2015年全球火山活动综述*

张传杰 李 霓※ 龚丽文

1) 中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室， 北京100029 2) 重庆市地震局， 重庆401147



综述与评述

2015年全球火山活动综述*

张传杰1)李 霓1)※龚丽文2)

1) 中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室， 北京100029 2) 重庆市地震局， 重庆401147

本文通过对2015年(1月1日至12月31日)全球活动火山活动监测数据的总结整理， 综合分析了当年全球活动火山的时空分布特征、 活跃程度及造成的灾害情况， 同时与2014年(1月1日至12月31日)的全球火山活动情况进行了对比。 2015年全球活动火山主要分布在西北太平洋火山带、 南亚洲火山带、 中美洲火山带和南美洲火山带上， 南亚洲火山带是火山活动最强烈的火山带。 2015年共有10座活跃火山， 保持了半年以上的活动状态， 而另有7座零星活动的火山可能于未来几年再次喷发。 2015年的全球火山活动要比2014年强烈， 5月和11月是2015年火山活动最强的月份。 当年全球由火山喷发造成的难民人数近30000人， 印度尼西亚和智利是火山灾害的重灾区。 据统计， 2001～2015年这一时间段每年活动火山总数量在整体上有上升的趋势， 但该数量上升与全球板块构造运动的活跃程度是否存在联系， 还需积累更多数据再做进一步探讨。

全球活动火山； 时空分布； 火山灾害

引言

火山喷发通常较为迅猛突然， 极具毁灭性， 是人类生存和发展所面临的一大自然灾害， 国际减灾十年委员会将火山灾害列为全球第六位的主要自然灾害。 目前， 国际上已有多家专业研究机构(如USGS、 NOAA、 WOVO dat、 VHUB、 VOGRIPA、 GVP、 IAVCEI等)针对全球活动火山开展了多年的监测工作， 获取了大量研究资料与宝贵的监测经验， 已形成系统的监测模式[1]。 此外，随着其他科学领域的发展， 也不断有新技术被引进用于火山监测工作， 火山监测手段也随之增多， 获取的监测信息也更为全面。

中国的现代火山活动相对较弱， 火山喷发活动并不多， 容易令人忽视火山活动的威胁， 在中国地震局《中国若干近代活动火山的监测与研究》项目实施之前， 我国处于对火山基本不设防的状态。 而事实上， 中国新生代火山分布极其广泛， 其中多座火山仍处于活动状态， 有再次喷发的可能[2-3]； 并且部分火山周围已有大量人口， 一旦喷发后果不堪设想。 "九五"期间， 我国开始对若干近代活动火山进行监测与研究， 陆续在吉林长白山天池、 龙岗、 云南腾冲、 黑龙江五大连池、 镜泊湖、 海南琼北等火山区建立了火山监测台站， 采用了测震、 GPS、 水准、 重力和火山气体分析等监测手段， 结束了对国内火山活动不设防的历史。 随后， 国内多位学者针对长白山天池火山、 腾冲火山等一系列重要火山开展了详细的研究工作， 在火山地质、 火山地球物理和火山地球化学等方面取得了一系列研究成果[4-16]。 直至2006年， 国家火山监测台网中心建成， 国内已有6处火山(区)得到监测[17]。 截止目前， 中国的火山监测事业还处于初步阶段， 监测手段和水平都不高， 仍需大量学习和借鉴国外的监测经验。

本文通过综合分析2015年全球活动火山的监测数据， 整理归纳了相关火山信息， 总结了2015年全球活动火山活动概况， 并与2014年进行对比， 为中国的火山监测工作提供参考。

1 2015年全球火山活动概况

史密森全球火山项目(Smithsonian Institution Global Volcanism Program)由华盛顿国家自然历史博物馆矿物科学部门(Department of Mineral Sciences， National Museum of Natural History， in Washington D.C.)主持， 致力于更好地研究近1万年内喷发过的火山及其火山活动， 并对世界各地火山研究机构所提供的报告、 数据和图像进行筛选总结， 于每周四在相关网站上(http:∥volcano.si.edu/reports_weekly.cfm)更新全球火山活动监测周报。 该网站记录了从1968年以来全球火山的喷发活动历史， 数据来源详实可靠。 本文主要通过收集史密森全球火山项目及相关火山网站在2015年更新的火山监测数据， 从活动火山的时空分布特征、 活跃程度及造成的灾害情况等方面， 总结了2015年全球火山活动概况。

1.1 2015年全球活动火山分布

据Siebert等[18]统计， 全球活动火山约有80%分布在环太平洋俯冲边界上。 洪汉净等[19]将全球活动火山划分为三大活动区域， 分别为西太平洋活动区、 东太平洋活动区和大西洋活动区， 由13个火山带组成， 并总结了全球火山活动分布特征。 此外， 火山活动和地震活动在时空分布上也存在着一定联系[20]。

