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近期南太平洋汤加海域火山迸发，虽然这是本世纪迄今为止最大的火山迸发，但是与引起1816年“无夏之年”的坦博拉火山迸发比较，量级仍然间隔巨大，假如后期没有更强的迸发，此次火山迸发对全球气候的影响十分有限，不或许引起“无夏之年”。

一、汤加火山迸发

2022年1月15日12时20分左右(北京时刻)，南太平洋岛国汤加海域(20.536°S， 175.382°W)发生大规划火山迸发，卫星勘探结果标明，火山灰最高冲至约28千米高空，卫星云图上乃至可见迸发而上的蘑菇云。一时之间，全球媒体纷繁报导，国内某些营销号也敏捷跟进宣布2022年将是“无夏之年”的文章，这次火山真的会引起这么强的气候效应么？

此次火山确实在全球引起巨大的影响，在海洋和大气引起较强的冲击波，环太平洋区域均发布了海啸预警，新西兰、澳大利亚和万里之遥的日本、美国西海岸等地都观测到了显着的涨潮，万里之遥的我国、美国西部和南美洲等地都观测到了气压的小幅动摇。

汤加火山迸发后的大气动摇，GOES-17卫星红外辐射图，图片来自于Mathew Barlow

汤加火山迸发后的大气动摇， EUMETSAT卫星红外辐射图，图片来自于Mathew Barlow

受影响最严峻的首要是火山迸发当地，火山迸发引起的火积云直冲云霄，冲突引起激烈的闪电，海啸突击汤加、斐济、瓦努阿图等地，汤加海底电缆开裂，和外界的一切联络中止，整个国家在互联世界中消失。巨大爆破的动静乃至传到800公里外的斐济和2000公里外的新西兰北岛。

此次是一座海底火山迸发，坐落活泼的汤加-克马德克群岛火山弧上，曩昔100年，此处经历过屡次海底火山迸发，火山喷射使得岛屿高度屡次改变，2014年上一次火山喷射构成一个新岛，此次喷射之后，新岛从海面上消失。

二、火山迸发怎么影响气候？

火山大迸发对当地可构成毁灭性影响，例如公元79年，意大利南部那不勒斯湾东海岸维苏威火山大迸发，火山灰和火山砾瞬间淹没了富贵的庞贝城和斯塔比伊城。

火山大迸发还对地球气候有重要影响，大的火山迸发乃至能影响气候的走向。例如距今约7.5万年(~75000±900)曾经，印尼苏门答腊岛的托巴(Toba)超级火山迸发，这次火山迸发到达了超大规划的8级(火山迸发指数)，据估量喷宣布了2800立方千米的物质。地质材料剖析，火山灰的堆积规划向西一向到印度次大陆和阿拉伯海，向东北方向直到~1500-1800公里的我国南海。

科学家估量Toba火山迸发后构成了全球长达6-10年的火山冬季，期间全球均匀温度下降超越5度，在中高纬度降温乃至超越10度，火山专家美国罗格斯大学新伯朗士威分校Alan Robock教授的数值模仿研讨标明，最大的全球降温或许到达15度。在格陵兰岛的冰芯材料里发现了此次火山的沉降物，随之有长达千年的低温期(δ18O含量偏低)，有研讨(Ambrose， 1998； Rampino， 2002)以为此次超强火山迸发乃至改变了地球上各种生命的进程，乃至使得北半球四分之三的植物逝世，其时地球人类数量或许下降到了有史以来最低值(全球人口数下降到1万-3万)，人类演化差点被推到了灭绝的边际。虽然关于此次火山对人类数目的影响仍然还有争议，可是各研讨都供认此次超强火山的确对气候构成了严峻的影响。

火山影响气候并不是经过火山灰，因为火山灰是比较大的颗粒，很快就会经过干和湿进程沉降，首要是经过火山喷射的二氧化硫，火山喷射的二氧化硫气体直达平流层，在较短时刻(一两个月)即会构成硫酸气溶胶，跟着平流层环流输送到全球遍地，因为平流层环流安稳，所以硫酸会继续更长的时刻(一年以上)，经过阻挠太阳辐射，引起近地上温度下降。

强的火山活动一般会有较为长时刻的影响，首要是经过进一步影响高纬度区域的冰雪面积，然后触发冰雪反照率-辐射的正反馈机制，或许经过影响植被状况，引起光合作用量的改变，然后构成更强和更长时刻的影响。

火山喷射构成的平流层硫酸盐气溶胶的辐射效应(图片来历：COMET方案)

三、前史上实在的无夏之年

前史上的“无夏之年”特指1816年，当年全球温度反常偏低，欧美称其为 “无夏之年(the year without summer)”，前史记载：

6月6日，在纽约Albany和Dennysville，仍然有降雪。

7月和8月，宾夕法尼亚州西北区域湖里和河里仍然有冰块。

8月20和21日，向南到弗吉尼亚区域秋天的霜冻现已到来。

在纽约市郊的震教徒(shakers)教区，一个叫做Nicholas Bennet的人记载那年5月份，山上光溜溜的和冬季相同，五月份每天温度还会降到冰点以下。6月9日地上仍是冻住状况，6月12日，震教徒们不得不从头种植被霜冻的植物，7月7日仍然很冷，一切作物都中止成长，8月23日，从头呈现霜冻。

