南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島于當地時間1月14日、15日連續兩天發生劇烈火山噴發，引發海嘯。由于通訊和網絡中斷，湯加仍處于近乎“失聯”狀態，傷亡情況不明。

火山噴發引發的海嘯波及環太平洋多國，日本、美國、加拿大、新西蘭、斐濟、薩摩亞、瓦努阿圖、澳大利亞和智利均發布海嘯預警。日本列島太平洋沿岸還觀測到潮位大幅上升。

湯加火山噴發引發全球關注，它產生的威力究竟有多大？火山曾是最大的氣候影響因素之一，此次火山噴發是否會對全球氣溫造成影響？

噴發威力堪比千枚廣島原子彈？

根據全球海洋勘探基金會的報告，地球上四分之三的火山活動實際上都是在水下發生的，這些火山不僅能沉積熔巖，還能噴出大量火山灰。

湯加洪阿哈阿帕伊火山位于太平洋板塊與印度-澳大利亞板塊俯沖邊界上，因而經常發生噴發，2009年噴發之后“浮出水面”，形成了一個新的島嶼，之后火山活動持續活躍。奧克蘭大學火山學家肖恩·克羅寧（Shane Cronin）教授對英國廣播公司（BBC）表示，此次噴發是過去30年來湯加最大的一次火山噴發。

火山科學家安德魯斯（Robin George Andrews）對半島電視臺表示，火山噴發并不罕見，但像洪阿哈阿帕伊這樣的海底火山，以如此爆炸的方式噴發，大約“千年一遇”。

為何此次海底火山噴發如此劇烈？肖恩·克羅寧撰文解釋稱，如果巖漿緩慢上升到海水中，巖漿和水之間也會形成一層薄薄的蒸汽隔熱層，使巖漿的外表面得以冷卻。但是當巖漿快速噴發進入水中時，蒸汽層被破壞，巖漿與水直接接觸，此過程被稱之為“燃料-冷卻劑相互作用”，類似于武器級化學爆炸。極端猛烈的爆炸將巖漿撕裂，暴露在水中，爆炸便重復發生，最終噴射出火山顆粒，發生超音速爆炸。

“洪阿哈阿帕伊火山噴發產生的爆炸能量可能相當于1000枚廣島原子彈的威力。” 澳大利亞國立大學副校長布賴恩·施密特和同校的地球科學研究院名譽教授理查德·阿庫盧斯在《悉尼先驅晨報》上撰文指出，這次噴發產生的能量已經達到核彈的級別，但需要參考更多數據進行精準測算。

火山噴發會引發海嘯，但此次湯加海嘯形成的具體原因在科學界存在爭論，多名科學家們指出，原因可能是火山在水下爆炸式噴發產生的海洋沖擊波，也可能是海底滑坡和火山口崩塌引發。

對于洪阿哈阿帕伊火山是否會再次大噴發，美國火山學家菲尼克斯（Jess Phoenix）在接受美媒采訪時預測，火山的噴發活動可能會持續數周或數月。另有專家指出，事發地火山口已蘇醒，噴發活躍期可持續數周甚至數年，但尚不清楚目前是否已達噴發峰值。

火山噴發會導致全球氣溫變化嗎？

在人類開始改變地球的進程之前，火山是最大的氣候因素之一。火山噴發釋放出二氧化碳，可能導致氣溫變化，但是遠不及人類活動造成的影響。

根據美國地質調查局（USGS）網站的報告，全球火山和海底火山的二氧化碳排放量估值約每年13億噸到44億噸之間。大型火山噴發會向大氣中注入大量的二氧化碳，例如1980年圣海倫斯山的噴發僅在9小時內就向大氣排放了約1000萬噸二氧化碳，但人類目前只需要2.5個小時就能釋放出等量的二氧化碳。2010年人類活動產生約350億噸的二氧化碳排放。

火山噴發在釋放二氧化碳的同時，短期內產生的含硫氣體易于與水發生反應，形成一種被稱為硫酸鹽的高反射粒子，數百萬噸阻擋陽光的粒子“注入”大氣層，能一定程度抑制升溫效應。不過，產生的影響大小取決于火山噴發的規模。

