火山喷发对全球气候有何影响？中科院科研人员给出答案

今年1月南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山的剧烈喷发，引起了公众的关注，“火山喷发带来无夏之年”“全球气温下降”等各种说法也扩散开来。 那么，这次汤加火山喷发到底会给全球气候带来什么影响？南半球的火山喷发对北半球的气候影响大吗？近日，中国科学院大气物理研究所周天军研究团队，从类比历史上大型火山喷发的角度，对上述问题进行估算并给出了定量预测，相关研究成果发表在《大气科学进展》杂志上。这里我们约请研究者来介绍一下相关的科学问题。

火山喷发为什么会影响气候

火山喷发会将大量的火山灰、二氧化硫和硫化氢这些气体输送到大气中，但是火山喷发影响气候并不是通过火山灰，因为火山灰是比较大的颗粒，这些矿物颗粒物质会在火山喷发点周围逐渐沉降。真正影响气候的是含硫气体，火山喷发会将含硫气体喷入平流层，这些酸性气体被氧化成硫酸盐气溶胶，随大气环流在全球范围进行扩散，基本上几个月之内就会在全球范围内扩散均匀。在平流层生命周期可达数年，通过阻挡太阳辐射，产生一个“阳伞效应”，帮助地球将更多的阳光反射出去，使地表冷却。

需要注意的是，这个因果关系若成立，还必须考虑一个重要因素——“量级”。火山喷发能否影响气候和进入平流层的硫酸盐量有关。自1950年以来有3次大规模低纬度火山喷发，1963年阿贡火山喷发约800万吨二氧化硫进入平流层，1982年埃尔奇琼火山喷发约700万吨二氧化硫进入平流层，而1991年皮纳图博火山喷发，约2000万吨二氧化硫进入平流层，这三次火山喷发均造成了之后1-2年的全球气候异常。

除了带来全球温度降低，火山喷发还能够给全球很多地区带来显著的降雨变化。在历史上，多次高强度大范围干旱事件均与火山喷发存在联系。火山喷发后，由于地表温度降低，造成水汽减少，因此从全球平均来看，降雨是减少的。研究表明，包括亚澳季风区、美洲季风区和非洲季风区在内的全球季风区，在火山喷发后的1-2年之内，都会产生不同程度的降水减少，中国东部、北部以及印度北部的干旱事件增多。

目前评估火山喷发强度一般用火山喷发指数（VEI）来衡量，共分0-8级，数值越大，火山喷发越强。

全球降温程度与火山喷发强度成正比

强火山喷发会对地球气候、生态系统和生物多样性构成威胁。地球历史上发生过多次生物大灭绝，比如2亿年前的三叠纪-侏罗纪之交大灭绝、6500万年前的恐龙灭绝等，火山喷发可能是导致生物大灭绝的一个重要因素。大规模的火山喷发可能引起大环境气候变化，或者释放出有毒物质污染了水源，导致大量生物灭绝。