南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島于當(dāng)?shù)貢r間1月14日、15日連續(xù)兩天發(fā)生劇烈火山噴發(fā)，引發(fā)海嘯。由于通訊和網(wǎng)絡(luò)中斷，湯加仍處于近乎“失聯(lián)”狀態(tài)，傷亡情況不明。

火山噴發(fā)引發(fā)的海嘯波及環(huán)太平洋多國，日本、美國、加拿大、新西蘭、斐濟(jì)、薩摩亞、瓦努阿圖、澳大利亞和智利均發(fā)布海嘯預(yù)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(fā)引發(fā)全球關(guān)注，它產(chǎn)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(fā)是否會對全球氣溫造成影響？

噴發(fā)威力堪比千枚廣島原子彈？

根據(jù)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(shí)際上都是在水下發(fā)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(jīng)常發(fā)生噴發(fā)，2009年噴發(fā)之后“浮出水面”，形成了一個新的島嶼，之后火山活動持續(xù)活躍。奧克蘭大學(xué)火山學(xué)家肖恩·克羅寧（Shane Cronin）教授對英國廣播公司（BBC）表示，此次噴發(fā)是過去30年來湯加最大的一次火山噴發(fā)。

火山科學(xué)家安德魯斯（Robin George Andrews）對半島電視臺表示，火山噴發(fā)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(fā)，大約“千年一遇”。

為何此次海底火山噴發(fā)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(dāng)巖漿快速噴發(fā)進(jìn)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(xué)爆炸。極端猛烈的爆炸將巖漿撕裂，暴露在水中，爆炸便重復(fù)發(fā)生，最終噴射出火山顆粒，發(fā)生超音速爆炸。

“洪阿哈阿帕伊火山噴發(fā)產(chǎn)生的爆炸能量可能相當(dāng)于1000枚廣島原子彈的威力。” 澳大利亞國立大學(xué)副校長布賴恩·施密特和同校的地球科學(xué)研究院名譽(yù)教授理查德·阿庫盧斯在《悉尼先驅(qū)晨報》上撰文指出，這次噴發(fā)產(chǎn)生的能量已經(jīng)達(dá)到核彈的級別，但需要參考更多數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測算。

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

對于洪阿哈阿帕伊火山是否會再次大噴發(fā)，美國火山學(xué)家菲尼克斯（Jess Phoenix）在接受美媒采訪時預(yù)測，火山的噴發(fā)活動可能會持續(xù)數(shù)周或數(shù)月。另有專家指出，事發(fā)地火山口已蘇醒，噴發(fā)活躍期可持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)年，但尚不清楚目前是否已達(dá)噴發(fā)峰值。

火山噴發(fā)會導(dǎo)致全球氣溫變化嗎？

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

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）網(wǎng)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(fā)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(fā)僅在9小時內(nèi)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(chǎn)生約350億噸的二氧化碳排放。

火山噴發(fā)在釋放二氧化碳的同時，短期內(nèi)產(chǎn)生的含硫氣體易于與水發(fā)生反應(yīng)，形成一種被稱為硫酸鹽的高反射粒子，數(shù)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(yīng)。不過，產(chǎn)生的影響大小取決于火山噴發(fā)的規(guī)模。

1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，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(dǎo)致全球氣溫暫時下降0.5攝氏度。

據(jù)美媒福布斯網(wǎng)站報道，湯加洪阿哈阿帕伊火山此次噴發(fā)的早期數(shù)據(jù)表明，其二氧化硫總排放量約為皮納圖博火山當(dāng)年噴發(fā)的1%至2%，幾乎小了一個數(shù)量級，這樣的噴發(fā)規(guī)模無法對氣候變化產(chǎn)生任何有意義的影響。

據(jù)《紐約時報》16日報道，15日的“火山爆發(fā)強(qiáng)度指數(shù)”（V.E.I）尚未完成估算，肖恩·克羅寧估測，此次湯加火山噴發(fā)的V.E.I.可能達(dá)到5級。如果指數(shù)達(dá)到6級或更高，其噴發(fā)的大量氣體和粒子將對氣候產(chǎn)生冷卻作用，或?qū)⒊掷m(xù)數(shù)年。

另一方面，氣候?qū)嶋H上對火山噴發(fā)也有很大的影響。英國劍橋大學(xué)地球物理學(xué)家奧布里（Thomas Aubry）帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)去年8月在《自然—通訊》發(fā)表研究報告稱，溫室氣體的增加將有助于大型火山噴發(fā)產(chǎn)生的羽流噴射得更高、傳播得更快、反射更多陽光，導(dǎo)致更加突然和極端的降溫。

