北京時間2022年1月15日11時左右，南太平洋(601099)島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山劇烈噴發，火山灰已經達到了30千米的高度，進入平流層。湯加火山噴發將對全球氣候產生何種影響？
在接受新京報記者采訪時，中國科學院大氣物理研究所左萌博士表示，到目前為止，本次火山噴發的二氧化硫氣體質量為0.4Tg（Tg為百萬噸，即40萬噸）。基于氣候模式的結果，后續如果火山噴發的二氧化硫氣體質量達到1Tg，全球平均溫度預計下降0.01攝氏度，不會對全球氣溫造成顯著影響。
火山噴發二氧化硫40萬噸，后續強度待觀察
左萌專門從事火山噴發對氣候變化的研究。據她介紹，洪阿哈阿帕伊島海底火山是湯加-克馬德克群島火山弧的一部分，火山活動十分活躍。這座火山隱藏在海底的部分高約1800米，寬約20公里。1月15日劇烈噴發之前，火山曾在2021年12月20日上午噴發過一次，當時火山灰達到16千米的高度。
此次火山噴發有多強？左萌說，據已有數據估計，這次海底火山噴發的強度可能會達到VEI5級。
VEI指數即火山爆發指數，是1982年由火山學家提出的以噴出物體積、火山灰超過峰頂或進入大氣的高度以及噴發的類型等因素來衡量火山爆發強烈程度的指標。其中非爆炸性噴發的火山VEI為0，爆炸性噴發的火山VEI從1到8，每增加1級，其釋放的能量就增加10倍，噴發周期也相應延長。
目前已有的證據表明，湯加火山噴發后火山灰超過25千米以上，達到VEI5級左右。而二氧化硫氣體觀測表明，目前噴發釋放的二氧化硫氣體質量達到了0.4Tg，遠小于1991年皮納圖博火山的20Tg。
“但由于此次火山噴發還在持續過程中，可能會累積更多的釋放量，因此還需根據更多的資料確定此次火山噴發的強度等級。”
單一火山噴發事件，不足以改變全球長期增溫趨勢
火山噴發除了觸發海嘯，酸雨，影響航空交通等之外，還會對全球氣候造成影響。
左萌解釋稱，火山噴發時會將大量的火山灰源源不斷地輸送到大氣中，輸送高度可達幾千米，最終抵達平流層（地表上空10千米至50千米高度）的火山灰經過化學反應后形成硫酸鹽氣溶膠，并迅速擴散。
這些氣溶膠可在平流層中停留1-2年，通過阻擋太陽輻射，產生“陽傘效應”，使地表冷卻，進而使蒸發減弱、全球平均降水減少，其中降水減少的現象在熱帶和季風區最為明顯。除此之外，火山噴發也會影響熱帶太平洋海溫以及北極地區極地渦旋的變化等。
歷史上，1815年印度尼西亞Tambora火山爆發，造成了著名的“無夏之年”，歐洲局地降溫達到2攝氏度以上，亞洲1815年平均溫度降低約0.7攝氏度。最近一次大型火山噴發為1991年Pinatubo火山，其造成了之后兩年的全球氣候異常，全球陸地平均溫度下降約0.5攝氏度。
此次火山爆發會造成氣溫降低嗎？“陽傘”效應能否抵消全球增暖趨勢呢？左萌說，單一火山事件的噴發，其直接氣候影響的時間一般持續1-2年，在短期內使溫度降低，造成冷暖振蕩，隨著氣溶膠的消散溫度會逐漸恢復，因此不足以改變全球的長期增溫趨勢。
目前噴發強度再增一倍，也不會對全球氣溫造成顯著影響
左萌表示，超級計算機上進行的數值模擬研究表明，熱帶火山噴發后火山氣溶膠會擴散到南北半球，而南半球的火山噴發產生的硫酸鹽氣溶膠主要局限在南半球，湯加火山位于南緯20度，因此預計對南半球的溫度影響較大，對北半球溫度的影響幅度較小。
但除了對溫度的直接影響外，火山噴發也會通過調整大氣環流進而影響全球氣候。研究發現，南半球的火山噴發可以通過改變南北半球的溫度梯度，進而改變越赤道氣流，導致北半球季風區的降水增加，同時使得南半球的季風降水減少。
她說，此前大部分大型火山噴發分布在熱帶或者北半球高緯度地區。從過去2500年的時間尺度來看，南半球的火山噴發次數也偏少，且強度偏弱。
由于此前尚無類似的南半球火山噴發，因此湯加火山噴發從氣候歷史記錄中難以找到準確的參照物，但氣候模擬為科研人員提供了參考的基礎。
到目前為止，本次火山噴發的二氧化硫氣體質量為0.4Tg，但尚未平息。科研人員基于氣候模擬中溫度對南半球火山噴發的響應結果進行初步估算，將其強度類比至1Tg，可近似得到強度為1Tg的南半球火山噴發對全球溫度的影響。
“氣候模式里有南半球火山的影響，但強度不是1Tg，比如是20Tg，我們把這些南半球火山對溫度的影響計算出來，然后除以20，就可以近似得到1Tg南半球火山的影響。”她說。
科研人員發現，氣候模擬中強度為1Tg的南半球火山噴發后，次年全球平均溫度會下降約0.01攝氏度，澳大利亞、南美洲南部和非洲南部局地降溫可達0.02攝氏度，我國東南部地區降溫約0.01攝氏度，西部約0.02攝氏度。
“這表明，如果本次火山噴發的二氧化硫氣體質量為1Tg，則不會對全球氣溫造成顯著影響。由于其噴發尚未平息，最終氣候影響還有待觀察火山的后續活動狀況。”
新京報記者 張璐
編輯 樊一婧 校對 吳興發
