
每当新闻中出现巨大的火山灰羽流的图片时,我的收件箱里第一个问题就是这次喷发是否会影响地球气候。事实证明,要真正改变我们星球的气候,仅仅依靠高耸于火山上空 100,000 英尺(30 公里)的火山灰柱是不够的。火山喷发影响气候最重要可能是什么因素?
首先,一些火山-气候基础知识。大规模喷发后导致地球气候变化的原因并不是火山灰。火山灰是火山玻璃,在大气中停留的时间不长,可能只有几小时到几周。真正对天气和气候产生重大影响的是喷发伴随产生的气体和气溶胶(液滴)。
罪魁祸首是硫酸。这是火山释放的二氧化硫与大气中的水反应产生的。硫酸液滴像一层面纱覆盖在地球低层大气,吸收平流层高处的热量。这会导致地表附近的温度降低——火山降温。这一过程导致了由1815年印度尼西亚坦博拉火山喷发(VEI 7事件)引起的“没有夏天的年份”。
此外,还会释放其他气体和气溶胶,如二氧化碳、水、氯、氟。然而,这些很少能像大型火山喷发释放的硫那样产生相同的气候影响(所以如果你想声称火山是现代气候变化的罪魁祸首,那就到此为止)。
大型火山喷发释放的硫磺量是惊人的。1991年菲律宾皮纳图博火山喷发向大气中喷射了2000万吨二氧化硫。上面提到的坦博拉火山喷发可能接近1亿吨。1783-84年冰岛的拉基裂缝喷发更是超过1.2亿吨。

这些火山对气候的影响大致与其释放的硫磺量成正比。皮纳图博火山喷发使全球平均大气温度下降了约零点五摄氏度,对流层(大气层底部 5-9 英里 / 8-15 公里)冷却了 4 摄氏度!坦博拉火山喷发后几年,全球平均温度下降了大约一度摄氏。这听起来不多,但考虑到这是全球平均值。想想看,要让*整个大气*冷却一度需要多大的变化!
然而,我们也经历过一些没有留下如此显著痕迹的大型喷发。1902年圣玛丽亚火山喷发(VEI 6)释放了1100万吨硫磺,但没有出现可察觉的气候异常。这大约与皮纳图博火山喷发的(元素)硫磺量相同,但却没有引起变化。
在大型喷发及其气候影响的记录中,确实出现了两种模式。一种是火山灰羽流到达的高度。如果你能将火山气溶胶倾泻到高层大气中,它们就会在那里停留更长时间,通常是几年!平流层中所有这些硫磺气溶胶都会导致对流层冷却,因此它们停留的时间越长(且数量越多),冷却就越深。
另一个重要因素是地理位置。当阿拉斯加或俄罗斯远东堪察加半岛等高纬度地区的火山喷发时,火山灰和气溶胶往往会滞留在北半球。这意味着平流层中的硫化物分布不够广泛,从太阳吸收的能量就越少,低层大气就不会那么冷。
然而,如果将同样的喷发地点放在赤道附近——比如印度尼西亚或厄瓜多尔——那么这些气溶胶就可以扩散到两个半球,导致更广泛的地表冷却。这就是为什么当我们在两个冰芯中都捕获到大气中硫的信号时,我们就知道那是一次 major 喷发……而且很可能发生在赤道附近。
这里需要记住的信息是,我们不能假定每次大型喷发都会产生相同的气候影响。岩浆中的硫磺量、火山在全球的地理位置以及喷发羽流到达大气的高度,都会影响我们是否应该预期会迎来一些凉爽的年份,还是“一切照旧”。