欧洲也差不多，冰冷使得当年作物收成底子无望，从英国、爱尔兰、威尔士到德国，四处都是受灾的难民和乞丐，食物价格飙涨，1815年一蒲式耳燕麦价格折合现在约为1.55美元，到1816年飙升到12.85美元。示威、骚乱、纵火和打劫猖狂，当年成为19世纪欧洲最差的歉岁。这一灾祸的肇事者是1815年东南亚的坦博拉(Tambora)火山迸发，火山在东南亚构成71000多人逝世，其间11000-12000人是直接因为火山迸发构成的，其余人则是死于饥馑和疾病。而万里之遥的欧洲，饥馑构成超越20万逝世。

预算的1816年欧洲温度反常，比气候均匀态低3度以上。

坦博拉火山坐落印度尼西亚松巴哇岛上，1815年4月5日-15日迸发到达创纪录的VEI 7级(火山迸发指数)，据记载这次火山迸发前坦博拉火山高度为4100米，火山迸发之后只剩下2850米，构成直径达6000多米，深700米的巨大火山口，这次火山灰柱高度到达45公里(到平流层高层)，大气中火山灰随风飘，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25厘米，到了1000公里之外还有5厘米的火山灰，火山灰彻底遮盖了天空，记载一周之后距火山几百千米以外的瓜哇岛，仍然天空黑得简直伸手不见五指。

火山迸发的影响可达万里之外，人们不只能够感触得到温度的改变，并且能够肉眼可见。当火山的硫酸盐气溶胶笼罩整个平流层的时分，天空的朝霞和晚霞反常美丽，这被称作dry fog。因为火山气溶胶在平流层，因而不受对流层气候的影响。英国闻名风光画家透纳(Joseph Mallord William Turner)画下了他眼中的天空，他的画充满着灵动，他说自己的画作仅仅实在的记录下风光的姿态，“I did not paint it to be understood， but I wished to show what such a scene was like”

以下两幅画一幅是有火山气溶胶影响的(上图)，天空是橙色和赤色的，另一幅是没有火山的正常晚霞(下图)，蓝色的天空总算露出了笑脸，喜爱看晚霞的人在1816年看了整整一年的赤色天空，他们一定会万分牵挂蓝色。

画作The Chichester Canal (1928)，反映了火山气溶胶影响下的天空。

画作The Harbor of Dieppe (1826)，正常的晚霞

四、让火山喷一会

火山能否对全球气候构成影响与火山迸发继续时刻、构成经济和人员丢失、动静巨细等并不直接相关，首要和火山迸发进入平流层的硫酸盐量有关。在20世纪最首要的几回火山迸发中，1963年的阿贡火山迸发约800万吨二氧化硫进入平流层，1982年迸发的埃尔奇琼火山喷射了约700万吨二氧化硫进入平流层，而1991年的Pinatubo火山迸发，有大约2000万吨二氧化硫进入平流层，这三次火山迸发都在全球温度序列里留下了印记，降温起伏分别为约-0.2°C、约-0.2°C和约-0.5°C，继续时刻为1-2年。

现在评价火山迸发强度一般用火山迸发指数(VEI)来衡量，数值越大，火山迸发越强。火山迸发指数(VEI)是依据喷射物总质量与喷射柱高度来判别，整体上和火山迸发能量共同。VEI数值每增大1，其喷射的体积增大10倍。因为火山迸发指数(VEI)并不是依据进入平流层的硫酸盐量来判别，因而并不能彻底反映其气候影响，虽然一般来说VEI数值越大，喷射进入平流层的二氧化硫越多，可是依据火山迸发方法、喷出物质、火山迸发方位、火山迸发时气候情况的不同，能进入到平流层的二氧化硫常常有巨大的不同。例如1980年5月18日美国圣海伦火山迸发，火山迸发的轰鸣声简直响彻美国1/3国土面积，这是一次VEI 5级强度的火山迸发，构成57人逝世，但是这次火山迸发进入平流层的二氧化硫量仅为约100万吨左右，其对全球气温的影响微乎其微，在全球均匀的温度序列里底子检测不出，而同是VEI 5级火山的埃尔奇琼火山则喷射了约700万吨二氧化硫进入平流层，导致全球温度下降约0.2°C。因而，以笔者判别，火山迸发要对全球均匀气温构成可观测和辨认的影响，其喷射进入平流层的二氧化硫量至少需求到达200万吨以上。

火山迸发一般会继续比较长的时刻，例如1991年Pinatubo火山从当年3月开端活泼起来，到当年6月15日发生最强的迸发，后续一向继续到1992年7月才渐渐平静下来。本次汤加的火山活动从2021年12月底开端，现在还处于活泼状况，因而后续是否还会有更大规划的迸发，还需求进一步监测。

从最新卫星监测数据来看，此次汤加邻近海域的海底火山迸发火山灰最高到达约28km，这现已到了平流层的中下层，因而评级为5级左右比较适宜，之前对进入平流层的二氧化硫的预算量为约5万吨，而依据Sentinel5P/TROPOMI的对进入平流层的二氧化硫的预算，大概有40万吨二氧化硫进入平流层，整体而言，这一数值间隔能够对全球气候有所影响，还有十分大的间隔，因而，假如这个火山后期没有更大规划的喷射，咱们能够判别，此次火山活动暂无或许影响全球温度。

值得注意的是，大规划火山迸发的气候影响不只仅局限于全球温度，也会对热带海温散布(ENSO)状况有所影响，还或许经过遥相关发生其他的环流影响，这还需求进一步深化的评价。