不同纬度的火山喷发对气候影响不同
通过我们的研究发现 ， 历史上火山喷发的强度、位置因素 ， 分别会对影响气候起到很关键的作用 。 具体表现如下：
研究人员发现 ， 不同纬度的火山喷发会对气候造成不同的影响 。 研究人员基于目前可公开获取的重建降水记录、多套观测资料以及气候模式模拟试验 ， 揭示出南、北火山喷发会导致位于同一半球的季风区降水减少 ， 而另一半球季风区降水增加；热带火山喷发导致全球季风区降水均减少 。
为什么会这样？具体来讲 ， 火山喷发导致位于同一半球的季风区降水减少以及热带火山喷发后全球季风区降水的减少 ， 主要归因于海陆热力对比减弱导致的季风环流减弱和水汽减少 。 而火山喷发导致另一半球季风区降水增加 ， 是由半球间温差变化引起的 ， 具体表现为火山喷发后南北半球温度对比发生了变化 ， 导致低层风发生改变 ， 从火山喷发所在半球吹向另一半球的风增强 ， 将热带地区暖湿空气带到另一半球季风区 ， 导致降水增加 。
在此基础上我们进一步发现 ， 位于不同纬度的火山喷发后 ， 次年均对应着全球干旱区降水的增加 。 全球陆地区域按照降水多少可以大致划分为季风区和干旱区 ， 简单地说 ， 如果热带火山喷发导致季风区降雨减少 ， 那么水汽凝结为降雨释放的热量就会减少 ， 这一热量的减少会导致大气中波动的异常活动 ， 最终通过与高空气流的相互作用 ， 共同导致干旱区出现异常的上升运动 ， 这一上升运动带着水汽上升 ， 最终凝结成雨 ， 导致干旱区降雨增加 。
此次喷发后中国大部分地区降温在0.01℃以内
通过这种分析 ， 我们定量预测了这次汤加火山喷发可能对全球气候带来的影响 。
我们对历史上火山喷发的研究表明 ， 南半球的火山喷发产生的硫酸盐气溶胶主要局限在南半球 ， 因此对南半球的温度影响较大 ， 对北半球温度的影响幅度较小 。 除了对温度的直接影响之外 ， 火山喷发也会通过调整大气环流进而影响全球气候 。 研究发现南半球的火山喷发可以通过改变南北半球的温度梯度 ， 进而改变越赤道气流 ， 导致北半球季风区的降水增加 ， 同时使得南半球的季风降水减少 。
在南半球汤加火山喷发之后 ， 有学者基于简化的辐射平衡模型估算得出在汤加火山喷发后的未来1-2年 ， 全球平均地表气温将下降约0.03℃至0.1℃ 。
而中科院大气所周天军研究员团队 ， 在系统理解历史火山喷发对气候影响的基础之上 ， 使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据 ， 发现火山喷发后次年地表冷却的幅度与火山的强度之间存在显著的准线性关系 ， 且该模式能够较好地再现火山喷发后的降温幅度和空间分布 。 研究人员进一步将气候模拟中历史上大型南半球火山喷发对地表温度的影响通过比例因子推算到汤加火山喷发的强度上 ， 估算得出汤加火山喷发后次年全球平均地表温度仅下降0.004℃ ， 这一幅度处于气候系统内部变率的范畴之内 。 其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃ ， 中国大部分地区的降温在0.01℃以内 。
【火山喷发真的会带来无夏之年？中科院最新预测】结果表明 ， 目前汤加火山的喷发不足以对全球气候产生显著影响 ， 更不会影响全球变暖的趋势 。 需要指出的是 ， 从历史上看火山的喷发在时间上会有一定持续性 ， 这次汤加火山的最终气候影响有多大 ， 还需要密切监测其未来的活动态势 。
此外 ， 当前的气候模式虽然普遍能够刻画火山喷发后短期内的影响 ， 例如气温降低和水循环减弱 ， 但在模拟其长期气候效应以及对海温的影响等方面仍存在挑战 。 气候学家将在探索中改进气候模式 ， 更好地预测我国以及全球气候受火山喷发的影响 。
图片来源：视觉中国
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