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震撼电离层的爆炸:贝鲁特爆炸产生的气波堪比火山爆发

据外媒报道,2020年8月4日下午6点多,超过2750吨未安全储存的硝酸铵在黎巴嫩港口城市贝鲁特发生爆炸,造成约200人死亡,30多万人暂时无家可归,并在爆炸后留下一个直径140米的弹坑。这次爆炸被认为是人类历史上威力最大的非核、人为爆炸之一。

震撼电离层的爆炸:贝鲁特爆炸产生的气波堪比火山爆发


现在,日本北海道大学的科学家计算发现,爆炸产生的气波导致了地球高层大气的电子扰动。他们在《科学报告》杂志上发表了他们的研究成果。

该科学家团队包括印度国家技术研究所Rourkela的科学家,他们计算了地球电离层中电子总含量的变化:从50至965公里左右高度的大气层部分。极端紫外线辐射和地磁风暴等自然事件,以及核试验等人为活动,都会对电离层的电子含量造成干扰。

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“我们发现,爆炸产生的气波在电离层中以每秒约0.8公里的速度向南传播,”北海道大学地球与行星科学家Kosuke Heki说。这与声波在电离层中传播的速度相似。

该团队通过观察GPS卫星向其地面站传输的微波信号所经历的延迟差异,计算出电离层电子含量的变化。电子含量的变化会在这些信号通过电离层时影响到这些信号,必须经常考虑到这些变化,才能准确测量GPS的位置。

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科学家们还将贝鲁特爆炸产生的电离层波的大小与自然和人为事件后的类似波进行了比较。他们发现,贝鲁特爆炸产生的气波比2004年日本中部浅间火山喷发产生的波浪略大,与日本岛屿最近其他火山喷发后的冲击波相当。

贝鲁特爆炸产生的电离层波的能量明显大于1996年美国怀俄明州煤矿发生的一次能量更大的爆炸。贝鲁特大爆炸的威力相当于1100吨TNT当量,而怀俄明爆炸相当于1500吨TNT当量。怀俄明州爆炸造成的电子含量扰动总量仅为贝鲁特爆炸的1/10。科学家们认为,这部分是由于怀俄明州的地雷位于一个受到一定保护的矿井中。

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