北京時(shí)間2022年1月15日11時(shí)左右，南太平洋(601099)島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山劇烈噴發(fā)，火山灰已經(jīng)達(dá)到了30千米的高度，進(jìn)入平流層。湯加火山噴發(fā)將對全球氣候產(chǎn)生何種影響？
在接受新京報(bào)記者采訪時(shí)，中國科學(xué)院大氣物理研究所左萌博士表示，到目前為止，本次火山噴發(fā)的二氧化硫氣體質(zhì)量為0.4Tg（Tg為百萬噸，即40萬噸）。基于氣候模式的結(jié)果，后續(xù)如果火山噴發(fā)的二氧化硫氣體質(zhì)量達(dá)到1Tg，全球平均溫度預(yù)計(jì)下降0.01攝氏度，不會對全球氣溫造成顯著影響。
火山噴發(fā)二氧化硫40萬噸，后續(xù)強(qiáng)度待觀察
左萌專門從事火山噴發(fā)對氣候變化的研究。據(jù)她介紹，洪阿哈阿帕伊島海底火山是湯加-克馬德克群島火山弧的一部分，火山活動十分活躍。這座火山隱藏在海底的部分高約1800米，寬約20公里。1月15日劇烈噴發(fā)之前，火山曾在2021年12月20日上午噴發(fā)過一次，當(dāng)時(shí)火山灰達(dá)到16千米的高度。
此次火山噴發(fā)有多強(qiáng)？左萌說，據(jù)已有數(shù)據(jù)估計(jì)，這次海底火山噴發(fā)的強(qiáng)度可能會達(dá)到VEI5級。
VEI指數(shù)即火山爆發(fā)指數(shù)，是1982年由火山學(xué)家提出的以噴出物體積、火山灰超過峰頂或進(jìn)入大氣的高度以及噴發(fā)的類型等因素來衡量火山爆發(fā)強(qiáng)烈程度的指標(biāo)。其中非爆炸性噴發(fā)的火山VEI為0，爆炸性噴發(fā)的火山VEI從1到8，每增加1級，其釋放的能量就增加10倍，噴發(fā)周期也相應(yīng)延長。
目前已有的證據(jù)表明，湯加火山噴發(fā)后火山灰超過25千米以上，達(dá)到VEI5級左右。而二氧化硫氣體觀測表明，目前噴發(fā)釋放的二氧化硫氣體質(zhì)量達(dá)到了0.4Tg，遠(yuǎn)小于1991年皮納圖博火山的20Tg。
“但由于此次火山噴發(fā)還在持續(xù)過程中，可能會累積更多的釋放量，因此還需根據(jù)更多的資料確定此次火山噴發(fā)的強(qiáng)度等級?！?/p>
單一火山噴發(fā)事件，不足以改變?nèi)蜷L期增溫趨勢
火山噴發(fā)除了觸發(fā)海嘯，酸雨，影響航空交通等之外，還會對全球氣候造成影響。
左萌解釋稱，火山噴發(fā)時(shí)會將大量的火山灰源源不斷地輸送到大氣中，輸送高度可達(dá)幾千米，最終抵達(dá)平流層（地表上空10千米至50千米高度）的火山灰經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后形成硫酸鹽氣溶膠，并迅速擴(kuò)散。
這些氣溶膠可在平流層中停留1-2年，通過阻擋太陽輻射，產(chǎn)生“陽傘效應(yīng)”，使地表冷卻，進(jìn)而使蒸發(fā)減弱、全球平均降水減少，其中降水減少的現(xiàn)象在熱帶和季風(fēng)區(qū)最為明顯。除此之外，火山噴發(fā)也會影響熱帶太平洋海溫以及北極地區(qū)極地渦旋的變化等。
歷史上，1815年印度尼西亞Tambora火山爆發(fā)，造成了著名的“無夏之年”，歐洲局地降溫達(dá)到2攝氏度以上，亞洲1815年平均溫度降低約0.7攝氏度。最近一次大型火山噴發(fā)為1991年P(guān)inatubo火山，其造成了之后兩年的全球氣候異常，全球陸地平均溫度下降約0.5攝氏度。
此次火山爆發(fā)會造成氣溫降低嗎？“陽傘”效應(yīng)能否抵消全球增暖趨勢呢？左萌說，單一火山事件的噴發(fā)，其直接氣候影響的時(shí)間一般持續(xù)1-2年，在短期內(nèi)使溫度降低，造成冷暖振蕩，隨著氣溶膠的消散溫度會逐漸恢復(fù)，因此不足以改變?nèi)虻拈L期增溫趨勢。
目前噴發(fā)強(qiáng)度再增一倍，也不會對全球氣溫造成顯著影響
左萌表示，超級計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的數(shù)值模擬研究表明，熱帶火山噴發(fā)后火山氣溶膠會擴(kuò)散到南北半球，而南半球的火山噴發(fā)產(chǎn)生的硫酸鹽氣溶膠主要局限在南半球，湯加火山位于南緯20度，因此預(yù)計(jì)對南半球的溫度影響較大，對北半球溫度的影響幅度較小。
但除了對溫度的直接影響外，火山噴發(fā)也會通過調(diào)整大氣環(huán)流進(jìn)而影響全球氣候。研究發(fā)現(xiàn)，南半球的火山噴發(fā)可以通過改變南北半球的溫度梯度，進(jìn)而改變越赤道氣流，導(dǎo)致北半球季風(fēng)區(qū)的降水增加，同時(shí)使得南半球的季風(fēng)降水減少。
她說，此前大部分大型火山噴發(fā)分布在熱帶或者北半球高緯度地區(qū)。從過去2500年的時(shí)間尺度來看，南半球的火山噴發(fā)次數(shù)也偏少，且強(qiáng)度偏弱。
由于此前尚無類似的南半球火山噴發(fā)，因此湯加火山噴發(fā)從氣候歷史記錄中難以找到準(zhǔn)確的參照物，但氣候模擬為科研人員提供了參考的基礎(chǔ)。
到目前為止，本次火山噴發(fā)的二氧化硫氣體質(zhì)量為0.4Tg，但尚未平息。科研人員基于氣候模擬中溫度對南半球火山噴發(fā)的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行初步估算，將其強(qiáng)度類比至1Tg，可近似得到強(qiáng)度為1Tg的南半球火山噴發(fā)對全球溫度的影響。
“氣候模式里有南半球火山的影響，但強(qiáng)度不是1Tg，比如是20Tg，我們把這些南半球火山對溫度的影響計(jì)算出來，然后除以20，就可以近似得到1Tg南半球火山的影響?！彼f。
科研人員發(fā)現(xiàn)，氣候模擬中強(qiáng)度為1Tg的南半球火山噴發(fā)后，次年全球平均溫度會下降約0.01攝氏度，澳大利亞、南美洲南部和非洲南部局地降溫可達(dá)0.02攝氏度，我國東南部地區(qū)降溫約0.01攝氏度，西部約0.02攝氏度。
“這表明，如果本次火山噴發(fā)的二氧化硫氣體質(zhì)量為1Tg，則不會對全球氣溫造成顯著影響。由于其噴發(fā)尚未平息，最終氣候影響還有待觀察火山的后續(xù)活動狀況。”
新京報(bào)記者 張璐
編輯 樊一婧 校對 吳興發(fā)
