Варіації повного електронного вмісту в іоносфері, викликані вибухом вулкану Тонга 15 січня 2022 року
Рубрика:
| Чорногор, ЛФ |
| Косм. наука технол. 2023, 29 ;(3):67-87 |
| https://doi.org/10.15407/knit2023.03.067 |
| Язык публикации: Українська |
Аннотация: Про здатність потужних вибухових вулканів впливати на стан іоносфери стало відомо принаймні ще у 1980-і рр.Новий сплеск інтересу до вивчення ефектів у системі Земля — атмосфера — іоносфера — магнітосфера спостерігався після вибуху вулкану Хунга — Тонга — Хунга — Хаапай (коротко Тонга) 15 січня 2022 р. Цей вулкан по праву можна віднести до унікальних.Іоносферним ефектам вулкану Тонга присвячена низка робіт.
Із використанням часових варіацій повного електронного вмісту (ПЕВ) встановлено, що вибухів вулкану було п’ять. Найсильнішими із них були другий і третій вибухи, причому другий був найбільш інтенсивним. Досліджено локальну та глобальну реакції іоносфери на вибух вулкану Тонга. Для цього використовувалися сигнали Глобальної навігаційної супутникової системи та вимірювання на борту супутника Swarm. Біля місця вибуху вулкану збурення ПЕВ сягало 5…10 TECU. Крім локального ефекту, спостерігалися рухомі іоносферні збурення, викликані генерацією та поширенням акустико-гравітаційних хвиль зі швидкістю від 180 до 1050 м/с. Особливе місце займала хвиля Лемба, що рухалась зі швидкістю 315 м/с та поширювалася на глобальні відстані. В нічний час виявлено екваторіальні плазмові «міхури», які спостерігалися в Азійсько-Океанічному регіоні.При цьому на висотах 400…500 км концентрація електронів N зменшилася на 2…3 порядки. Розмір цих утворень за довготою перевищував ~ 10 Мм, а їхня тривалість складала не менше 4…5 годин.
Мета роботи — подальший аналіз аперіодичних і квазіперіодичних збурень в іоносфері, викликаних вибухом вулкану Тонга 15 січня 2022 р., у широкому діапазоні відстаней (від ~ 0.1 до ~ 5 Мм) від джерела збурень.Для виявлення реакції іоносфери на вибух вулкану Тонга аналізувалися реєстрації сигналів Глобальної навігаційної супутникової системи.У результаті аналізу часових варіацій ПЕВ у контрольні дні та у день вибуху вулкану встановлено основні закономірності у генерації збурень в іоносфері та визначено кількісні характеристики збурень. Виявлено чотири групи збурень, що мали різний час запізнювання по відношенню до моменту вибуху вулкану. Важливо, що час запізнювання збурень збільшувався зі збільшенням відстані від вулкану до місця реєстрації. Швидкість збурення у першій групі була близька до 1000 м/с, воно мало N-подібний профіль. Це збурення було згенероване вибуховою хвилею, швидкість якої залежала від надлишку тиску та апріорі перевищувала швидкість звуку. Швидкість збурень у другій групі варіювала у межах 336…500 м/с, що властиво швидкості атмосферно-гравітаційних хвиль. Швидкість збурень у третій групі знаходилася у межах 260…318 м/с. Таку швидкість має хвиля Лемба. У четвертій групі швидкість збурень складала 190…220 м/с. Ця швидкість характерна для цунамі, яке було викликане безпосередньо вибухом вулкану.Період квазіперіодичних збурень змінювався від ~ 10 до 20 хв, а їхня амплітуда — від 0.5 до 1TECU.
Доведено, що спостережувана іоносферна «діра» була згенерована саме вибухом вулкану. При цьому модулі абсолютної та відносної величин збурень мали тенденцію до спадання за збільшення відстані від епіцентру вибуху (від ~ 10 до 2TECU та від 37 до 7% відповідно). Час запізнювання появи «діри» та її тривалість, навпаки, збільшувалися зі збільшенням відстані від вулкану до місця реєстрації (від 35 до 100 хв і від ~ 30…40 до 120…150 хв відповідно). Запропоновано механізм генерації іоносферної «діри». В його основі лежать як електричні, так і не електричні процеси (тріщинуватості, тертя частинок, конденсація водяних парів, коагуляція крапель води, прилипання електронів, гравітаційна сегрегація тощо). У результаті порушення глобального електричного кола, появи стороннього електричного струму, збільшення на порядки напруженості атмосферного та іоносферного електричного полів, опускання іоносферної плазми на менші висоти, де більш активний процес рекомбінації електронів, згенерована іоносферна «діра».
