气候变化将改变火山爆发的冷却效应

研究人员已经表明，人为的气候变化将对火山气体如何与大气相互作用产生重要影响。

来自剑桥大学和英国气象局的研究人员说，随着气候持续变暖，大规模喷发将产生更大的影响。然而，中小型喷发的冷却效应可能缩小75%。由于这些较小的喷发更为频繁，需要进一步研究以确定净效应是进一步变暖还是降温。

火山爆发的地方和时间不是我们所能控制的，但随着气候变化导致的大气变暖，火山喷发产生的火山灰和气体的羽流会越来越大，但很少，火山爆发会越来越高。气候变化还将加速火山物质——以称为硫酸火山气溶胶的小型闪亮水滴的形式——从热带地区向高纬度地区输送。

对于大型喷发，这些现象的综合作用将导致火山气溶胶产生的雾霾阻止更多的阳光到达地球表面，最终放大火山喷发造成的暂时冷却。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

1991年菲律宾皮纳图博火山爆发时，全世界都感受到了这种影响。火山喷发的羽流 - 20 个中第二大th世纪 - 达到30多公里的天空，形成了一层全球阴霾。1992年，这种雾霾导致全球气温下降0.5摄氏度。相比之下，自1850年以来，人类活动使全球气温升高了1摄氏度以上。然而，火山气溶胶的影响只持续一两年，而人为的温室气体将影响气候几个世纪。

"除了我们从皮纳图博等最近的火山爆发中获得的数据外，我们还可以从树圈中所含的信息中看到火山的冷却效应，"该论文的第一作者、剑桥大学地理系的托马斯·奥布里博士说。"然而，我们想从相反的角度看待这个问题：气候变暖如何影响火山爆发带来的冷却？

火山羽状物像热气球一样升起：它们不断上升到自然浮力的高度。剑桥的研究研究了这些羽流在不同变暖情况下在大气中能上升和输送到全球的高度。

研究人员利用全球气候模型和火山羽流模型来模拟火山爆发排放的气溶胶如何受到气候变化的影响。

他们发现，对于像皮纳图博火山这样的大型喷发，通常每个世纪发生一到两次，气候变化会导致羽流上升得更高，气溶胶在全球的传播速度更快，导致冷却效应放大15%。海洋温度的变化预计将进一步扩大降温，冰盖的融化也将增加冰岛等地的火山爆发频率和规模。

然而，对于中等规模的喷发，如厄立特里亚的2011年纳布罗火山爆发，通常每年发生一次，在高端变暖的情况下，其影响将减少约75%。这是因为对流层的高度 -- -- 对流层与上面的平流层之间的边界 -- -- 预计将增加，使火山羽流更难到达平流层。限制在对流层内的火山羽流产生的气溶胶在几周内被降水冲走，使得其气候影响相对较小，而且更加局部化。

"气候变化不是未来的事情——它已经在这里了，本周的IPCC报告清楚地证明了这一点，"同样来自地理系的合著者安贾·施密特博士说。"气候变化的影响及其可能导致的一些反馈循环现在变得更加明显。但气候系统是复杂的：掌握所有这些反馈回路对于了解我们的星球和做出准确的气候预测至关重要。

奥布里说："我们在这项工作中强调的气候和火山爆发之间的新反馈循环目前尚未被IPCC所统计。"它可以为未来火山对气候的影响的演变提供新的线索。即使火山对气候的影响与人类温室气体排放相比有限，它们也是系统的重要组成部分。

施密特说："由于更频繁、更剧烈的野火以及其他极端事件，高层大气的组成正在我们眼前发生变化，我们对这些变化的后果的理解也在变化。"随着我们继续排放温室气体，火山辐射与大气相互作用的方式将继续改变，重要的是量化这些相互作用，以便充分了解气候变化。

希望让更多的火山学家和气候科学家聚集在一起，不仅了解火山羽状上升和气溶胶生命周期背后的机制，而且了解火山喷发频率和震级的变化，由消融和极端降水驱动，将如何塑造火山喷发的未来气候影响。