湯加火山噴發(fā)不足以造成全球氣候變化

衛(wèi)星監(jiān)測顯示，湯加火山噴發(fā)將大量火山灰噴射到超過海平面30 千米的高空，向大氣平流層注入了約40 萬噸的二氧化硫。

那么，這場21 世紀(jì)最大的火山噴發(fā)，會(huì)對全球氣候造成什么影響？

近日，我國科學(xué)家關(guān)于湯加火山噴發(fā)的氣候影響的重要研究成果刊發(fā)，來自中國科學(xué)院大氣物理研究所（以下簡稱中科院大氣物理所）等單位的研究人員類比了歷史上大型火山噴發(fā)，估算得出湯加火山噴發(fā)后次年全球平均地表溫度僅下降0.004℃。其中，澳大利亞和南美洲部分地區(qū)降溫超過0.01℃，中國大部分地區(qū)的降溫在0.01℃以內(nèi)。

歷史上，曾有大規(guī)模火山噴發(fā)導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)“無夏之年”的現(xiàn)象。1815 年，印度尼西亞的坦博拉火山噴發(fā)。這場大噴發(fā)從當(dāng)年4 月持續(xù)到7 月，火山爆發(fā)強(qiáng)度指數(shù)（VEI）達(dá)到了7，為19 世紀(jì)以來地球上最大規(guī)模的火山噴發(fā)。在其后的1816 年，歐洲、北美等地出現(xiàn)了“無夏之年”，美國出現(xiàn)了6 月、7 月降霜、降雪的異常現(xiàn)象，歐洲的低溫、暴雨讓農(nóng)作物大面積減產(chǎn)，我國史書上也有氣候異常的記載。

這是由于大規(guī)模火山噴發(fā)帶來了“遮陽傘”效應(yīng)。強(qiáng)烈火山噴發(fā)把硫化物、氣溶膠等噴入萬米高空，這些物質(zhì)在長達(dá)數(shù)月至數(shù)年的時(shí)間內(nèi)停留在大氣的平流層，遮擋太陽光，相當(dāng)于給地球撐起一柄“遮陽傘”，使得全球溫度降低。

“我們的估算結(jié)果表明，目前湯加火山的噴發(fā)不足以對全球氣候產(chǎn)生顯著影響，更不會(huì)影響全球變暖的趨勢。”論文通訊作者、中科院大氣物理所研究員周天軍說。

在理解過去的火山噴發(fā)對氣候影響的基礎(chǔ)之上，研究人員使用基于氣候系統(tǒng)模式的過去千年氣候模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)火山噴發(fā)后次年地表冷卻的幅度與火山爆發(fā)的強(qiáng)度之間存在顯著的準(zhǔn)線性關(guān)系，且該模式能夠較好地再現(xiàn)觀測中火山噴發(fā)后的降溫幅度和空間分布。

“我們進(jìn)一步根據(jù)氣候模擬中歷史上大型南半球火山噴發(fā)對地表溫度的影響，通過比例因子推算到湯加火山噴發(fā)的強(qiáng)度，估算得出湯加火山爆發(fā)后次年全球平均地表溫度僅下降0.004℃，這一降溫幅度處于氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率的范疇之內(nèi)。”周天軍說。

同時(shí)，研究指出，從近千年的歷史來看，單一火山噴發(fā)的氣候影響一般限于1 ～2 年內(nèi)。但如果在一定的時(shí)期內(nèi)，火山噴發(fā)的頻率集中地升高或者降低，則足以造成這個(gè)時(shí)期的氣候異常。

比如，關(guān)于中世紀(jì)暖期（公元900 年至1300 年）和小冰期（公元1550 年至1850 年）的成因，一般認(rèn)為前者是由于火山噴發(fā)的頻率較低造成的，而后者則源于火山噴發(fā)的頻率較高，此外，太陽輻照度的變化也有影響。

“從歷史上看，火山噴發(fā)在時(shí)間上會(huì)有一定持續(xù)性，想知道這次湯加火山的最終氣候影響有多大，我們還需要密切監(jiān)測其未來的活動(dòng)態(tài)勢。”論文第一作者、中科院大氣物理所左萌博士說。

“從統(tǒng)計(jì)的角度看，火山噴發(fā)屬于一種小概率事件，但若火山爆發(fā)的強(qiáng)度達(dá)到一定水平，將會(huì)產(chǎn)生較大的氣候影響，對于這種‘小概率高影響’事件，從防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)急管理角度，國際上通常有預(yù)案準(zhǔn)備。”周天軍說，從技術(shù)成熟度的角度看，我國從事火山氣候影響的科研團(tuán)隊(duì)，目前已經(jīng)具備很高的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手構(gòu)建火山氣候影響應(yīng)急預(yù)測系統(tǒng)的可行性。