Встановлено основні кількісні характеристики збурень. Їхні флуктуації пояснюються географічним положенням станцій, положенням підіоносферних точок по відношенню до екваторіальної іонізаційної аномалії, часом доби, рухом вечірнього сонячного термінатору тощо.
|
| Ключевые слова: іоносфера, іоносферна «діра», вибух вулкану, вулкан Тонга, параметри збурень, повний електронний вміст, хвильові збурення |
References:
1. Chernogor L. F. (2012). Physics and ecology of the catastrophes. (Kharkiv, Ukraine: V. N. Karazin Kharkiv National University Publ.) [In Russian].
2. Chernogor L. F. Physical effects of the January 15, 2022, powerful Tonga volcano explosion in the Earth-atmosphere-ionosphere-magnetosphere system. [In Ukrainian]. [In press].
3. Chernogor L. F., Shevelev M. B. A statistical study of the explosive waves launched by the Tonga super-volcano on January 15, 2022. Space science and technology. [In Ukrainian]. [In press].
4. Aa E., Zhang S.-R., Erickson P. J., Vierinen J., Coster A. J., Goncharenko L. P., Spicher A., Rideout W. (2022). Significant Ionospheric Hole and Equatorial Plasma Bubbles After the 2022 Tonga Volcano Eruption. Space Weather. 20(7). id:e2022SW003101.
https://doi.org/10.1029/2022SW003101
5. Aa E., Zhang S.-R., Wang W., Erickson P. J., Qian L., Eastes R., Harding B. J., Immel T. J., Karan D. K., Daniell R. E., Coster A. J., Goncharenko L. P., Vierinen J., Cai X., Spicher A. (2022). Pronounced Suppression and X-Pattern Merging of Equatorial Ionization Anomalies After the 2022 Tonga Volcano Eruption. Journal of Geophysical Research: Space Physics. 127(6). id:e2022JA030527.
https://doi.org/10.1029/2022JA030527
6. Adushkin V. V., Rybnov Y. S., Spivak A. A. (2022). Wave-Related, Electrical, and Magnetic Effects Due to the January 15, 2022 Catastrophic Eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano. J. Volcanolog. Seismol. 16(4). P. 251-263.
https://doi.org/10.1134/S0742046322040029
7. Amores A., Monserrat S., Marcos M., Argüeso D., Villalonga J., Jordà G., Gomis D. (2022). Numerical Simulation of Atmospheric Lamb Waves Generated by the 2022 Hunga-Tonga Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters. 49(6). id:e2022GL098240.
https://doi.org/10.1029/2022GL098240
8. Astafyeva E., Maletckii B., Mikesell T. D., Munaibari E., Ravanelli M., Coisson P., Manta F., Rolland L. (2022). The 15 January 2022 Hunga Tonga eruption history as inferred from ionospheric observations. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098827.
https://doi.org/10.1029/2022GL098827
9. Burt S. (2022). Multiple airwaves crossing Britain and Ireland following the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai on 15 January 2022. Weather. Special Issue: The January 2022 eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. 77(3). P. 76-81.
https://doi.org/10.1002/wea.4182
10. Carr J. L., Horváth Á., Wu D. L., Friberg M. D. (2022). Stereo plume height and motion retrievals for the record-setting Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption of 15 January 2022. Geophysical Research Letters. 49. id:e2022GL098131.
https://doi.org/10.1029/2022GL098131
11. Carvajal M., Sepúlveda I., Gubler A., Garreaud R. (2022). Worldwide signature of the 2022 Tonga volcanic tsunami. Geophysical Research Letters. 49(6). id:e2022GL098153.
https://doi.org/10.1029/2022GL098153
12. Chen C.-H., Zhang X., Sun Y.-Y., Wang F., Liu T.-C., Lin C.-Y., Gao Y., Lyu J., Jin X., Zhao X., Cheng X., Zhang P., Chen Q., Zhang D., Mao Z., Liu J.-Y. (2022). Individual Wave Propagations in Ionosphere and Troposphere Triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Underwater Volcano Eruption on 15 January 2022. Remote Sensing. 14(9). id:2179.
https://doi.org/10.3390/rs14092179
13. Cheng K., Huang Y.-N. (1992). Ionospheric disturbances observed during the period of Mount Pinatubo eruptions in June 1991. J. Geophys. Res. 97(A11). P. 16995-17004,
https://doi.org/10.1029/92JA01462
14. Chernogor L. F. (2022). Effects of the Tonga volcano explosion on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 12-13.
https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580141
15. Chernogor L. F. (2022). Electrical Effects of the Tonga Volcano Unique Explosion on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 79-80.
https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580141
16. Chernogor L. F. (2022). Magnetospheric Effects That Accompanied the Explosion of the Tonga Volcano on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 81-82.
17. Chernogor L. F. (2022). Magnetic Effects of the Unique Explosion of the Tonga Volcano. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 89-90.
18. Chernogor L. F. (2022). The Tonga super-volcano explosion as a subject of applied physics. International Scientific Conference "Electronics and Applied Physics", APHYS 2022. 18 - 22 October. Kyiv, Ukraine. P. 130-131.
