火山爆发是一种自然现象,具有持续时间短、强度大、破坏力强的特点。具体来讲,火山喷发时会将大量的火山灰源源不断地输送到大气中,输送高度可达几千米,最终抵达平流层(地表上空10千米至50千米高度)的火山灰经过化学反应后形成硫酸盐气溶胶,这些气溶胶可在平流层中停留1~2年,通过阻挡太阳辐射使地表冷却。
除了使地表降温,火山爆发对气候的直接影响还包括使蒸发减弱、全球平均降水减少等,其中降水减少的现象在热带和季风区最为明显。最近,中国科学院大气物理研究所周天军研究员团队通过对多套长时间尺度的重建资料、高分辨率的观测资料以及气候模式模拟结果的分析,指出不同纬度火山爆发会对全球季风降水产生不同的影响。
他们首先基于过去一千年的重建资料(使用树木年轮、冰芯等资料估计历史上的冷暖、干湿情况)分析了不同纬度(位于北半球、热带、南半球)的火山爆发后次年夏季季风降水的变化,他们选取的火山爆发个例均是过去一千年中具有代表性的强火山爆发,且在纬度上具有明显区别。以热带火山爆发为例,他们选取了过去2000年中最具有毁灭性的印度尼西亚1257年撒玛拉斯火山爆发,这次火山喷发严重影响了全球气候,导致之后出现了小冰期,即距离现在最近的较冷时段。此外,他们还选取了著名的1815年坦博拉火山爆发进行研究。结果表明这两次热带火山爆发后第二年全球季风区降水均减少,亚洲和非洲季风区降水的减少最明显,夏季平均降水减少了2毫米/天。
那么是否所有的火山爆发都会使全球季风降水减少呢?研究者进一步选取了具有代表性的北半球高纬度火山爆发事件,1783年位于冰岛南部的拉基火山爆发是历史上强度较大的一次火山爆发。研究发现相较于没有火山爆发的年份,该次火山爆发后的第二年,北半球季风区(如东亚、南亚、北非和北美季风区)降水在北半球暖季(5月至9月)减少,而南半球季风区(如澳大利亚、南非、南美季风区)降水在南半球暖季(11月至次年3月)增多。这一现象表明不是所有的火山爆发都会使季风降水减少,火山爆发的不同纬度会对降水产生不同的影响,具体来说,位于一个半球的火山爆发会产生跨半球的气候影响。
那么,是否南半球的火山爆发会使北半球季风降水增加呢?学者们又选取了南半球的火山爆发,1452年位于澳大利亚的库瓦火山爆发也曾导致全球出现严寒气候,其能量相当于200万颗广岛原子弹。各类资料的分析结果表明该次火山爆发后南半球季风区降水减少,而北半球季风区降水增多。这一结果证实了不同纬度的火山爆发会对季风降水产生不同影响的结论,我们可以确信南北半球高纬度的火山爆发会产生跨半球的不同气候影响。
为了使结论更具有说服力,研究人员进一步搜集了多套中国过去一千年的降水重建资料,发现北半球火山爆发后中国东部季风区降水明显减少,南半球火山爆发后该地区降水显著增多。这表明不同位置的火山爆发会引起中国季风区降水截然相反的变化。经过统计分析,周天军研究员团队发现,北半球火山爆发后北半球季风区降水减少8%,南半球季风区降水增加4%,热带火山爆发后全球季风区降水均减少4%。
(《北京日报》8.28 左萌)

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