Characterizing tsunami signals from the Hunga Tonga-Hunga-Ha’apai eruption and its effects on the Caribbean

Abstract

The Hunga Tonga Hunga Ha'apai eruption of January 15 2022, was a rare geological event, resulting in atmospheric pressure waves being recorded around the world. The event caused significant environmental consequences, including sea-level fluctuations in the Caribbean. The focus of this research is to analyze the tsunami and pressure waves generated in the Caribbean, by this volcanic eruption. These perturbations are uncommon and have not been seen in many occurrences, let alone with global implications. Modern instrumentation in the Caribbean including both barometers and sea-level stations provided a unique opportunity to observe and analyze this event. A comprehensive review of the observations recorded in the Caribbean and adjacent regions linking the barometric observations to sea level perturbations, including observations of the lead/lag of the sea level perturbations relative to the barometric pressure spikes and the frequency content of observable sea level perturbations is presented in this study. For instance, at several stations in Puerto Rico, 7 barometric spikes were observed of which the first 3 generated a significant sea level observation. Notably in Puerto Rico the second barometric spike lagged the sea level anomaly by ~80 minutes. Factors complicating observations or non-observations such as land-water interactions as well as interference from factors such as a strong cold front will also be discussed. The goal of this study, which will integrate observations from across the Caribbean, is to better understand the nature of this unique event and how it was observed in the region. As such, this research can offer insight into the factors that may influence volcanic tsunamis, which is invaluable for developing tsunami warning and response protocols.

La erupción de Hunga Tonga Hunga Ha'apai del 15 de enero de 2022 fue un evento geológico poco común que provocó que se registraran ondas de presión atmosférica en todo el mundo. El evento tuvo importantes consecuencias ambientales, incluidas fluctuaciones del nivel del mar en el Caribe. El foco de esta investigación es analizar el tsunami y las ondas de presión generadas en el Caribe por esta erupción volcánica. Estas perturbaciones son poco comunes y no se han observado en muchos casos, y mucho menos con implicaciones globales. La instrumentación moderna en el Caribe, incluidos barómetros y estaciones de nivel del mar, brindó una oportunidad única para observar y analizar este evento. Se realiza una revisión exhaustiva de las observaciones registradas en el Caribe y regiones adyacentes que vinculan las observaciones barométricas con las perturbaciones del nivel del mar, incluidas las observaciones del avance/retraso de las perturbaciones del nivel del mar en relación con los picos de presión barométrica y el contenido de frecuencia de las perturbaciones observables del nivel del mar. presentado en este estudio. Por ejemplo, en varias estaciones de Puerto Rico se observaron 7 picos barométricos de los cuales los primeros 3 generaron una observación significativa del nivel del mar. En particular, en Puerto Rico, el segundo pico barométrico se retrasó con respecto a la anomalía del nivel del mar en aproximadamente 80 minutos. También se discutirán los factores que complican las observaciones o no observaciones, como las interacciones entre la tierra y el agua, así como la interferencia de factores como un fuerte frente frío. El objetivo de este estudio, que integrará observaciones de todo el Caribe, es comprender mejor la naturaleza de este evento único y cómo se observó en la región. Como tal, esta investigación puede ofrecer información sobre los factores que pueden influir en los tsunamis volcánicos, lo cual es invaluable para desarrollar protocolos de respuesta y alerta contra tsunamis.