南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛于当地时间1月14日、15日连续两天发生剧烈火山喷发，引发海啸。由于通讯和网络中断，汤加仍处于近乎“失联”状态，伤亡情况不明。

火山喷发引发的海啸波及环太平洋多国，日本、美国、加拿大、新西兰、斐济、萨摩亚、瓦努阿图、澳大利亚和智利均发布海啸预警。日本列岛太平洋沿岸还观测到潮位大幅上升。

汤加火山喷发引发全球关注，它产生的威力究竟有多大？火山曾是最大的气候影响因素之一，此次火山喷发是否会对全球气温造成影响？

喷发威力堪比千枚广岛原子弹？

根据全球海洋勘探基金会的报告，地球上四分之三的火山活动实际上都是在水下发生的，这些火山不仅能沉积熔岩，还能喷出大量火山灰。

汤加洪阿哈阿帕伊火山位于太平洋板块与印度-澳大利亚板块俯冲边界上，因而经常发生喷发，2009年喷发之后“浮出水面”，形成了一个新的岛屿，之后火山活动持续活跃。奥克兰大学火山学家肖恩·克罗宁（Shane Cronin）教授对英国广播公司（BBC）表示，此次喷发是过去30年来汤加最大的一次火山喷发。

火山科学家安德鲁斯（Robin George Andrews）对半岛电视台表示，火山喷发并不罕见，但像洪阿哈阿帕伊这样的海底火山，以如此爆炸的方式喷发，大约“千年一遇”。

为何此次海底火山喷发如此剧烈？肖恩·克罗宁撰文解释称，如果岩浆缓慢上升到海水中，岩浆和水之间也会形成一层薄薄的蒸汽隔热层，使岩浆的外表面得以冷却。但是当岩浆快速喷发进入水中时，蒸汽层被破坏，岩浆与水直接接触，此过程被称之为“燃料-冷却剂相互作用”，类似于武器级化学爆炸。极端猛烈的爆炸将岩浆撕裂，暴露在水中，爆炸便重复发生，最终喷射出火山颗粒，发生超音速爆炸。

“洪阿哈阿帕伊火山喷发产生的爆炸能量可能相当于1000枚广岛原子弹的威力。” 澳大利亚国立大学副校长布赖恩·施密特和同校的地球科学研究院名誉教授理查德·阿库卢斯在《悉尼先驱晨报》上撰文指出，这次喷发产生的能量已经达到核弹的级别，但需要参考更多数据进行精准测算。

火山喷发会引发海啸，但此次汤加海啸形成的具体原因在科学界存在争论，多名科学家们指出，原因可能是火山在水下爆炸式喷发产生的海洋冲击波，也可能是海底滑坡和火山口崩塌引发。

对于洪阿哈阿帕伊火山是否会再次大喷发，美国火山学家菲尼克斯（Jess Phoenix）在接受美媒采访时预测，火山的喷发活动可能会持续数周或数月。另有专家指出，事发地火山口已苏醒，喷发活跃期可持续数周甚至数年，但尚不清楚目前是否已达喷发峰值。

火山喷发会导致全球气温变化吗？

在人类开始改变地球的进程之前，火山是最大的气候因素之一。火山喷发释放出二氧化碳，可能导致气温变化，但是远不及人类活动造成的影响。

根据美国地质调查局（USGS）网站的报告，全球火山和海底火山的二氧化碳排放量估值约每年13亿吨到44亿吨之间。大型火山喷发会向大气中注入大量的二氧化碳，例如1980年圣海伦斯山的喷发仅在9小时内就向大气排放了约1000万吨二氧化碳，但人类目前只需要2.5个小时就能释放出等量的二氧化碳。2010年人类活动产生约350亿吨的二氧化碳排放。

火山喷发在释放二氧化碳的同时，短期内产生的含硫气体易于与水发生反应，形成一种被称为硫酸盐的高反射粒子，数百万吨阻挡阳光的粒子“注入”大气层，能一定程度抑制升温效应。不过，产生的影响大小取决于火山喷发的规模。

1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，在三天的时间里，向大气释放了600万至2200万吨的二氧化硫，导致全球气温暂时下降0.5摄氏度。