2015年全球活动火山的数量共102座， 比2014年增加了17座。 2015年与2014年活动火山的分布位置基本相同， 绝大多数处于环太平洋俯冲边界上， 主要分布在西北太平洋火山带、 南亚火山带、 中美洲火山带和南美洲火山带上， 其中南美洲火山带上2015年比2014年分布的火山数量更多， 火山带更为活跃。 根据图1， 不难发现2015年南亚火山带上火山数量最多， 火山分布也最为密集， 是火山活动最强烈的火山带。

图1 2014～2015年全球活动火山分布(部分数据引自龚丽文等[1])

根据图1中各火山带火山分布的密集程度， 可以明显地观察到各火山带上火山活动强度是不均匀的。 2015年， 西北太平洋火山带北端比南端活动强烈， 南亚和中美洲火山带的南端均比北端强烈， 而南美洲火山带的北端、 南端和中间皆有数座火山集中分布。 洪汉净等[19]认为火山带强度分布的不均匀意味着火山弧在整体上有其动力学的控制机理。 此外， 俯冲板块本身带有不均匀性[21]， 也可能造成火山带活动强度分布不均匀。

1.2 2015年全球活动火山的活跃程度

活动火山时而沉寂， 时而喷发， 对于火山的活跃程度， 目前没有明确的判定标准。 但http:∥volcano.si.edu/网站上收录了全球范围的火山活动情况， 每周更新一次， 具有即时性， 被报道的次数越多， 说明火山活动的持续时间越长， 火山越活跃。 所以本文与龚丽文等[1]暂以该网站的报道次数为标准判定火山的活跃程度， 并且当报道次数大于50%时， 则认为该火山较活跃。

2015年共有51周次火山监测报道， 全球活动火山中被报道次数大于50%(26次及以上)的火山共有10座， 约占活动火山总数10%(10/102)， 其报道次数占总报道次数42%(426/1019)， 火山名称与具体活动次数如图2所示。 2014年的活跃火山有13座， 而2015年的活跃火山有10座(图2)。 2014年， Colima火山活跃度不高， 却在2015年处于活跃状态； Popocatepetl、 Santa Maria和Tungurahua三座火山于2014年属于活跃火山， 而在2015年活跃程度稍减。 除上述4座火山外， 其他9座火山在2014～2015年都非常活跃。 此外， Kilauea火山近两年来每周均有报道， 是目前全球最为活跃的一座火山。

美国地调局(USGS)将火山的警戒等级划分为NORMAL(Ⅰ级)、 ADVISORY(Ⅱ级)、 WATCH(Ⅲ级)和WARNING(Ⅳ级)4个等级。 I级代表火山处于不喷发状态或火山活动转为停止； Ⅱ级代表火山出现动荡或火山活动强度大幅下降并有可能再次增强； Ⅲ级代表火山动荡升级， 喷发可能性增大或火山喷发正在进行， 但产生的火山灾害有限； Ⅳ级代表灾害性的火山喷发即将发生、 正在进行或有可能发生。 根据上述标准， 2015年全球10座活跃火山活动强度不一(表1)， 其中多数火山处于警戒Ⅲ级。 Colima与Dukono火山于2015年基本处于警戒Ⅰ级， 火山活动渐趋减弱， 仅表现为火山灰飘散。 Kilauea、 Shiveluch、 Aira、 Karymsky和Shishaldin火山则处于警戒Ⅲ级的状态， 不仅出现大范围火山灰降落， 还有较强的岩浆活动和地震活动， 当地居民的生产生活也因此受到严重影响。 Fuego和Zhupanovsky两座火山的警戒级别跨度大， 但主要以Ⅲ级为主。 Sinabung火山的警戒级别达到Ⅳ级，活动最为剧烈。 根据2015年12月的火山监测信息， Zhupanovsky火山与Aira火山已停止活动。

图2 2014～2015年全球活跃火山对比(黑线为活跃火山分割线)

表1 2015年活跃火山警戒级别统计表(按月统计)

2015年全球共有102座活动火山， 其中10座为活跃火山， 周报道次数>26次； 而48座活动火山的周报道次数≤3次， 这些火山之中有29座沉寂数年后于2015年重新活动。 因火山活动具有复发性， 重新开始活动的火山很可能再次喷发， 本文统计了这些火山的相关情况(表2)。 29座火山中， 有 13座处于印度尼西亚， 属于南亚火山带， 数量上远超其他火山带。 29座火山中有21座火山的警戒级别大于(或等于)Ⅱ级， 说明火山发生动荡， 活动性增强， 一般表现为火山出现热异常， 火山灰柱或喷气柱升高， 及发出爆炸声。 这些警戒级别大于Ⅱ级(或等于)的火山中又有12座于近十年(2005～2015)内喷发过， 其中有7座火山(表2中阴影所示)在2015年的活动次数大于(或等于)2次。 所以从火山最近喷发时间、 2015年所处的警戒级别和活动次数来看， 这7座火山正处于不稳定的状态， 推测其可能于未来几年再次喷发， 并且根据2016年1月和2月的监测信息， 7座火山中的Masaya、 Yasur和Alaid火山的活动增强， 其中Alaid火山的警戒级别已经上升至Ⅲ级。

