湯加火山噴發(fā) 不足以導致氣候變化

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世紀最大的火山噴發(fā)，會對全球氣候造成什么影響？

 

近日，《大氣科學進展》在線發(fā)表了我國科學家關于湯加火山噴發(fā)的氣候影響的重要研究成果，來自中國科學院大氣物理研究所（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。

 

歷史上，曾有大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)導致部分地區(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)從當年4月持續(xù)到7月，火山爆發(fā)強度指數(shù)（VEI）達到了7，為19世紀以來地球上最大規(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、暴雨讓農作物大面積減產，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。強烈火山噴發(fā)把硫化物、氣溶膠等噴入萬米高空，這些物質在長達數(shù)月至數(shù)年的時間內停留在大氣的平流層，遮擋太陽光，相當于給地球撐起一柄“遮陽傘”，使得全球溫度降低。

 

“我們的估算結果表明，目前湯加火山的噴發(fā)不足以對全球氣候產生顯著影響，更不會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數(shù)據，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)的強度之間存在顯著的準線性關系，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。

 

“我們進一步根據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)內部變率的范疇之內。”周天軍說。

 

同時，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。但如果在一定的時期內，火山噴發(fā)的頻率集中地升高或者降低，則足以造成這個時期的氣候異常。

 

比如，關于中世紀暖期（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)在時間上會有一定持續(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)的強度達到一定水平，將會產生較大的氣候影響，對于這種‘小概率高影響’事件，從防災減災的應急管理角度，國際上通常有預案準備。”周天軍說，從技術成熟度的角度看，我國從事火山氣候影響的科研團隊，目前已經具備很高的強強聯(lián)手構建火山氣候影響應急預測系統(tǒng)的可行性。