据美媒福布斯网站报道，汤加洪阿哈阿帕伊火山此次喷发的早期数据表明，其二氧化硫总排放量约为皮纳图博火山当年喷发的1%至2%，几乎小了一个数量级，这样的喷发规模无法对气候变化产生任何有意义的影响。

据《纽约时报》16日报道，15日的“火山爆发强度指数”（V.E.I）尚未完成估算，肖恩·克罗宁估测，此次汤加火山喷发的V.E.I.可能达到5级。如果指数达到6级或更高，其喷发的大量气体和粒子将对气候产生冷却作用，或将持续数年。

另一方面，气候实际上对火山喷发也有很大的影响。英国剑桥大学地球物理学家奥布里（Thomas Aubry）带领的科研团队去年8月在《自然—通讯》发表研究报告称，温室气体的增加将有助于大型火山喷发产生的羽流喷射得更高、传播得更快、反射更多阳光，导致更加突然和极端的降温。

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汤加火山“史诗级”爆发，影响几何？会造成全球“速冻”吗？

南太平洋岛国汤加海底火山连续多日的喷发引发了数千公里外的海啸。火山灰遮云蔽日，汤加首都如同“月球表面”。就连卫星也拍摄到了这次堪称“史诗级”喷发的画面——

视频来源：央视网

专家警告说，目前汤加的情况仍很危险。喷发活跃期可能持续数周，火山结构崩塌或引发进一步的海啸。

作为近30年来最强的火山爆发事件之一，汤加火山爆发是否会影响全球气候颇受外界关注。不过，能源专家认为，此次火山爆发规模太小，不足以造成全球气温下降。

汤加首都如同“月球表面”

巨浪波及美国海港

汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山在14日和15日剧烈喷发。其中，15日的猛烈喷发持续了8分钟，大量火山灰等伴随着巨大轰响迅速升入高空，汤加全境迅速被火山灰等遮蔽。

喷发引起的海啸让首都努库阿洛法部分地区被淹，居民匆忙逃往地势更高的地方，汤加国王图普六世也从王宫撤离。

新西兰奥克兰大学火山学家沙恩·克罗宁说，火山爆发后，地面上的景象就像“世界末日一样”。新西兰驻汤加代理高级专员皮特·隆德说，汤加首都目前有点像“月球表面”。

受厚厚的火山灰和烟雾影响，当地供水可能遭污染，淡水供应成为关键。援助机构表示，当局要求人们戴口罩和喝瓶装水。

目前，汤加还没有官方伤亡报告，经中国驻汤加大使馆初步核实，暂无中国公民伤亡报告。

但汤加通信仍然有限，外围的沿海地区仍然处于隔绝状态。预计需要两周时间恢复网络通信。太平洋国家和援助机构17日已开始协调汤加救灾工作。

新西兰总理阿德恩16日透露，汤加当地的手机可以正常工作，但她无法联系到汤加总理。另据新西兰太平洋事务部长，汤加总领事已确认汤加王室安全。

海啸还波及环太平洋多国，巨浪让新西兰多艘船只倾覆受损，美国加州西海岸的圣克鲁斯港部分被淹。

30年来最大规模火山喷发

但暂不会造成全球气温下降

汤加火山15日的猛烈喷发，被认为是30年来最大规模的火山爆发。火山引发的毁灭性海啸更是“百年一遇”。汤加后续还会不会发生如此猛烈的大喷发？

新西兰奥塔哥大学火山学家马克·布伦纳称，15日的喷发释放了储存在浅层岩浆系统中的大量能量。类似规模的火山喷发不太可能再发生。

“但是，随着火山结构变得不稳定，有可能发生进一步的崩塌，从而引发海啸。这种影响可能会持续很长时间，这取决于多少火山灰落到了陆地上。”