19. Chernogor L. F, Mylovanov Y. B., Dorohov V. L. (2022). Ionospheric Effects accompanying the January 15, 2022 Tonga Volcano Explosion. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 83-84.
20. Chernogor L. F, Shevelev M. B. (2022). Statistical characteristics of atmospheric waves, generated by the explosion of the Tonga volcano on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 85-86.
21. Dautermann T., Calais E., Mattioli G. S. (2009). Global Positioning System detection and energy estimation of the ionospheric wave caused by the 13 July 2003 explosion of the Soufrière Hills Volcano, Montserrat. J. Geophys. Res. 114. id:B02202.
https://doi.org/10.1029/2008JB005722
22. Dautermann T., Calais E., Lognonn'e P., Mattioli G. (2009). Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling after the 2003 Explosive eruption of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat. Geophys. J. Int. 179. P. 1537-1546.
https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04390.x
23. Ern M., Hoffmann L., Rhode S., Preusse P. (2022). The mesoscale gravity wave response to the 2022 Tonga volcanic eruption: AIRS and MLS satellite observations and source backtracing. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098626.
https://doi.org/10.1029/2022GL098626
24. Harding B. J., Wu Y.-J. J., Alken P., Yamazaki Y., Triplett C. C., Immel T. J., Gasque L. C., Mende S. B., Xiong C. (2022). Impacts of the January 2022 Tonga Volcanic Eruption on the Ionospheric Dynamo: ICON-MIGHTI and Swarm Observations of Extreme Neutral Winds and Currents. Geophysical Research Letters. 49(9). id:e2022GL098577.
https://doi.org/10.1029/2022GL098577
25. Heidarzadeh M., Gusman A. R., Ishibe T., Sabeti R., Šepić J. (2022). Estimating the eruption-induced water displacement source of the 15 January 2022 Tonga volcanic tsunami from tsunami spectra and numerical modelling. Ocean Engineering. 261. id:112165.
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112165
26. Heki K. (2006). Explosion energy of the 2004 eruption of the Asama Volcano, central Japan, inferred from ionospheric disturbances. Geophys. Res. Lett. 33. id:L14303.
https://doi.org/10.1029/2006GL026249
27. Igarashi K., Kainuma S., Nishimuta I., Okamoto S., Kuroiwa H., Tanaka T., Ogawa T. (1994). Ionospheric and atmospheric disturbances around Japan caused by the eruption of Mount Pinatubo on 15 June 1991. J. Atmos. and Terr. Phys. 56(9). P. 1227-1234.
https://doi.org/10.1016/0021-9169(94)90060-4
28. Imamura F., Suppasri A., Arikawa T., Koshimura S., Satake K., Tanioka Y. (2022). Preliminary Observations and Impact in Japan of the Tsunami Caused by the Tonga Volcanic Eruption on January 15, 2022. Pure and Applied Geophysics. 179. P. 1549-1560.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03058-0
29. Inan U. S., Piddyachiy D., Peter W. B., Sauvaud J. A., Parrot M. (2007). DEMETER satellite observations of lightning-induced electron precipitation. Geophys. Res. Lett. 34. id:L07103.
https://doi.org/10.1029/2006GL029238
30. Johnson J. B. (2003). Generation and propagation of infrasonic airwaves from volcanic explosions. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 121(1-2). P. 1-14.
https://doi.org/10.1016/S0377-0273(02)00408-0
31. Kubota T., Saito T., Nishida K. (2022). Global fast-traveling tsunamis driven by atmospheric Lamb waves on the 2022 Tonga eruption. Science. 377(6601). P. 91-94.
https://doi.org/10.1126/science.abo4364
32. Kulichkov S. N., Chunchuzov I. P., Popov O. E., Gorchakov G. I., Mishenin A. A., Perepelkin V. G., Bush G. A., Skorokhod A. I., Vinogradov Yu. A., Semutnikova E. G., Šepic J., Medvedev I. P., Gushchin R. A., Kopeikin V. M., Belikov I. B., Gubanova D. P., Karpov A. V., Tikhonov A. V. (2022). 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 and Applied Geophysics. 179. P. 1533-1548.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03046-4
33. Le G., Liu G., Yizengaw E., Englert C. R. (2022). Intense equatorial electrojet and counter electrojet caused by the 15 January 2022 Tonga volcanic eruption: Space- and ground-based observations. Geophysical Research Letters. 49(11). id:e2022GL099002.
https://doi.org/10.1029/2022GL099002
34. Lin J.-T., Rajesh P. K., Lin C. C. H., Chou M.-Y., Liu J.-Y., Yue J., Hsiao T.-Y., Tsai H.-F., Chao H.-M., Kung M.-M. (2022). Rapid Conjugate Appearance of the Giant Ionospheric Lamb Wave Signatures in the Northern Hemisphere After Hunga-Tonga Volcano Eruptions. Geophysical Research Letters. 49(8). id:e2022GL098222.
