2022年1月15日，汤加的Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山爆发，向大气和海洋释放大量能量，引发了横跨太平洋的海啸。来自冲绳科学技术研究所(OIST)冲击、孤子和湍流组的科学家们研究了这次事件期间大气和海洋中的扰动，并开发了一个模型来改进目前的海啸预警系统。他们的研究结果最近发表在《流体力学杂志》上。
该部门的研究技术人员、这篇研究文章的第一作者斯蒂芬·温(Stephen Winn)表示:“了解大气波如何随时间变化，以做出准确的预测，这对预警系统很重要。”
与由海底快速移动引起的普通海啸不同，汤加爆炸引起的大浪还受到释放到大气中数百公里宽的压力波的影响。大气压力波首先向上移动，然后向外扩散，平均速度为1141公里/小时，比普通海啸在深水中传播的速度快400公里/小时。它在地球上传播，引起远至地中海的波浪。“这是第一次用现代仪器详细记录这类事件，”激波、孤子和湍流小组的负责人埃米尔·图伯教授说。
当大气波在海洋上方传播时，它会取代海底的水体，产生比普通海啸更快的波浪。“通常，在太平洋产生的海啸波不会到达地中海，因为它必须绕过陆地才能到达那里，但大气波不受限制，可以在这些陆地上传播，”该单位的博士后研究员阿德尔·萨米恩托博士解释说。这就是为什么海啸可以到达世界各地，并且比普通海啸具有更广泛的影响。
科学家们使用汤加事件的测量数据来验证他们的模型，并使用了一种最先进的代码dNami，该代码是由法国巴黎国立艺术学院的Nicolas Alferez博士共同开发的，使用OIST的超级计算机快速模拟事件期间的地球。该代码允许他们创建精细分辨率的模拟，比实时更快，因此它们对未来改进预警系统很有用。欲了解更多详情，请参阅此处。
图伯教授解释说，他们现在可以更准确地预测海浪到达特定地点的时间和高度，并迅速确定高风险地区。
飓风和台风还会在大气中造成干扰，与海洋相互作用，导致显著的水位变化，从而影响海岸线。“通过我们的模型，我们可以探索，如果海平面在某些典型的风暴条件下发生一定程度的变化，水流接近海岸时可能会发生什么，”图伯教授说。“这可以帮助决定应该建立什么样的海岸防御系统来应对与风暴有关的风暴潮。”
人们希望这个预测模型能让沿海社区更好地准备和应对海啸，拯救生命。
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