汤加火山喷发不足以造成全球气候变化

卫星监测显示，汤加火山喷发将大量火山灰喷射到超过海平面30 千米的高空，向大气平流层注入了约40 万吨的二氧化硫。

那么，这场21 世纪最大的火山喷发，会对全球气候造成什么影响？

近日，我国科学家关于汤加火山喷发的气候影响的重要研究成果刊发，来自中国科学院大气物理研究所（以下简称中科院大气物理所）等单位的研究人员类比了历史上大型火山喷发，估算得出汤加火山喷发后次年全球平均地表温度仅下降0.004℃。其中，澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃，中国大部分地区的降温在0.01℃以内。

历史上，曾有大规模火山喷发导致部分地区出现“无夏之年”的现象。1815 年，印度尼西亚的坦博拉火山喷发。这场大喷发从当年4 月持续到7 月，火山爆发强度指数（VEI）达到了7，为19 世纪以来地球上最大规模的火山喷发。在其后的1816 年，欧洲、北美等地出现了“无夏之年”，美国出现了6 月、7 月降霜、降雪的异常现象，欧洲的低温、暴雨让农作物大面积减产，我国史书上也有气候异常的记载。

这是由于大规模火山喷发带来了“遮阳伞”效应。强烈火山喷发把硫化物、气溶胶等喷入万米高空，这些物质在长达数月至数年的时间内停留在大气的平流层，遮挡太阳光，相当于给地球撑起一柄“遮阳伞”，使得全球温度降低。

“我们的估算结果表明，目前汤加火山的喷发不足以对全球气候产生显著影响，更不会影响全球变暖的趋势。”论文通讯作者、中科院大气物理所研究员周天军说。

在理解过去的火山喷发对气候影响的基础之上，研究人员使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据，发现火山喷发后次年地表冷却的幅度与火山爆发的强度之间存在显著的准线性关系，且该模式能够较好地再现观测中火山喷发后的降温幅度和空间分布。

“我们进一步根据气候模拟中历史上大型南半球火山喷发对地表温度的影响，通过比例因子推算到汤加火山喷发的强度，估算得出汤加火山爆发后次年全球平均地表温度仅下降0.004℃，这一降温幅度处于气候系统内部变率的范畴之内。”周天军说。

同时，研究指出，从近千年的历史来看，单一火山喷发的气候影响一般限于1 ～2 年内。但如果在一定的时期内，火山喷发的频率集中地升高或者降低，则足以造成这个时期的气候异常。

比如，关于中世纪暖期（公元900 年至1300 年）和小冰期（公元1550 年至1850 年）的成因，一般认为前者是由于火山喷发的频率较低造成的，而后者则源于火山喷发的频率较高，此外，太阳辐照度的变化也有影响。

“从历史上看，火山喷发在时间上会有一定持续性，想知道这次汤加火山的最终气候影响有多大，我们还需要密切监测其未来的活动态势。”论文第一作者、中科院大气物理所左萌博士说。

“从统计的角度看，火山喷发属于一种小概率事件，但若火山爆发的强度达到一定水平，将会产生较大的气候影响，对于这种‘小概率高影响’事件，从防灾减灾的应急管理角度，国际上通常有预案准备。”周天军说，从技术成熟度的角度看，我国从事火山气候影响的科研团队，目前已经具备很高的强强联手构建火山气候影响应急预测系统的可行性。