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湯加火山“史詩級”爆發(fā)，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(xù)多日的噴發(fā)引發(fā)了數(shù)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(wèi)星也拍攝到了這次堪稱“史詩級”噴發(fā)的畫面——

視頻來源：央視網(wǎng)

專家警告說，目前湯加的情況仍很危險。噴發(fā)活躍期可能持續(xù)數(shù)周，火山結(jié)構(gòu)崩塌或引發(fā)進(jìn)一步的海嘯。

作為近30年來最強(qiáng)的火山爆發(fā)事件之一，湯加火山爆發(fā)是否會影響全球氣候頗受外界關(guān)注。不過，能源專家認(rèn)為，此次火山爆發(fā)規(guī)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(fā)。其中，15日的猛烈噴發(fā)持續(xù)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(fā)引起的海嘯讓首都努庫阿洛法部分地區(qū)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(xué)火山學(xué)家沙恩·克羅寧說，火山爆發(fā)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(diǎn)像“月球表面”。

受厚厚的火山灰和煙霧影響，當(dāng)?shù)毓┧赡茉馕廴荆?yīng)成為關(guān)鍵。援助機(jī)構(gòu)表示，當(dāng)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(jīng)中國駐湯加大使館初步核實(shí)，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(qū)仍然處于隔絕狀態(tài)。預(yù)計(jì)需要兩周時間恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通信。太平洋國家和援助機(jī)構(gòu)17日已開始協(xié)調(diào)湯加救災(zāi)工作。

新西蘭總理阿德恩16日透露，湯加當(dāng)?shù)氐氖謾C(jī)可以正常工作，但她無法聯(lián)系到湯加總理。另據(jù)新西蘭太平洋事務(wù)部長，湯加總領(lǐng)事已確認(rèn)湯加王室安全。

海嘯還波及環(huán)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(guī)模火山噴發(fā)

但暫不會造成全球氣溫下降

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

新西蘭奧塔哥大學(xué)火山學(xué)家馬克·布倫納稱，15日的噴發(fā)釋放了儲存在淺層巖漿系統(tǒng)中的大量能量。類似規(guī)模的火山噴發(fā)不太可能再發(fā)生。

“但是，隨著火山結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，有可能發(fā)生進(jìn)一步的崩塌，從而引發(fā)海嘯。這種影響可能會持續(xù)很長時間，這取決于多少火山灰落到了陸地上。”

克羅寧也認(rèn)為，事發(fā)地火山口已蘇醒，噴發(fā)活躍期可持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)年，尚不清楚目前是否已達(dá)噴發(fā)的峰值。

澳大利亞氣象局高級氣象學(xué)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(fā)生變化。她強(qiáng)調(diào)，火山在水下噴發(fā)更難預(yù)測。

多年來，科學(xué)家們一直在研究大型火山爆發(fā)對全球氣候可能產(chǎn)生的直接和長遠(yuǎn)影響。湯加火山爆發(fā)后，一時之間，全球媒體紛紛報道，國內(nèi)某些營銷號也迅速跟進(jìn)發(fā)出2022年將是“無夏之年”的文章，這次火山真的會引起這么強(qiáng)的氣候效應(yīng)么？此次火山噴發(fā)會對全球氣候造成顯著影響嗎？

此次火山確實(shí)在全球引起巨大的影響，在海洋和大氣引起較強(qiáng)的沖擊波，環(huán)太平洋地區(qū)均發(fā)布了海嘯預(yù)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(wǎng)站援引能源領(lǐng)域?qū)＜也继m登·亞歷山大的話稱，湯加火山噴發(fā)的早期數(shù)據(jù)表明，它的規(guī)模太小，不足以對氣候變化產(chǎn)生任何有意義的影響。

亞歷山大認(rèn)為，1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，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(fā)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(fā)二氧化硫的總排放量大約是皮納圖博的1%到2%，這個數(shù)量級太小，幾乎無法對氣候產(chǎn)生任何可測量的影響。

當(dāng)?shù)貢r間1月15日，在湯加發(fā)生海底火山噴發(fā)后，美國國家氣象局發(fā)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(fā)布海嘯警報后，沖浪者在加州海邊沖浪。

