impact on Tongatapu, Tonga. Scientific Reports. 2022;12:15187. https://doi.org/10.1038/s41598-022-19486-w
Terry JP, Goff J, Winspear N, Bongolan VP, Fisher S. Tonga volcanic eruption and tsunami, January 2022: Globally the most significant opportunity to observe an explosive and tsunamigenic submarine eruption since AD 1883 Krakatau. Geoscience Letter. 2022;9:24. https://doi.org/10.1186/s40562-022-232-z
Ramírez-Herrera MT, Coca O, Vargas-Espinosa V. Tsunami effects on the coast of Mexico by the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano eruption, Tonga. Pure and Applied Geophysics. 2022;179: 1117-1137. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03017-9
Carvajal M, Sepúlveda I, Gubler A, Garreaud R. Worldwide signature of the 2022 Tonga volcanic tsunami. Geophysical Research Letters. 2022;49 (6):1-4. https://doi.org/10.1029/2022GL098153
Heidarzadeh M, Gusman AR, Ishibe T, Sabeti R, Šepić J. Estimating the eruption-induced water displacement source of the 15 January 2022 Tonga volcanic tsunami from tsunami spectra and numerical modelling. Ocean Engineering. 2022;261:112165. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112165
Imamura F, Suppasri A, Arikawa T, Koshimura S, Satake K, Tanioka Y. Preliminary observations and impact in Japan of the tsunami caused by the Tonga volcanic eruption on January 15, 2022. Pure and Applied Geophysics. 2022;179:1549-1560. https://doi.org/10.17/s024-022-03058-0
Lynett P. The tsunamis generated by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcano on January 15, 2022. Preprint available at Research Square. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1377508/v1
Lynett P, McCann M, Zhou Z, et al. Diverse tsunamigenesis triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption. Nature. 2022;609:728-733. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05170-6
Kubota T, Saito T, Nishida K. Global fast-traveling tsunamis driven by atmospheric Lamb waves on the 2022 Tonga eruption. Science. 2022; 377(6601):91-94. https://doi.org/10.1126/science.abo4364
Tanioka Y., Yamanaka Y., Nakagaki T. (2022). Characteristics of the deep sea tsunami excited offshore Japan due to the air wave from the 2022 Tonga eruption. Earth, Planets and Space.74, 61. DOI:10.1186/s40623-022-01614-5
Chernogor L, Luo Y. Statistical Analysis of Seismic and Tsunami Waves Generated by the 2022 Tonga Volcano’s Eruption [Internet]. A Comprehensive Study of Volcanic Phenomena [Working Title]. IntechOpen; 2024. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.1006881
Amores A, Monserrat S, Marcos M, Argüeso D, Villalonga J, Jordà G, et al. Numerical simulation of atmospheric Lamb waves generated by the 2022 Hunga-Tonga volcanic eruption. Geophysical Research Letters. 2022;49 (6):1-8. https://doi.org/10.1029/2022GL098240
Otsuka S. Visualizing Lamb waves from a volcanic eruption using meteorological satellite Himawari-8. Geophysical Research Letters. 2022;49 (8):1-9. https://doi.org/10.1029/2022GL098324
Chernogor LF, Shevelev MB. Statistical characteristics of explosive waves in the atmosphere generated by the Tonga supervolcano on January 15, 2022. Space: Science & Technology. 2024;30(1):66-79. https://doi.org/10.15407/knit2024.01.066
Shinbori A, Otsuka Y, Sori T, et al. New aspects of the upper atmospheric disturbances caused by the explosive eruption of the 2022 Hunga Tonga–Hunga Ha’apai volcano. Earth, Planets and Space. 2023;75:175. https://doi.org/10.1186/s40623-023-01930-4
Astafyeva E, Maletckii B, Mikesell TD, Munaibari E, Ravanelli M, Coisson P, et al. The 15 January 2022 Hunga Tonga eruption history as inferred from ionospheric observations. Geophysical Research Letters. 2022;49 (10):1-10. https://doi.org/10.1029/2022GL098827
Chornogor, L. F. Ionospheric total electron content variations caused by the Tonga volcano explosion of January 15,2022/ L. F. Chornogor. Space Science and Technology. 2023;29(3):67–87. [in Ukrainian]
Chernogor L. F., Mylovanov Yu. B. Electron Density Reduction Caused by the Tonga Volcano Eruption on January 15, 2022. Kinemat. Phys. Celest. Bodies2023;39(4):204–216. https://doi.org/10.3103/S0884591323040037
Chernogor, L.F., Mylovanov, Yu.B., 2023. Near-zone ionospheric disturbances caused by explosive eruption of Tonga volcano on 15 January 2022.Radio Physics and Radio Astronomy. 2023;28(3): 212—223.[in Ukrainian]
Chernogor L. F., Holub M. Yu. Bay-Shaped Variations in the Geomagnetic Field that Accompanied the Catastrophic Explosion of the Tonga Volcano on January 15, 2022. Kinematics and Physics of Celestial Bodies.2023;39(5):247–260. https://doi.org/10.3103/S0884591323050033
Chornogor, L. F. Global Variations in the Geomagnetic Field Caused by the explosion of the Tonga volcano on January 15, 2022/ L. F. Chornogor. Space Science and Technology. 2023; 29(4):78—105. [in Ukrainian].
