日本國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC）地球環境部門環境變動預測研究中心主任代理者渡邊真吾、研究員中野滿壽男、夏威夷大學國際太平洋研究中心名譽教授凱文·漢密爾頓、京都大學研究生院理學研究科副教授坂崎貴俊組成的研究團隊發現，2022年1月15日發生於南太平洋島國湯加的洪阿湯加-洪阿哈阿帕伊島火山的大規模噴發，引發了一種特殊的大氣波（提案稱之爲「佩克利斯波」），在過去的85年裏，這種波的存在一直未能得到證實。
圖1向日葵8號觀測到的火山噴發約4小時後的10分鐘9.6μm亮度溫度差（2022年1月15日08點40分～08點30分的亮度溫度差，時間爲世界時）。（供圖：海洋研究開發機構（JAMSTEC）
佩克利斯波是以色列的C·L·佩克里斯博士於1937年從理論上推導出的地球大氣固有的共振，但實際是否存在是氣象力學中多年來的疑問。
研究團隊分析了湯加大規模火山噴發後約12小時内氣象衛星「向日葵8號」觀測到的亮度溫度資料，發現了以同心圓狀從火山向外部擴散、速度與音速相近（約315m/s）的蘭姆波和以其80%左右的速度（約245m/s）向外部擴散的佩克利斯波。
此外，研究團隊用高解析度全中性大氣模式對火山噴發進行了數值類比，結果再現了與蘭姆波和佩克利斯波各自的理論計算相一致的鉛直方向的壓力變化以與向日葵8號實際觀測到的相同速度在太平洋上擴散的情景。另外，根據索拉特納(Soratena)氣壓計陣列的資料，還清楚地捕捉到了橫穿日本的蘭姆波和佩克利斯波的水平構造和氣壓脈衝的時間變化，並且這些都與類比結果一致。
爲了應答從向日葵8號的資料中發現的佩克利斯波是否與佩克利斯博士提出的共振一致，還需要對鉛直結構進行調查。由於沒有透過觀測來應答的方法，所以研究團隊將實際的大氣資料輸入到了佩克利斯波在大氣中產生共振的必要條件、包括對流層、平流層、中氣層、熱層下部溫度結構的高解析度全中性大氣模式（通稱爲JAGUAR）中進行了火山噴發的數值類比。
數值類比成功再現了與蘭姆波和佩克利斯波各自的理論計算相一致的鉛直結構的壓力變動，並再現了與向日葵8號實際觀測到的相同速度在太平洋上擴散的情景。
地球環境部門環境變動預測研究中心主任代理者渡邊表示：「通常海嘯到達前的潮位變動可能是由蘭姆波和佩克利斯波與海面相輔作用而產生的，因此我們還將此次的數值類比結果輸入到了海洋模式中，類比潮位的變動。希望能獲取到有關火山噴發後大氣波帶來的潮位變化及沿海防災的重要見解。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Journal of the Atmospheric Sciences
論文：First Detection of the Pekeris Internal Global Atmospheric Resonance: Evidence from the 2022 Tonga Eruption and from Global Reanalysis Data
DOI：10.1175/JAS-D-22-0078.1
