本文转自：中科院之声
编者按：看寒来暑往云卷云舒，思古往今来气候变迁，中科院之声与我国科学院大气物理研讨所联合开设“大气悟理”，为咱们介绍大气里产生的风趣故事，介绍一些与气候、气候和环境相关的常识。
2022年1月15日，坐落南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛火山（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）迸发了，我国的风云四号卫星将这一进程尽收眼底。
汤加洪阿哈阿帕伊岛火山风云四号卫星监测图（图片来历：大众号风云卫星）
此次的火山迸发直接喷出了一个小岛，现有的方式中陆地-海洋地势估量要有所更新了，气候学家们由此需求对方式进行相应的修正，以更好研讨火山与气候的联系。
那么，科学家们是从什么时分留意到火山能够改动气候的呢？
火山喷射（图片来历：piqsels.com）
历史上五次大火山喷射
其实咱们的科学家们在很早之前就开端了探究，他们更多地仍是从历史上的大型火山喷射导致的气候呼应作为研讨的要点。那么在历史上又有哪些威力巨大的火山呢？
咱们先来看看一座名叫坦博拉（Tambora）的火山。
它坐落今印度尼西亚，现已沉睡了五千年的它于1815年激烈迸发，高度从本来的4100米瞬间降为2850米，足足削减了近三分之一。它的迸发形成了1816年世界范围内的冰冷，这一年在欧洲历史上被称为“无夏之年”。从纽约到欧洲再到我国，刺骨的北风简直席卷了整个北半球，农作物颗粒无收，民众啼饥号寒，犹如“世界末日”的降临。
坦博拉火山口（图片来历：earth.com）
而坦博拉火山仅是历史上几回闻名的大火山喷射其间的一个，其他的分别是1258年印尼的萨马拉斯（Samalas）火山、1883年印尼的喀拉喀托（Krakatau）火山、1963年印尼的阿贡（Agung）火山和1991年菲律宾的皮纳图博（Pinatubo）火山。这几个火山的喷射直接导致了接下来2~5年的全球大降温，乃至触发了小冰期。
历史上闻名的五次大火山喷射（图片来历：大气科学发展AAS大众号截图）
火山的散布地带
其实火山遍及在世界遍地，学术界根据板块结构理论普遍认为火山首要散布在板块鸿沟处，首要会集在环太平洋火山带、洋脊火山带、地中海-印度尼西亚火山带、红海沿岸与东非火山带这四个地带。
世界火山和地震带散布（图片来历：mafengwo.com）
从近处来看，咱们重视的焦点都是会集于火山迸发引起的地震、海啸、火灾等等。那么，从远处来看火山迸发会带来哪些气候呼应呢？
火山迸发引起的气候呼应
前不久，一项发表于世界学术期刊《通讯-地球与环境》（Communications Earth & Environment）上的一项研讨成果，指出火山迸发引起的气候改变可能是导致我国王朝毁灭的终究且直接原因。
远在千里之外的低纬度火山又是怎么“私自”对朝代的消亡产生影响呢？它们之间是怎么完成“梦境联动”呢？
温度呼应其间的缘由能够用“阳伞效应”来解说，激烈的火山喷射把许多的气体和火山灰抛入空中进入平流层。地球大气依照温度随高度散布的特色从低到高能够分为如下几层：对流层、平流层、中间层、热层和散逸层，其间平流层坐落对流层之上，它最大的特色便是受力安稳，以平流运动为主，也便是飞机飞翔的方位地点。
平流层的这一特色使得由硫酸微滴组成的气溶胶能够在平流层中长时刻存在。火山迸发喷出的气溶胶其实是个“两面派”，它一方面会散射入射的太阳辐射，另一方面也会吸收来自地上和大气的红外辐射。可是总的效果仍是会削弱抵达地表的净辐射从而使得地上降温。
整个进程就像给地球撑了一把阳伞相同，形成全球的明显降温，而温度的下降则会影响农作物的收成，在古代我国是一个典型的农耕社会，粮食危机再加上社会危机就很简略不坚定一个国家，相当于给原本在走下坡路的国家在背面重重地推了一把。