https://doi.org/10.1029/2022GL098222
35. Liu C. H., Klostermeyer J., Yeh K. C., Jones T. B., Robinson T., Holt O., Leitinger R., Ogawa T., Sinno K., Kato S., Ogawa T., Bedard A. J., Kersley L. (1982). Global dynamic responses of the atmosphere to the eruption of Mount St. Helens on May 18, 1980. J. Geophys. Res. 87(A8). P. 6281-6290.
https://doi.org/10.1029/JA087iA08p06281
36. Lynett P. (2022). The Tsunamis Generated by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano on January 15, 2022. 16 March, PREPRINT (Version 1) available at Research Square.
https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1377508/v1
37. Lynett P., McCann M., Zhou Z. et al. (2022). Diverse tsunamigenesis triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption. Nature. 609. P. 728-733.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05170-6
38. Matoza R. S., Fee D., Assink J. D. et al. (2022). Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science. 377(6601). P. 95-100.
https://doi.org/10.1126/science.abo7063
39. Matoza R. S., Fee D., Assink J. D. et al. (2022). Supplementary Materials for Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science. 377(6601).
https://doi.org/10.1126/science.abo7063
40. Nakashima Y., Heki K., Takeo A., Cahyadi M. N., Aditiya A., Yoshizawa K. (2016). Atmospheric resonant oscillations by the 2014 eruption of the Kelud volcano, Indonesia, observed with the ionospheric total electron contents and seismic signals. Earth and Planetary Science Letters. 434. P. 112-116.
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.11.029
41. Otsuka S. (2022). Visualizing Lamb waves from a volcanic eruption using meteorological satellite Himawari-8. Geophysical Research Letters. 49(8). id:e2022GL098324.
https://doi.org/10.1029/2022GL098324
42. Poli P., Shapiro N. M. (2022). Rapid Characterization of Large Volcanic Eruptions: Measuring the Impulse of the Hunga Tonga Ha'apai Explosion From Teleseismic Waves. Geophysical Research Letters. 49(8). id: e2022GL098123
https://doi.org/10.1029/2022GL098123
43. Rajesh P. K., Lin C. C. H., Lin J. T., Lin C. Y., Liu J. Y., Matsuo T., et al. (2022). Extreme poleward expanding super plasma bubbles over Asia-Pacific region triggered by Tonga volcano eruption during the recovery-phase of geomagnetic storm. Geophysical Research Letters. 49. id:e2022GL099798.
https://doi.org/10.1029/2022GL099798
44. Ramírez-Herrera M. T., Coca O., Vargas-Espinosa V. (2022). Tsunami Effects on the Coast of Mexico by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano Eruption, Tonga. Pure and Applied Geophysics. 179. P. 1117-1137.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03017-9
45. Roberts D. H., Klobuchar J. A., Fougere P. F., Hendrickson D. H. (1982). A large-amplitude traveling ionospheric disturbance produced by the May 18, 1980, explosion of Mount St. Helens. J. Geophys. Res. 87(A8). P. 6291-6301.
https://doi.org/10.1029/JA087iA08p06291
46. Rozhnoi A., Hayakawa M., Solovieva M., Hobara Y., Fedun V. (2014). Ionospheric effects of the Mt. Kirishima volcanic eruption as seen from subionospheric VLF observations. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 107. P. 54-59.
https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.10.014
47. Saito S. (2022). Ionospheric disturbances observed over Japan following the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai on 15 January 2022. Earth, Planets and Space. 74. id:57.
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01619-0
48. Schnepf N. R., Minami T., Toh H., Nair M. C. (2022). Magnetic Signatures of the 15 January 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098454.
https://doi.org/10.1029/2022GL098454
49. Shinagawa H., Tsugawa T., Matsumura M., Iyemori T., Saito A., Maruyama T., Jin H., Nishioka M., Otsuka, Y. (2013). Two-dimensional simulation of ionospheric variations in the vicinity of the epicenter of the Tohoku-oki earthquake on 11 March 2011. Geophys. Res. Lett. 40. P. 5009-5013.
https://doi.org/10.1002/2013GL057627
50. Shinbori A., Otsuka Y., Sori T., Nishioka M., Perwitasari S., Tsuda T., Nishitani N. (2022). Electromagnetic conjugacy of ionospheric disturbances after the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcanic eruption as seen in GNSS-TEC and SuperDARN Hokkaido pair of radars observations. Earth Planets Space. 74(106).
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01665-8
51. Shults K., Astafyeva E., Adourian S. (2016). Ionospheric detection and localization of volcano eruptions on the example of the April 2015 Calbuco events. J. Geophys. Res. Space Physics. 121. P. 10,303-10,315.
https://doi.org/10.1002/2016JA023382
52. 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, id:61.