1991年菲律賓皮納圖博火山爆發，在三天的時間里，向大氣釋放了600萬至2200萬噸的二氧化硫，導致全球氣溫暫時下降0.5攝氏度。

據美媒福布斯網站報道，湯加洪阿哈阿帕伊火山此次噴發的早期數據表明，其二氧化硫總排放量約為皮納圖博火山當年噴發的1%至2%，幾乎小了一個數量級，這樣的噴發規模無法對氣候變化產生任何有意義的影響。

據《紐約時報》16日報道，15日的“火山爆發強度指數”（V.E.I）尚未完成估算，肖恩·克羅寧估測，此次湯加火山噴發的V.E.I.可能達到5級。如果指數達到6級或更高，其噴發的大量氣體和粒子將對氣候產生冷卻作用，或將持續數年。

另一方面，氣候實際上對火山噴發也有很大的影響。英國劍橋大學地球物理學家奧布里（Thomas Aubry）帶領的科研團隊去年8月在《自然—通訊》發表研究報告稱，溫室氣體的增加將有助于大型火山噴發產生的羽流噴射得更高、傳播得更快、反射更多陽光，導致更加突然和極端的降溫。

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湯加火山“史詩級”爆發，影響幾何？會造成全球“速凍”嗎？

南太平洋島國湯加海底火山連續多日的噴發引發了數千公里外的海嘯。火山灰遮云蔽日，湯加首都如同“月球表面”。就連衛星也拍攝到了這次堪稱“史詩級”噴發的畫面——

視頻來源：央視網

專家警告說，目前湯加的情況仍很危險。噴發活躍期可能持續數周，火山結構崩塌或引發進一步的海嘯。

作為近30年來最強的火山爆發事件之一，湯加火山爆發是否會影響全球氣候頗受外界關注。不過，能源專家認為，此次火山爆發規模太小，不足以造成全球氣溫下降。

湯加首都如同“月球表面”

巨浪波及美國海港

湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山在14日和15日劇烈噴發。其中，15日的猛烈噴發持續了8分鐘，大量火山灰等伴隨著巨大轟響迅速升入高空，湯加全境迅速被火山灰等遮蔽。

噴發引起的海嘯讓首都努庫阿洛法部分地區被淹，居民匆忙逃往地勢更高的地方，湯加國王圖普六世也從王宮撤離。

新西蘭奧克蘭大學火山學家沙恩·克羅寧說，火山爆發后，地面上的景象就像“世界末日一樣”。新西蘭駐湯加代理高級專員皮特·隆德說，湯加首都目前有點像“月球表面”。

受厚厚的火山灰和煙霧影響，當地供水可能遭污染，淡水供應成為關鍵。援助機構表示，當局要求人們戴口罩和喝瓶裝水。

目前，湯加還沒有官方傷亡報告，經中國駐湯加大使館初步核實，暫無中國公民傷亡報告。

但湯加通信仍然有限，外圍的沿海地區仍然處于隔絕狀態。預計需要兩周時間恢復網絡通信。太平洋國家和援助機構17日已開始協調湯加救災工作。

新西蘭總理阿德恩16日透露，湯加當地的手機可以正常工作，但她無法聯系到湯加總理。另據新西蘭太平洋事務部長，湯加總領事已確認湯加王室安全。

海嘯還波及環太平洋多國，巨浪讓新西蘭多艘船只傾覆受損，美國加州西海岸的圣克魯斯港部分被淹。

30年來最大規模火山噴發

但暫不會造成全球氣溫下降

湯加火山15日的猛烈噴發，被認為是30年來最大規模的火山爆發。火山引發的毀滅性海嘯更是“百年一遇”。湯加后續還會不會發生如此猛烈的大噴發？

新西蘭奧塔哥大學火山學家馬克·布倫納稱，15日的噴發釋放了儲存在淺層巖漿系統中的大量能量。類似規模的火山噴發不太可能再發生。

“但是，隨著火山結構變得不穩定，有可能發生進一步的崩塌，從而引發海嘯。這種影響可能會持續很長時間，這取決于多少火山灰落到了陸地上。”

