汤加火山爆发后的气候异常现象解析
汤加火山爆发后的气候异常现象解析
2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生了一场震惊世界的猛烈喷发。这次喷发不仅规模空前，其释放的能量更是相当于58000个奥林匹克游泳池的水蒸气，喷发高度超过25公里，形成的庞大蘑菇云被多颗卫星清晰捕捉。
这场火山爆发不仅引发了广泛的海啸，波及整个太平洋沿岸地区，更令人关注的是，它对全球气候系统产生了深远影响。最新研究表明，这次火山喷发导致北极地区出现显著增温，局部地区甚至升高3度以上，这一发现揭示了火山活动对全球气候变化具有不可忽视的作用。
火山喷发如何影响气候？
火山喷发对气候的影响主要通过释放的二氧化硫和水汽实现。二氧化硫在平流层形成硫酸气溶胶，反射太阳辐射导致地表降温；水汽则可能加剧温室效应。
大型火山喷发向大气层高层（平流层）喷射二氧化硫气体，经与水反应，形成硫酸液滴组成的云，而影响气候。这些云将太阳光反射回太空，阻止其能量到达地球表面，使地表降温，同时也使低层大气降温。这些高层大气的硫酸云也在局地从太阳、地球和低层大气吸收能量，使高层大气升温。在地表降温方面，例如1991年菲律宾的皮纳图博火山喷发，向平流层射入约2000万吨二氧化硫，将地球降温约0.5℃并长达一年。
汤加火山喷发对北极气候的影响
最新研究显示，汤加火山喷发对北极气候产生了显著影响，导致北极地区出现异常增温，部分地区升温超过3度。这种影响可能与火山喷发释放的水汽有关。
2023年，北极地区虽然增温放缓，但仍经历了1979年以来最暖的夏天。北极地区年均气温为-9.19℃，较常年高0.97℃；春、夏、秋、冬四个季节的平均气温为-12.74℃、4.52℃、-7.09℃和-21.14℃，其中秋冬季节严重偏暖；按照区域来看，环北冰洋大陆地区特别是加拿大北部、巴伦支海-喀拉海沿岸，2023年偏暖幅度达到2.0℃以上。值得注意的是，2023年加拿大北部地区异常高温少雨，导致严重干旱，诱发了持续5个月的野火，造成巨大损失；6月26日，格陵兰冰盖最高点气温达到0.39℃，超过了零点，造成冰盖大面积融化。
全球气候的异常现象
火山喷发后的气候响应存在区域差异，如长江流域降水增加，而华北、东北等地降水响应不一致。频繁的强火山爆发、火山叠加太阳活动极小期、气候系统内部变率叠加火山的作用都会导致北半球季风区和中国东部的年代际干旱事件。
研究团队总结前人基于树轮重建的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）过去千年变化情况后发现，当热带重大火山喷发后会出现El Niño事件，并在随后迅速衰退为La Niña，期间引起了异常的西北太平洋反气旋，并将水汽输送到长江流域；然而，热带太平洋中部的珊瑚δ18O记录则表明，重大火山喷发并不会引起显著的El Niño事件，表明重建资料间存在差异性。频繁的重大火山喷发可以通过触发北极海冰扩张过程、海气相互作用及海洋内动力过程的变化进而影响大西洋多年代际振荡（AMO）位相变化。ENSO和AMO对火山的响应会进一步影响区域气候响应的差异，这可能会造成重建‒模拟资料的分歧。
结语
汤加火山喷发对全球气候的影响仍在持续，其复杂性远超想象。未来的研究需要加强在火山影响下气候系统内部变率对水文气候的影响过程、天气‒季节内尺度变率变化以及气候突变等方面的深入理解，这依赖于火山外强迫重建的改进、平流层化学‒气溶胶‒气候模式的发展、重大火山气候效应的更全面揭示。