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01614-5
53. Terry J. P., Goff J., Winspear N., Bongolan V. P., Fisher S. (2022). 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 Letters. 9. id:24.
https://doi.org/10.1186/s40562-022-00232-z
54. The Encyclopedia of Volcanoes (Second Edition), Academic Press, 2015. 1421 p.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385938-9.00063-8
55. Themens D. R., Watson C., Žagar N., Vasylkevych S., Elvidge S., McCaffrey A., Prikryl P., Reid B., Wood A., Jayachandran P. T. (2022). Global propagation of ionospheric disturbances associated with the 2022 Tonga volcanic eruption. Geophysical Research Letters. 49(7). id:e2022GL098158.
https://doi.org/10.1029/2022GL098158
56. Vergoz J., Hupe P., Listowski C. et al. (2022). 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. 591. id:117639.
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117639
57. Witze A. (2022). Why the Tongan volcanic eruption was so shocking. Nature. 602. P. 376-378.
https://doi.org/10.1038/d41586-022-00394-y
https://media.nature.com/original/magazine-assets/d41586-022-00394-y/d41...
58. Wright C. J., Hindley N. P., Alexander M. J., et al. (2022). Surface-to-space atmospheric waves from Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption. Nature.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05012-5
59. Yamazaki Y., Soares G., Matzka J. (2022). Geomagnetic Detection of the Atmospheric Acoustic Resonance at 3.8 mHz During the Hunga Tonga Eruption Event on 15 January 2022. Journal of Geophysical Research: Space Physics. 127(7). id:e2022JA030540.
https://doi.org/10.1029/2022JA030540
60. Yuen D. A., Scruggs M. A., Spera F. J. et al. (2022). Under the surface: Pressure-induced planetary-scale waves, volcanic lightning, and gaseous clouds caused by the submarine eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcano. Earthquake Research Advances. 2(3). id:100134.
https://doi.org/10.1016/j.eqrea.2022.100134
61. Zettergren M. D., Snively J. B., Komjathy A., Verkhoglyadova O. P. (2017). Nonlinear ionospheric responses to large-amplitude infrasonic-acoustic waves generated by undersea earthquakes. J. Geophys. Res. Space Physics. 122. P. 2272-2291.
https://doi.org/10.1002/2016JA023159
62. Zhang S.-R., Vierinen J., Aa E., Goncharenko L. P., Erickson P. J., Rideout W., Coster A. J., Spicher A. (2022). 2022 Tonga Volcanic Eruption Induced Global Propagation of Ionospheric Disturbances via Lamb Waves. Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 9. id:871275.
https://doi.org/10.3389/fspas.2022.871275
2. Chernogor L. F. Physical effects of the January 15, 2022, powerful Tonga volcano explosion in the Earth-atmosphere-ionosphere-magnetosphere system. [In Ukrainian]. [In press].
3. Chernogor L. F., Shevelev M. B. A statistical study of the explosive waves launched by the Tonga super-volcano on January 15, 2022. Space science and technology. [In Ukrainian]. [In press].
4. Aa E., Zhang S.-R., Erickson P. J., Vierinen J., Coster A. J., Goncharenko L. P., Spicher A., Rideout W. (2022). Significant Ionospheric Hole and Equatorial Plasma Bubbles After the 2022 Tonga Volcano Eruption. Space Weather. 20(7). id:e2022SW003101.
https://doi.org/10.1029/2022SW003101
5. Aa E., Zhang S.-R., Wang W., Erickson P. J., Qian L., Eastes R., Harding B. J., Immel T. J., Karan D. K., Daniell R. E., Coster A. J., Goncharenko L. P., Vierinen J., Cai X., Spicher A. (2022). Pronounced Suppression and X-Pattern Merging of Equatorial Ionization Anomalies After the 2022 Tonga Volcano Eruption. Journal of Geophysical Research: Space Physics. 127(6). id:e2022JA030527.
https://doi.org/10.1029/2022JA030527
6. Adushkin V. V., Rybnov Y. S., Spivak A. A. (2022). Wave-Related, Electrical, and Magnetic Effects Due to the January 15, 2022 Catastrophic Eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano. J. Volcanolog. Seismol. 16(4). P. 251-263.
https://doi.org/10.1134/S0742046322040029
7. Amores A., Monserrat S., Marcos M., Argüeso D., Villalonga J., Jordà G., Gomis D. (2022). Numerical Simulation of Atmospheric Lamb Waves Generated by the 2022 Hunga-Tonga Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters. 49(6). id:e2022GL098240.
https://doi.org/10.1029/2022GL098240
8. Astafyeva E., Maletckii B., Mikesell T. D., Munaibari E., Ravanelli M., Coisson P., Manta F., Rolland L. (2022). The 15 January 2022 Hunga Tonga eruption history as inferred from ionospheric observations. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098827.
https://doi.org/10.1029/2022GL098827
9. Burt S. (2022). Multiple airwaves crossing Britain and Ireland following the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai on 15 January 2022. Weather. Special Issue: The January 2022 eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. 77(3). P. 76-81.