克羅寧也認為，事發地火山口已蘇醒，噴發活躍期可持續數周甚至數年，尚不清楚目前是否已達噴發的峰值。

澳大利亞氣象局高級氣象學家格蕾絲·萊格還警告說，目前湯加的情況仍很危險，且正在發生變化。她強調，火山在水下噴發更難預測。

多年來，科學家們一直在研究大型火山爆發對全球氣候可能產生的直接和長遠影響。湯加火山爆發后，一時之間，全球媒體紛紛報道，國內某些營銷號也迅速跟進發出2022年將是“無夏之年”的文章，這次火山真的會引起這么強的氣候效應么？此次火山噴發會對全球氣候造成顯著影響嗎？

此次火山確實在全球引起巨大的影響，在海洋和大氣引起較強的沖擊波，環太平洋地區均發布了海嘯預警，新西蘭、澳大利亞和萬里之遙的日本、美國西海岸等地都觀測到了明顯的漲潮，萬里之遙的我國、美國西部和南美洲等地都觀測到了氣壓的小幅波動。

美國福布斯網站援引能源領域專家布蘭登·亞歷山大的話稱，湯加火山噴發的早期數據表明，它的規模太小，不足以對氣候變化產生任何有意義的影響。

亞歷山大認為，1991年菲律賓皮納圖博火山爆發，是影響全球氣溫最著名的火山事件之一。 皮納圖博火山爆發時排放出大量二氧化硫，此后的一年里，全球氣溫下降了近0.5攝氏度。而此次火山爆發二氧化硫的總排放量大約是皮納圖博的1%到2%，這個數量級太小，幾乎無法對氣候產生任何可測量的影響。

當地時間1月15日，在湯加發生海底火山噴發后，美國國家氣象局發布了針對美國整個西海岸的海嘯警報。圖為美國國家氣象局發布海嘯警報后，沖浪者在加州海邊沖浪。

當地時間1月15日，在湯加發生海底火山噴發后，美國國家氣象局發布了針對美國整個西海岸的海嘯警報。

而美國羅格斯大學環境科學系教授艾倫·羅博克也認為，冷卻地球所需的二氧化硫需要“巨大的體量”。他認為，“火山爆發需要將至少數百萬噸二氧化硫噴入平流層，才會對全球氣候產生影響。”

目前衛星測量顯示，最近一次火山噴發產生的二氧化硫大約為40萬噸。羅博克表示，這次噴發對氣候的影響大約是皮納圖博火山噴發的1/50，即平均降溫約 0.01 攝氏度。

【火山小檔案】

據澳大利亞國立大學名譽教授理查德·阿庫魯斯介紹，洪阿哈阿帕伊島火山曾在2009年、1988年、1937年和1912年噴發，而且“在過去15年里相當活躍”。

據美國地質勘探局網站，全球約有1350座潛在的活火山，其中約有 500 座在歷史上曾噴發過，許多位于環太平洋沿岸。

另據英國倫敦地質學會估計，約有5億人生活在靠近活火山的地方，會受到火山活動的影響。

火山爆發如何影響氣候？

火山大爆發對當地可造成毀滅性影響，例如公元79年，意大利南部那不勒斯灣東海岸維蘇威火山大爆發，火山灰和火山礫瞬間淹沒了繁華的龐貝城和斯塔比伊城。

火山大爆發還對地球氣候有重要影響，大的火山爆發甚至能影響氣候的走向。例如距今約7.5萬年（~75000±900）以前，印尼蘇門答臘島的托巴（Toba）超級火山爆發，這次火山爆發達到了超大規模的8級（火山爆發指數），據估計噴發出了2800立方千米的物質。地質資料分析，火山灰的沉積范圍向西一直到印度次大陸和阿拉伯海，向東北方向直到~1500-1800公里的中國南海。

科學家估計Toba火山爆發后形成了全球長達6-10年的火山冬天，期間全球平均溫度降低超過5度，在中高緯度降溫甚至超過10度，火山專家美國羅格斯大學新伯朗士威分校Alan Robock教授的數值模擬研究表明，最大的全球降溫可能達到15度。在格陵蘭島的冰芯資料里發現了此次火山的沉降物，隨之有長達千年的低溫期（δ18O含量偏低），有研究（Ambrose, 1998; Rampino, 2002）認為此次超強火山爆發甚至改變了地球上各種生命的進程，甚至使得北半球四分之三的植物死亡，當時地球人類數量可能降低到了有史以來最低值（全球人口數降低到1萬-3萬），人類演化差點被推到了滅絕的邊緣。盡管關于此次火山對人類數目的影響依然還有爭議，但是各研究都承認此次超強火山確實對氣候造成了嚴重的影響。