克罗宁也认为，事发地火山口已苏醒，喷发活跃期可持续数周甚至数年，尚不清楚目前是否已达喷发的峰值。

澳大利亚气象局高级气象学家格蕾丝·莱格还警告说，目前汤加的情况仍很危险，且正在发生变化。她强调，火山在水下喷发更难预测。

多年来，科学家们一直在研究大型火山爆发对全球气候可能产生的直接和长远影响。汤加火山爆发后，一时之间，全球媒体纷纷报道，国内某些营销号也迅速跟进发出2022年将是“无夏之年”的文章，这次火山真的会引起这么强的气候效应么？此次火山喷发会对全球气候造成显著影响吗？

此次火山确实在全球引起巨大的影响，在海洋和大气引起较强的冲击波，环太平洋地区均发布了海啸预警，新西兰、澳大利亚和万里之遥的日本、美国西海岸等地都观测到了明显的涨潮，万里之遥的我国、美国西部和南美洲等地都观测到了气压的小幅波动。

美国福布斯网站援引能源领域专家布兰登·亚历山大的话称，汤加火山喷发的早期数据表明，它的规模太小，不足以对气候变化产生任何有意义的影响。

亚历山大认为，1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，是影响全球气温最著名的火山事件之一。 皮纳图博火山爆发时排放出大量二氧化硫，此后的一年里，全球气温下降了近0.5摄氏度。而此次火山爆发二氧化硫的总排放量大约是皮纳图博的1%到2%，这个数量级太小，几乎无法对气候产生任何可测量的影响。

当地时间1月15日，在汤加发生海底火山喷发后，美国国家气象局发布了针对美国整个西海岸的海啸警报。图为美国国家气象局发布海啸警报后，冲浪者在加州海边冲浪。

当地时间1月15日，在汤加发生海底火山喷发后，美国国家气象局发布了针对美国整个西海岸的海啸警报。

而美国罗格斯大学环境科学系教授艾伦·罗博克也认为，冷却地球所需的二氧化硫需要“巨大的体量”。他认为，“火山爆发需要将至少数百万吨二氧化硫喷入平流层，才会对全球气候产生影响。”

目前卫星测量显示，最近一次火山喷发产生的二氧化硫大约为40万吨。罗博克表示，这次喷发对气候的影响大约是皮纳图博火山喷发的1/50，即平均降温约 0.01 摄氏度。

【火山小档案】

据澳大利亚国立大学名誉教授理查德·阿库鲁斯介绍，洪阿哈阿帕伊岛火山曾在2009年、1988年、1937年和1912年喷发，而且“在过去15年里相当活跃”。

据美国地质勘探局网站，全球约有1350座潜在的活火山，其中约有 500 座在历史上曾喷发过，许多位于环太平洋沿岸。

另据英国伦敦地质学会估计，约有5亿人生活在靠近活火山的地方，会受到火山活动的影响。

火山爆发如何影响气候？

火山大爆发对当地可造成毁灭性影响，例如公元79年，意大利南部那不勒斯湾东海岸维苏威火山大爆发，火山灰和火山砾瞬间淹没了繁华的庞贝城和斯塔比伊城。

火山大爆发还对地球气候有重要影响，大的火山爆发甚至能影响气候的走向。例如距今约7.5万年（~75000±900）以前，印尼苏门答腊岛的托巴（Toba）超级火山爆发，这次火山爆发达到了超大规模的8级（火山爆发指数），据估计喷发出了2800立方千米的物质。地质资料分析，火山灰的沉积范围向西一直到印度次大陆和阿拉伯海，向东北方向直到~1500-1800公里的中国南海。

科学家估计Toba火山爆发后形成了全球长达6-10年的火山冬天，期间全球平均温度降低超过5度，在中高纬度降温甚至超过10度，火山专家美国罗格斯大学新伯朗士威分校Alan Robock教授的数值模拟研究表明，最大的全球降温可能达到15度。在格陵兰岛的冰芯资料里发现了此次火山的沉降物，随之有长达千年的低温期（δ18O含量偏低），有研究（Ambrose, 1998; Rampino, 2002）认为此次超强火山爆发甚至改变了地球上各种生命的进程，甚至使得北半球四分之三的植物死亡，当时地球人类数量可能降低到了有史以来最低值（全球人口数降低到1万-3万），人类演化差点被推到了灭绝的边缘。尽管关于此次火山对人类数目的影响依然还有争议，但是各研究都承认此次超强火山确实对气候造成了严重的影响。