當(dāng)?shù)貢r間1月15日，在湯加發(fā)生海底火山噴發(fā)后，美國國家氣象局發(fā)布了針對美國整個西海岸的海嘯警報。

而美國羅格斯大學(xué)環(huán)境科學(xué)系教授艾倫·羅博克也認(rèn)為，冷卻地球所需的二氧化硫需要“巨大的體量”。他認(rèn)為，“火山爆發(fā)需要將至少數(shù)百萬噸二氧化硫噴入平流層，才會對全球氣候產(chǎn)生影響。”

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

【火山小檔案】

據(jù)澳大利亞國立大學(xué)名譽(yù)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(fā)，而且“在過去15年里相當(dāng)活躍”。

據(jù)美國地質(zhì)勘探局網(wǎng)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(fā)過，許多位于環(huán)太平洋沿岸。

另據(jù)英國倫敦地質(zhì)學(xué)會估計(jì)，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(fā)如何影響氣候？

火山大爆發(fā)對當(dāng)?shù)乜稍斐蓺缧杂绊懀绻?9年，意大利南部那不勒斯灣東海岸維蘇威火山大爆發(fā)，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(fā)還對地球氣候有重要影響，大的火山爆發(fā)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(fā)，這次火山爆發(fā)達(dá)到了超大規(guī)模的8級（火山爆發(fā)指數(shù)），據(jù)估計(jì)噴發(fā)出了2800立方千米的物質(zhì)。地質(zhì)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(xué)家估計(jì)Toba火山爆發(fā)后形成了全球長達(dá)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(xué)新伯朗士威分校Alan Robock教授的數(shù)值模擬研究表明，最大的全球降溫可能達(dá)到15度。在格陵蘭島的冰芯資料里發(fā)現(xiàn)了此次火山的沉降物，隨之有長達(dá)千年的低溫期（δ18O含量偏低），有研究（Ambrose, 1998; Rampino, 2002）認(rèn)為此次超強(qiáng)火山爆發(fā)甚至改變了地球上各種生命的進(jìn)程，甚至使得北半球四分之三的植物死亡，當(dāng)時地球人類數(shù)量可能降低到了有史以來最低值（全球人口數(shù)降低到1萬-3萬），人類演化差點(diǎn)被推到了滅絕的邊緣。盡管關(guān)于此次火山對人類數(shù)目的影響依然還有爭議，但是各研究都承認(rèn)此次超強(qiáng)火山確實(shí)對氣候造成了嚴(yán)重的影響。

火山影響氣候并不是通過火山灰，因?yàn)榛鹕交沂潜容^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(fā)的二氧化硫，火山噴發(fā)的二氧化硫氣體直達(dá)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(huán)流輸送到全球各處，由于平流層環(huán)流穩(wěn)定，所以硫酸會持續(xù)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(qiáng)的火山活動一般會有較為長期的影響，主要是通過進(jìn)一步影響高緯度地區(qū)的冰雪面積，從而觸發(fā)冰雪反照率-輻射的正反饋機(jī)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(qiáng)和更長期的影響。

火山噴發(fā)形成的平流層硫酸鹽氣溶膠的輻射效應(yīng)（圖片來源：COMET計(jì)劃）

“無夏之年”是什么現(xiàn)象？歷史上真正的無夏之年

歷史上的“無夏之年”特指1816年，當(dāng)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(qū)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(qū)秋天的霜凍已經(jīng)到來。

在紐約郊區(qū)的震教徒（shakers）教區(qū)，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(diǎn)以下。6月9日地面還是凍結(jié)狀態(tài)，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(xiàn)霜凍。

歐洲也差不多，寒冷使得當(dāng)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(zāi)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(xiàn)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(dāng)年成為19世紀(jì)歐洲最差的荒年。這一災(zāi)難的肇事者是1815年東南亞的坦博拉(Tambora)火山爆發(fā)，火山在東南亞造成71000多人死亡，其中11000-12000人是直接因?yàn)榛鹕奖l(fā)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(tài)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(fā)達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的VEI 7級（火山爆發(fā)指數(shù)），據(jù)記載這次火山爆發(fā)前坦博拉火山高度為4100米，火山爆發(fā)之后只剩下2850米，形成直徑達(dá)6000多米，深700米的巨大火山口，這次火山灰柱高度達(dá)到45公里（到平流層高層），大氣中火山灰隨風(fēng)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(fā)的影響可達(dá)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(dāng)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?yàn)榛鹕綒馊苣z在平流層，因此不受對流層天氣的影響。英國著名風(fēng)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(shí)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(lán)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(lán)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(wǎng)）

責(zé)任編輯：程雪涵