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火山噴發后,氣候會變暖還是變冷?

媒體:科學大院  作者:王素
專業號:碳匯資訊 2020/6/11 6:30:56

火山噴發后,氣候會變暖還是變冷?

為了回答標題里的問題,大院er進行了縝密(并不)的推理?;鹕絿姲l,一定有巖漿,巖漿是滾燙滾燙的,所以火山噴發后氣候會變暖。

然而……

火山噴發遏制全球變暖?

我們知道,火山爆發可以向平流層注入SO2和火山灰,在平流層臭氧的氧化下,它們迅速轉化為硫酸鹽氣溶膠。由于在這一層幾乎沒有天氣變化,火山灰很難被消除,它們就會通過散射太陽輻射長時間擾亂全球氣候,導致全球表面冷卻(俗稱陽傘效應)。

而由于海洋巨大的熱容量,這一過程總會延遲,可能在噴發后持續兩到三年?;鹕絿姲l越劇烈,這一效應就表現得越明顯。1815年,印尼坦博拉火山噴發出的火山灰及二氧化硫導致翌年全球氣溫下降了 0.4℃至 0.7℃,在這個漫長的“無夏之年”,盛夏依然“寒如冬“。

坦博拉火山噴發及1816年的夏天(圖片來源:新浪網(上),百度百科(下))

那么一場足夠大的火山噴發能使全球變暖的速度慢下來么?

很遺憾,根據模擬結果,歷史上的火山噴發并不能抵消未來排放情景下人為溫室氣體引起的長期全球變暖趨勢?;鹕奖l噴出的氯化氫可以與大氣層中的臭氧發生反應,消耗臭氧層,噴發的CO2卻是性質穩定,可以長時間停留在大氣中。所以,火山對氣候的影響在前期表現為降溫,長期來看甚至可能反過來加速全球變暖。

火山爆發會影響海水溫度嗎?

2017年,法國巴黎大學的科學家在《自然·通訊》上發表研究稱,熱帶地區大規?;鹕奖l可導致厄爾尼諾事件(中、東赤道太平洋地區海溫大范圍異常升高)發生。

他們分析了1882年后海表溫度數據,發現五次火山大爆發后有四次均發生了類似厄爾尼諾事件的現象,包括1902年圣地亞古多、1963年的阿貢、1982年埃爾奇肯和1991年皮納圖博的火山爆發。

當大型火山爆發時,火山氣溶膠的制冷效應會造成整個熱帶地區低層顯著降溫,而熱帶非洲地區的致冷效應會削弱西非地區的季風(由于海陸熱力差異而形成),并驅動太平洋西部近赤道地區的西風產生異常波動。通過太平洋地區大氣—海洋交互作用被放大,從而促進類似厄爾尼諾事件的發生。

進一步研究發現,與這些大型熱帶火山爆發后的前三年全球冷卻趨勢相反,在火山爆發后的第一個冬季,全球出現了明顯的變冷停滯——平均地表溫度出現了0.1 K的反彈,導致了厄爾尼諾現象和由極地渦旋增強引起的歐亞大陸變暖。當冬季到來時,由于強下沉空氣遇到山脈或山地地形受阻,停止大氣環流而就地旋轉,形成氣旋,吸入冷空氣形成一股很強的圍繞極地旋轉的西向環流,稱為“極地渦旋”。

如果你懷疑這一切只是巧合,科學家基于過去的一千年的資料,發現大約81%的熱帶火山爆發都伴隨著類似厄爾尼諾現象的海面溫度(海表溫度)異常升高。

今年的火山噴發會引起厄爾尼諾現象么?

2020年1月12日,菲律賓“第二大活火山“塔爾火山(Taal Volcano)在下午13時左右突然開始發怒,噴涌而出的火山灰高達10公里~15公里,哪怕是運行于3萬多公里之外的地球靜止衛星也能察覺。(其實,火山灰一上天,干旱地區的降水還會增多哦~戳《火山一爆發,干旱地區就下雨?》查看)

(圖片來源:新華社衛星新聞實驗室)

截至1月24日,已經有超過58萬人受災。塔爾火山所在的塔爾火山島都被厚厚的火山灰覆蓋,一片 “無人島“的景象。

被火山灰所覆蓋的塔爾火山島(圖片來源:騰訊網)

為了預測這次火山噴發對氣候的影響,來自中山大學的劉飛教授及合作者將其與歷史上著名的熱帶極強火山噴發事件做了對比,認為目前塔爾噴發的SO2比它們少了2個量級,火山噴發指數(VEI,指數每增加1級表示火山爆發威力增大10倍)目前認定為3,所以暫時稱不上是一次強的火山噴發(VEI≥4)。

但是塔爾還在繼續“活躍”著,活動周期將持續數年或數月??紤]到2019年~2020年的冬季不是一次強厄爾尼諾現象,基于模式結果他們預計,如果塔爾火山持續噴發的大小或任何其他熱帶火山噴發達到臨界水平VEI大于3,有83%的概率類厄爾尼諾增暖將發生在2020年~2021年的冬季,增暖歐亞大陸。

塔爾火山噴發 (圖片來源:央視)

同時,他們承認用模式預測火山爆發對厄爾尼諾現象的影響存在很多不確定性:模式對延遲影響的模擬能力有限,厄爾尼諾的出現還受到很多機制的影響,容易混雜。如果海洋在火山爆發前已經處于厄爾尼諾高峰階段,模式很難復制厄爾尼諾現象。同時,火山的強度對預測的準確度也至關重要。

劉飛教授強調,目前塔爾火山還在活躍中,最終塔爾火山噴發對氣候的影響將取決于噴發的規模,尤其是噴發到平流層形成火山氣溶膠的二氧化硫的數量,他們將持續關注。(劉飛教授等的研究作為新聞觀點文章發表在《大氣科學進展》,并登上2020年第七期封面。)

火山噴發,離我們有多遠?

每年噴發的火山絕不止我們在新聞中見到的那些,比如2020年,印度尼西亞日惹特區默拉皮火山,日本鹿兒島市的櫻島火山,墨西哥波波卡特佩特火山等都有爆發。在剛剛過去的2019年,在全球范圍內共有81座火山發生不同程度的噴發。有的火山深藏海底,暫時沒有顯現,有的幾乎每天都有火山活動;而有的火山從開始噴發到結束僅僅持續短短幾周甚至幾天。塔爾火山就屬于后者,它們往往破壞力更大,更危機四伏。

全球2019年噴發的活動火山分布圖(圖片來源:王佳龍)

可能有人會想,雖然研究火山噴發對于預測以及應對未來的氣候變化具有指導意義,但中國境內很少有火山噴發的事件,這似乎都是“別人的故事”呀。

中國上一次火山噴發,有據可查的是1951年新疆的阿什庫勒火山,而那次噴發火勢太小,又處在無人區,要不是因為修建新疆南部通往西藏的公路,恰好有修路工人看見冒煙,可能永遠不會有人知道。

(圖片來源:veer圖庫)

然而,中國其實是一個多火山國家,境內包含了1000余座火山在“沉睡“。目前尚有6處活火山受到監測,它們是:長白山天池火山、長白山龍崗火山、騰沖火山、五大連池火山、鏡泊湖火山和海南瓊北火山。

所以,火山噴發距離我們可能沒有你想得那么遙遠,我們對于火山的研究也將繼續開展。

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