火山影响气候并不是通过火山灰，因为火山灰是比较大的颗粒，很快就会通过干和湿过程沉降，主要是通过火山喷发的二氧化硫，火山喷发的二氧化硫气体直达平流层，在较短时间（一两个月）即会形成硫酸气溶胶，随着平流层环流输送到全球各处，由于平流层环流稳定，所以硫酸会持续更长的时间(一年以上)，通过阻挡太阳辐射，引起近地面温度降低。

强的火山活动一般会有较为长期的影响，主要是通过进一步影响高纬度地区的冰雪面积，从而触发冰雪反照率-辐射的正反馈机制，或者通过影响植被状况，引起光合作用量的变化，从而形成更强和更长期的影响。

火山喷发形成的平流层硫酸盐气溶胶的辐射效应（图片来源：COMET计划）

“无夏之年”是什么现象？历史上真正的无夏之年

历史上的“无夏之年”特指1816年，当年全球温度异常偏低，欧美称其为 “无夏之年（the year without summer）”，历史记载：

6月6日，在纽约Albany和Dennysville，依然有降雪。

7月和8月，宾夕法尼亚州西北地区湖里和河里依然有冰块。

8月20和21日，向南到弗吉尼亚地区秋天的霜冻已经到来。

在纽约郊区的震教徒（shakers）教区，一个叫做Nicholas Bennet的人记载那年5月份，山上光秃秃的和冬天一样，五月份每天温度还会降到冰点以下。6月9日地面还是冻结状态，6月12日，震教徒们不得不重新种植被霜冻的植物，7月7日依然很冷，所有作物都停止生长，8月23日，重新出现霜冻。

欧洲也差不多，寒冷使得当年作物收成基本无望，从英国、爱尔兰、威尔士到德国，四处都是受灾的难民和乞丐，食品价格飙涨，1815年一蒲式耳燕麦价格折合现在约为1.55美元，到1816年飙升到12.85美元。示威、骚乱、纵火和打劫猖獗，当年成为19世纪欧洲最差的荒年。这一灾难的肇事者是1815年东南亚的坦博拉(Tambora)火山爆发，火山在东南亚造成71000多人死亡，其中11000-12000人是直接因为火山爆发造成的，其余人则是死于饥荒和疾病。而万里之遥的欧洲，饥荒造成超过20万死亡。

估算的1816年欧洲温度异常，比气候平均态低3度以上。

坦博拉火山位于印度尼西亚松巴哇岛上，1815年4月5日-15日爆发达到创纪录的VEI 7级（火山爆发指数），据记载这次火山爆发前坦博拉火山高度为4100米，火山爆发之后只剩下2850米，形成直径达6000多米，深700米的巨大火山口，这次火山灰柱高度达到45公里（到平流层高层），大气中火山灰随风飘，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25厘米，到了1000公里之外还有5厘米的火山灰，火山灰完全遮蔽了天空，记载一周之后距火山几百千米以外的瓜哇岛，依然天空黑得几乎伸手不见五指。

火山爆发的影响可达万里之外，人们不仅可以感受得到温度的变化，而且可以肉眼可见。当火山的硫酸盐气溶胶笼罩整个平流层的时候，天空的朝霞和晚霞异常漂亮，这被称作dry fog。因为火山气溶胶在平流层，因此不受对流层天气的影响。英国著名风景画家透纳（Joseph Mallord William Turner）画下了他眼中的天空，他的画充满着灵动，他说自己的画作只是真实的记录下景色的样子，“I did not paint it to be understood, but I wished to show what such a scene was like”

以下两幅画一幅是有火山气溶胶影响的（上图），天空是橙色和红色的，另一幅是没有火山的正常晚霞（下图），蓝色的天空终于露出了笑脸，喜欢看晚霞的人在1816年看了整整一年的红色天空，他们一定会万分想念蓝色。

画作The Chichester Canal (1928)，反映了火山气溶胶影响下的天空。

画作The Harbor of Dieppe (1826)，正常的晚霞

（来源：中新网）

责任编辑：程雪涵