火山迸发喷出的气溶胶对大气影响示意图（图片源自参考文献3）
根据古流体动力学数据同化产品（PHYDA）估量的火山迸发后夏日全球近地上大气温度呼应。Year 0代表迸发当年，Year+1代表迸发后第一年，以此类推。蓝色暗影代表温度下降，赤色则是温度上升。（图片源自参考文献4）
可是工作并没有咱们想的那么简略，尽管充沛的依据标明火山迸发会引起全球降温，可是详细降温的起伏和降温的持续时刻现在还议论纷纷，因为咱们对火山影响的研讨首要是根据一些气候学代用材料，例如树木年轮、冰芯、石笋、花粉记载等等，从这些记载中解读出其时火山迸发的影响受限于记载自身的精确度和剖析技能等等。全球地表温度对火山迸发后的呼应其实是十分杂乱的，会存在区域性和时节差异，例如极地和高纬度区域夏日降温会明显强于中低纬度，而大陆的部分区域地表温度在冬天会添加等等。
格陵兰冰芯（图片来历：美国天然历史博物馆）
降水呼应因为水是万物之源，许多研讨还重视火山迸发对降水的影响。大型的火山迸发在引起全球温度下降的一起会随同降水削减，干旱事情产生的频率增多。可是万事都有两面性，有研讨指出火山迸发也有可能会随同降水的增多，其间首要的“功臣”仍是那个“两面派”的气溶胶。大气中产生降雨需求两位“小帮手”：水滴和凝结核。没有凝结核，水滴只能漂浮在空中，以云的方式存在；没有水滴，凝结核就仅仅大气中的尘土。只有当水滴和凝结核一同“手拉手”，空气托不住它们的时分，天就开端下雨了。火山迸发喷出的气溶胶就充当了凝结核的效果，凝结核的增多会导致降水的增多。
相同，全球降水对火山迸发的呼应结果在区域上也存在很大的差异。有研讨指出，曩昔千年中大型火山的迸发会引起非洲热带区域、中亚和中东区域的严峻干旱，而大洋洲和南美季风区的气候会变得湿润得多。
厄尔尼诺呼应咱们的地球其实是个水球，地球表面约80%都为海洋，海洋吸收70%的太阳入射辐射，海洋尤其是热带海洋是大气运动的重要动力，并且大气中约80%的水汽都来自于海洋…… 由此可见，假如海洋产生了改变，那将是牵一发而动全身，整个地球体系都将会改变。因而火山迸发对海洋会产生怎样的影响也是十分值得咱们重视的，其间争辩最多的当属厄尔尼诺或拉尼娜事情的产生概率。
研讨此类问题咱们一般选用数值方式进行模仿或者是选用气候学代用材料来进行剖析，所得出的研讨结果也是形形色色，乃至是自相矛盾的。有些发现火山的迸发会添加厄尔尼诺事情产生的可能性，一起还会跟火山迸发前的海洋情况有关，假如在火山迸发之前，海洋处于中性或拉尼娜情况，则在火山迸发之后的第一个北半球冬天，大约81%的热带火山迸发之后都会呈现厄尔尼诺事情。别的火山迸发所在的地理方位也是影响厄尔尼诺事情的重要因素。
正终年和厄尔尼诺年赤道太平洋的情况（图片来历：unofficialnetworks.com）
臭氧呼应火山迸发的影响当然不局限于以上几个方面，它还会损坏平流层的臭氧使得紫外线辐射增强。信任咱们对臭氧的效果并不生疏，咱们平常所用的防晒霜是为了阻挠紫外线对皮肤的损害，而臭氧正是紫外线的“头号杀手”。平流层的臭氧层像个“罩子”相一起时刻刻维护着咱们免遭紫外线的损伤。可是激烈火山活动喷射的硫酸盐气溶胶和卤素（氯和溴）会添加对臭氧的损耗，其严峻程度可不亚于咱们熟知的冰箱制冷剂氟利昂的排放对臭氧的损坏。所以小伙伴要多多留意一下日常防晒哦！
臭氧层对地球的维护（图片来历：pixabay.com）
地球的气候改变关乎咱们以及子孙子子孙孙能否连续的问题，而火山作为影响地球气候的重要外部逼迫因子之一，十分值得咱们为此在这一方面不断地探究，当然火山迸发的影响是多方面的也是很杂乱的，以上仅是咱们站在气候的视点从温度、降水、海洋和臭氧这四个方面简略介绍了一下。
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来历：我国科学院大气物理研讨所