https://doi.org/10.1002/wea.4182
10. Carr J. L., Horváth Á., Wu D. L., Friberg M. D. (2022). Stereo plume height and motion retrievals for the record-setting Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption of 15 January 2022. Geophysical Research Letters. 49. id:e2022GL098131.
https://doi.org/10.1029/2022GL098131
11. Carvajal M., Sepúlveda I., Gubler A., Garreaud R. (2022). Worldwide signature of the 2022 Tonga volcanic tsunami. Geophysical Research Letters. 49(6). id:e2022GL098153.
https://doi.org/10.1029/2022GL098153
12. Chen C.-H., Zhang X., Sun Y.-Y., Wang F., Liu T.-C., Lin C.-Y., Gao Y., Lyu J., Jin X., Zhao X., Cheng X., Zhang P., Chen Q., Zhang D., Mao Z., Liu J.-Y. (2022). Individual Wave Propagations in Ionosphere and Troposphere Triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Underwater Volcano Eruption on 15 January 2022. Remote Sensing. 14(9). id:2179.
https://doi.org/10.3390/rs14092179
13. Cheng K., Huang Y.-N. (1992). Ionospheric disturbances observed during the period of Mount Pinatubo eruptions in June 1991. J. Geophys. Res. 97(A11). P. 16995-17004,
https://doi.org/10.1029/92JA01462
14. Chernogor L. F. (2022). Effects of the Tonga volcano explosion on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 12-13.
https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580141
15. Chernogor L. F. (2022). Electrical Effects of the Tonga Volcano Unique Explosion on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 79-80.
https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580141
16. Chernogor L. F. (2022). Magnetospheric Effects That Accompanied the Explosion of the Tonga Volcano on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 81-82.
17. Chernogor L. F. (2022). Magnetic Effects of the Unique Explosion of the Tonga Volcano. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 89-90.
18. Chernogor L. F. (2022). The Tonga super-volcano explosion as a subject of applied physics. International Scientific Conference "Electronics and Applied Physics", APHYS 2022. 18 - 22 October. Kyiv, Ukraine. P. 130-131.
19. Chernogor L. F, Mylovanov Y. B., Dorohov V. L. (2022). Ionospheric Effects accompanying the January 15, 2022 Tonga Volcano Explosion. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 83-84.
20. Chernogor L. F, Shevelev M. B. (2022). Statistical characteristics of atmospheric waves, generated by the explosion of the Tonga volcano on January 15, 2022. International Conference "Astronomy and Space Physics in the Kyiv University" in part of the World Science Day for Peace and Development. October 18 - 21. Kyiv, Ukraine. Book of Abstracts. P. 85-86.
21. Dautermann T., Calais E., Mattioli G. S. (2009). Global Positioning System detection and energy estimation of the ionospheric wave caused by the 13 July 2003 explosion of the Soufrière Hills Volcano, Montserrat. J. Geophys. Res. 114. id:B02202.
https://doi.org/10.1029/2008JB005722
22. Dautermann T., Calais E., Lognonn'e P., Mattioli G. (2009). Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling after the 2003 Explosive eruption of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat. Geophys. J. Int. 179. P. 1537-1546.
https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04390.x
23. Ern M., Hoffmann L., Rhode S., Preusse P. (2022). The mesoscale gravity wave response to the 2022 Tonga volcanic eruption: AIRS and MLS satellite observations and source backtracing. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098626.
https://doi.org/10.1029/2022GL098626
24. Harding B. J., Wu Y.-J. J., Alken P., Yamazaki Y., Triplett C. C., Immel T. J., Gasque L. C., Mende S. B., Xiong C. (2022). Impacts of the January 2022 Tonga Volcanic Eruption on the Ionospheric Dynamo: ICON-MIGHTI and Swarm Observations of Extreme Neutral Winds and Currents. Geophysical Research Letters. 49(9). id:e2022GL098577.
https://doi.org/10.1029/2022GL098577
25. Heidarzadeh M., Gusman A. R., Ishibe T., Sabeti R., Šepić J. (2022). Estimating the eruption-induced water displacement source of the 15 January 2022 Tonga volcanic tsunami from tsunami spectra and numerical modelling. Ocean Engineering. 261. id:112165.