火山影響氣候并不是通過火山灰，因為火山灰是比較大的顆粒，很快就會通過干和濕過程沉降，主要是通過火山噴發的二氧化硫，火山噴發的二氧化硫氣體直達平流層，在較短時間（一兩個月）即會形成硫酸氣溶膠，隨著平流層環流輸送到全球各處，由于平流層環流穩定，所以硫酸會持續更長的時間(一年以上)，通過阻擋太陽輻射，引起近地面溫度降低。

強的火山活動一般會有較為長期的影響，主要是通過進一步影響高緯度地區的冰雪面積，從而觸發冰雪反照率-輻射的正反饋機制，或者通過影響植被狀況，引起光合作用量的變化，從而形成更強和更長期的影響。

火山噴發形成的平流層硫酸鹽氣溶膠的輻射效應（圖片來源：COMET計劃）

“無夏之年”是什么現象？歷史上真正的無夏之年

歷史上的“無夏之年”特指1816年，當年全球溫度異常偏低，歐美稱其為 “無夏之年（the year without summer）”，歷史記載：

6月6日，在紐約Albany和Dennysville，依然有降雪。

7月和8月，賓夕法尼亞州西北地區湖里和河里依然有冰塊。

8月20和21日，向南到弗吉尼亞地區秋天的霜凍已經到來。

在紐約郊區的震教徒（shakers）教區，一個叫做Nicholas Bennet的人記載那年5月份，山上光禿禿的和冬天一樣，五月份每天溫度還會降到冰點以下。6月9日地面還是凍結狀態，6月12日，震教徒們不得不重新種植被霜凍的植物，7月7日依然很冷，所有作物都停止生長，8月23日，重新出現霜凍。

歐洲也差不多，寒冷使得當年作物收成基本無望，從英國、愛爾蘭、威爾士到德國，四處都是受災的難民和乞丐，食品價格飆漲，1815年一蒲式耳燕麥價格折合現在約為1.55美元，到1816年飆升到12.85美元。示威、騷亂、縱火和打劫猖獗，當年成為19世紀歐洲最差的荒年。這一災難的肇事者是1815年東南亞的坦博拉(Tambora)火山爆發，火山在東南亞造成71000多人死亡，其中11000-12000人是直接因為火山爆發造成的，其余人則是死于饑荒和疾病。而萬里之遙的歐洲，饑荒造成超過20萬死亡。

估算的1816年歐洲溫度異常，比氣候平均態低3度以上。

坦博拉火山位于印度尼西亞松巴哇島上，1815年4月5日-15日爆發達到創紀錄的VEI 7級（火山爆發指數），據記載這次火山爆發前坦博拉火山高度為4100米，火山爆發之后只剩下2850米，形成直徑達6000多米，深700米的巨大火山口，這次火山灰柱高度達到45公里（到平流層高層），大氣中火山灰隨風飄，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25厘米，到了1000公里之外還有5厘米的火山灰，火山灰完全遮蔽了天空，記載一周之后距火山幾百千米以外的瓜哇島，依然天空黑得幾乎伸手不見五指。

火山爆發的影響可達萬里之外，人們不僅可以感受得到溫度的變化，而且可以肉眼可見。當火山的硫酸鹽氣溶膠籠罩整個平流層的時候，天空的朝霞和晚霞異常漂亮，這被稱作dry fog。因為火山氣溶膠在平流層，因此不受對流層天氣的影響。英國著名風景畫家透納（Joseph Mallord William Turner）畫下了他眼中的天空，他的畫充滿著靈動，他說自己的畫作只是真實的記錄下景色的樣子，“I did not paint it to be understood, but I wished to show what such a scene was like”

以下兩幅畫一幅是有火山氣溶膠影響的（上圖），天空是橙色和紅色的，另一幅是沒有火山的正常晚霞（下圖），藍色的天空終于露出了笑臉，喜歡看晚霞的人在1816年看了整整一年的紅色天空，他們一定會萬分想念藍色。

畫作The Chichester Canal (1928)，反映了火山氣溶膠影響下的天空。

畫作The Harbor of Dieppe (1826)，正常的晚霞

（來源：中新網）

責任編輯：程雪涵