表2 2015年重新活动的火山

续表2

1.3 火山活动时间分布特征

2015年每月平均约有37座活动火山， 每周平均有20座活动火山， 相比之下， 2014年每月仅有28座， 每周仅有18座， 因而， 2015年火山活动明显强于2014年。 2015年5月和11月全球活动火山数量达到峰值， 是火山活动最强烈的两个月， 而2014年则于6月、 9月和11月活动较强(图3， 图4)， 这种一年中不同月份火山活动强度不同的现象可能是受潮汐影响[22-23]。 潮汐对火山活动有调节作用， 并且在厄尔尼诺事件前后调节作用十分显著。 刘伟等[22]统计了1981年1月至1983年12月日本樱岛火山爆发的天文条件， 发现厄尔尼诺事件、 强潮汐与樱岛火山活动有非常好的对应关系。 杨学祥等[23]也发现2000年强潮汐天文条件与日本Miyake火山地震活动也出现了很好的对应性。

图3 2014～2015年每月活动火山数量变化趋势

图4 2014～2015年每周活动火山数量变化趋势

1.4 2015年火山灾害情况

2015年的火山活动造成了多起火山灾害事件(表3)， 全球有近30000人被迫撤离居住区， 智利和印度尼西亚是受灾最严重的区域。 火山喷发产生的火山灰， 造成多起机场停运事件， 周围城镇居民的生活也受到了不同程度的影响。 火山碎屑流、 泥石流等火山灾害频繁发生， 但规模不大， 并未造成人员伤亡。

表3 2015年全球重要火山灾害一览表

1.5 2001～2015年全球活动火山数量变化

根据对2001～2015年全球活动火山数量统计(图5、 6)， 可以发现： 近15年来， 每年活动火山总数量在整体上有上升的趋势， 2015年是全球火山活动最强烈的一年。 年活动火山总数从69座增加至102座， 周平均活动火山数量从11.0座增加至20.1座。 但年活动火山总数曲线波动较大， 于2005年和2014年出现相对较高的异常值， 而同期周平火山数量曲线较平滑， 并未出现异常值。 并且2005年共有87座活动火山， 比2007年多出10座， 但在周平均火山数却相差无几， 这说明2005年出现了较多的类似于表2中的低活动频度火山， 一年中只被报道了一两次， 却造成了年火山总数虚高， 而2014年的情况则恰恰相反。

图5 2001～2015年的周平均活动火山数量变化

图6 2001～2015年的年平均活动火山数量变化

全球活动火山主要分布在板块边界， 处于这些构造位置的火山受到板块运动的控制[24]， 因而火山活动在一定程度上也可以反映板块运动的情况。 15年来， 每年发生活动的火山数量与全球板块构造运动的活跃程度是否存在联系， 还需要收集更大时间尺度的数据和考虑更多的因素， 并综合考虑其他地质与地球物理证据才能作出判断。

2 结论

通过以上对2015年全球火山活动的总结对比， 有如下几点认识： 2015年全球火山活动比2014年强烈， 其年火山总数、 月平均和周平均活动火山数皆高于2014年， 5月和11月是2015年火山活动较强的月份； 2015年全球活动火山主要分布在4个火山带上， 而南亚洲火山带是火山活动最强烈的火山带； 2015年共有10座活跃火山， 并且另有7座可能于未来几年再次喷发。 全球由火山喷发造成的难民人数近30000人， 印度尼西亚和智利是2015年火山灾害的重灾区； 2001～2015年， 每年活动火山总数量在整体上有逐渐上升的趋势， 但由于时间尺度较小， 其原因和意义还需进一步探讨。

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Review on the 2015 global vocanic activity

Zhang Chuanjie1)， Li Ni1)， Gong Liwen2)

1) Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano， Institute of Geology， China Earthquake Administration， Beijing 100029， China 2) Earthquake Administration of Chongqing Municipality， Chongqing 401147， China

This paper has reviewed the temporal and spatial distribution，active levels and resulted hazards of global active volcanoes in the year 2015 (Jan.1-Dec.31 thereinafter) according to the global volcano monitoring data and compared with those of 2014(Jan.1-Dec.31 thereinafter). Most of the Global active volcanoes in 2015 are distributed in the Northwestern Pacific volcanic belt, South Asia volcanic belt, Central and South America volcanic belt. Among them, the South Asia volcanic belt has the most intensive volcanic activity. There are 10 active volcanoes keeping alive more than half year in 2015, and another 7 sporadically active volcanoes probably erupt again in the next few years. Generally, the global volcanic activities are stronger in 2015 than in 2014. For the year 2015, the strongest activities occurred in May and November. The number of global refugees caused by volcano eruptions is about 30 000 and the worst-hit countries are Indonesia and Chile. According to statistics, the number of active volcanoes in every single year gradually increased for the time period from 2001 to 2015, but the correlation between the number and global tectonic movement activities needs more data for further discussion.

global active volcano； temporal and spatial distribution； volcanic hazards

2016-10-12； 采用日期： 2016-11-16。

※通讯作者： 李霓， e-mail: lini67@sina.com。 基金项目： 中国地震局监测预报司"全球典型火山事件跟踪上报"项目(16A44ZX285)资助。

P317；

A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.11.004