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112165
26. Heki K. (2006). Explosion energy of the 2004 eruption of the Asama Volcano, central Japan, inferred from ionospheric disturbances. Geophys. Res. Lett. 33. id:L14303.
https://doi.org/10.1029/2006GL026249
27. Igarashi K., Kainuma S., Nishimuta I., Okamoto S., Kuroiwa H., Tanaka T., Ogawa T. (1994). Ionospheric and atmospheric disturbances around Japan caused by the eruption of Mount Pinatubo on 15 June 1991. J. Atmos. and Terr. Phys. 56(9). P. 1227-1234.
https://doi.org/10.1016/0021-9169(94)90060-4
28. Imamura F., Suppasri A., Arikawa T., Koshimura S., Satake K., Tanioka Y. (2022). Preliminary Observations and Impact in Japan of the Tsunami Caused by the Tonga Volcanic Eruption on January 15, 2022. Pure and Applied Geophysics. 179. P. 1549-1560.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03058-0
29. Inan U. S., Piddyachiy D., Peter W. B., Sauvaud J. A., Parrot M. (2007). DEMETER satellite observations of lightning-induced electron precipitation. Geophys. Res. Lett. 34. id:L07103.
https://doi.org/10.1029/2006GL029238
30. Johnson J. B. (2003). Generation and propagation of infrasonic airwaves from volcanic explosions. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 121(1-2). P. 1-14.
https://doi.org/10.1016/S0377-0273(02)00408-0
31. Kubota T., Saito T., Nishida K. (2022). Global fast-traveling tsunamis driven by atmospheric Lamb waves on the 2022 Tonga eruption. Science. 377(6601). P. 91-94.
https://doi.org/10.1126/science.abo4364
32. Kulichkov S. N., Chunchuzov I. P., Popov O. E., Gorchakov G. I., Mishenin A. A., Perepelkin V. G., Bush G. A., Skorokhod A. I., Vinogradov Yu. A., Semutnikova E. G., Šepic J., Medvedev I. P., Gushchin R. A., Kopeikin V. M., Belikov I. B., Gubanova D. P., Karpov A. V., Tikhonov A. V. (2022). 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 and Applied Geophysics. 179. P. 1533-1548.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03046-4
33. Le G., Liu G., Yizengaw E., Englert C. R. (2022). Intense equatorial electrojet and counter electrojet caused by the 15 January 2022 Tonga volcanic eruption: Space- and ground-based observations. Geophysical Research Letters. 49(11). id:e2022GL099002.
https://doi.org/10.1029/2022GL099002
34. Lin J.-T., Rajesh P. K., Lin C. C. H., Chou M.-Y., Liu J.-Y., Yue J., Hsiao T.-Y., Tsai H.-F., Chao H.-M., Kung M.-M. (2022). Rapid Conjugate Appearance of the Giant Ionospheric Lamb Wave Signatures in the Northern Hemisphere After Hunga-Tonga Volcano Eruptions. Geophysical Research Letters. 49(8). id:e2022GL098222.
https://doi.org/10.1029/2022GL098222
35. Liu C. H., Klostermeyer J., Yeh K. C., Jones T. B., Robinson T., Holt O., Leitinger R., Ogawa T., Sinno K., Kato S., Ogawa T., Bedard A. J., Kersley L. (1982). Global dynamic responses of the atmosphere to the eruption of Mount St. Helens on May 18, 1980. J. Geophys. Res. 87(A8). P. 6281-6290.
https://doi.org/10.1029/JA087iA08p06281
36. Lynett P. (2022). The Tsunamis Generated by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano on January 15, 2022. 16 March, PREPRINT (Version 1) available at Research Square.
https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1377508/v1
37. Lynett P., McCann M., Zhou Z. et al. (2022). Diverse tsunamigenesis triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption. Nature. 609. P. 728-733.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05170-6
38. Matoza R. S., Fee D., Assink J. D. et al. (2022). Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science. 377(6601). P. 95-100.
https://doi.org/10.1126/science.abo7063
39. Matoza R. S., Fee D., Assink J. D. et al. (2022). Supplementary Materials for Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science. 377(6601).
https://doi.org/10.1126/science.abo7063
40. Nakashima Y., Heki K., Takeo A., Cahyadi M. N., Aditiya A., Yoshizawa K. (2016). Atmospheric resonant oscillations by the 2014 eruption of the Kelud volcano, Indonesia, observed with the ionospheric total electron contents and seismic signals. Earth and Planetary Science Letters. 434. P. 112-116.
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.11.029
41. Otsuka S. (2022). Visualizing Lamb waves from a volcanic eruption using meteorological satellite Himawari-8. Geophysical Research Letters. 49(8). id:e2022GL098324.
https://doi.org/10.1029/2022GL098324
42. Poli P., Shapiro N. M. (2022). Rapid Characterization of Large Volcanic Eruptions: Measuring the Impulse of the Hunga Tonga Ha'apai Explosion From Teleseismic Waves. Geophysical Research Letters. 49(8). id: e2022GL098123
https://doi.org/10.1029/2022GL098123
43. Rajesh P. K., Lin C. C. H., Lin J. T., Lin C. Y., Liu J. Y., Matsuo T., et al. (2022). Extreme poleward expanding super plasma bubbles over Asia-Pacific region triggered by Tonga volcano eruption during the recovery-phase of geomagnetic storm. Geophysical Research Letters. 49. id:e2022GL099798.
https://doi.org/10.1029/2022GL099798
44. Ramírez-Herrera M. T., Coca O., Vargas-Espinosa V. (2022). Tsunami Effects on the Coast of Mexico by the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano Eruption, Tonga. Pure and Applied Geophysics. 179. P. 1117-1137.
https://doi.org/10.1007/s00024-022-03017-9
45. Roberts D. H., Klobuchar J. A., Fougere P. F., Hendrickson D. H. (1982). A large-amplitude traveling ionospheric disturbance produced by the May 18, 1980, explosion of Mount St. Helens. J. Geophys. Res. 87(A8). P. 6291-6301.
https://doi.org/10.1029/JA087iA08p06291
46. Rozhnoi A., Hayakawa M., Solovieva M., Hobara Y., Fedun V. (2014). Ionospheric effects of the Mt. Kirishima volcanic eruption as seen from subionospheric VLF observations. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 107. P. 54-59.
https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.10.014
47. Saito S. (2022). Ionospheric disturbances observed over Japan following the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai on 15 January 2022. Earth, Planets and Space. 74. id:57.
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01619-0
48. Schnepf N. R., Minami T., Toh H., Nair M. C. (2022). Magnetic Signatures of the 15 January 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters. 49(10). id:e2022GL098454.
https://doi.org/10.1029/2022GL098454
49. Shinagawa H., Tsugawa T., Matsumura M., Iyemori T., Saito A., Maruyama T., Jin H., Nishioka M., Otsuka, Y. (2013). Two-dimensional simulation of ionospheric variations in the vicinity of the epicenter of the Tohoku-oki earthquake on 11 March 2011. Geophys. Res. Lett. 40. P. 5009-5013.
https://doi.org/10.1002/2013GL057627
50. Shinbori A., Otsuka Y., Sori T., Nishioka M., Perwitasari S., Tsuda T., Nishitani N. (2022). Electromagnetic conjugacy of ionospheric disturbances after the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcanic eruption as seen in GNSS-TEC and SuperDARN Hokkaido pair of radars observations. Earth Planets Space. 74(106).
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01665-8
51. Shults K., Astafyeva E., Adourian S. (2016). Ionospheric detection and localization of volcano eruptions on the example of the April 2015 Calbuco events. J. Geophys. Res. Space Physics. 121. P. 10,303-10,315.
https://doi.org/10.1002/2016JA023382
52. 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, id:61.
https://doi.org/10.1186/s40623-022-01614-5
53. Terry J. P., Goff J., Winspear N., Bongolan V. P., Fisher S. (2022). 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 Letters. 9. id:24.
https://doi.org/10.1186/s40562-022-00232-z
54. The Encyclopedia of Volcanoes (Second Edition), Academic Press, 2015. 1421 p.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385938-9.00063-8
55. Themens D. R., Watson C., Žagar N., Vasylkevych S., Elvidge S., McCaffrey A., Prikryl P., Reid B., Wood A., Jayachandran P. T. (2022). Global propagation of ionospheric disturbances associated with the 2022 Tonga volcanic eruption. Geophysical Research Letters. 49(7). id:e2022GL098158.
https://doi.org/10.1029/2022GL098158
56. Vergoz J., Hupe P., Listowski C. et al. (2022). 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. 591. id:117639.
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117639
57. Witze A. (2022). Why the Tongan volcanic eruption was so shocking. Nature. 602. P. 376-378.
https://doi.org/10.1038/d41586-022-00394-y
https://media.nature.com/original/magazine-assets/d41586-022-00394-y/d41...
58. Wright C. J., Hindley N. P., Alexander M. J., et al. (2022). Surface-to-space atmospheric waves from Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption. Nature.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05012-5
59. Yamazaki Y., Soares G., Matzka J. (2022). Geomagnetic Detection of the Atmospheric Acoustic Resonance at 3.8 mHz During the Hunga Tonga Eruption Event on 15 January 2022. Journal of Geophysical Research: Space Physics. 127(7). id:e2022JA030540.
https://doi.org/10.1029/2022JA030540
60. Yuen D. A., Scruggs M. A., Spera F. J. et al. (2022). Under the surface: Pressure-induced planetary-scale waves, volcanic lightning, and gaseous clouds caused by the submarine eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcano. Earthquake Research Advances. 2(3). id:100134.
https://doi.org/10.1016/j.eqrea.2022.100134
61. Zettergren M. D., Snively J. B., Komjathy A., Verkhoglyadova O. P. (2017). Nonlinear ionospheric responses to large-amplitude infrasonic-acoustic waves generated by undersea earthquakes. J. Geophys. Res. Space Physics. 122. P. 2272-2291.
https://doi.org/10.1002/2016JA023159
62. Zhang S.-R., Vierinen J., Aa E., Goncharenko L. P., Erickson P. J., Rideout W., Coster A. J., Spicher A. (2022). 2022 Tonga Volcanic Eruption Induced Global Propagation of Ionospheric Disturbances via Lamb Waves. Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 9. id:871275.
https://doi.org/10.3389/fspas.2022.871275