【“人造火山噴發”能為地球降溫嗎?】近日,南太平洋島國湯加火山劇烈噴發,這可能是30年來全球規模最大的一次海底火山噴發。

從1月15日風雲四號B星數據製作的1000米解析度多通道真彩色合成圖可以看出,瞬間噴出的火山灰雲突破對流層頂,形成直徑近500公里的傘形雲團,周邊的巨大衝擊波清晰可見。

湯加島嶼火山噴發後,關於“火山噴發會改變全球氣候”,乃至“受益於火山噴發,可以抵消全球變暖影響、減輕減排壓力”等話題引發熱烈討論。有專家認為,火山噴發一般會對未來1到2年全球和東亞氣候產生持續影響,大概出現0.3℃左右的降溫效應。

對於我國而言,火山噴發可減弱次年東亞夏季風強度,進而導致我國夏季雨帶偏南。也有專家表示,如果沒有減排這個前提,只通過人為方法大尺度改變地球系統的輻射平衡,無法解決氣候變化問題。

火山噴發導致全球降溫?

資料顯示,1783年,冰島的納基火山噴發導致歐洲1783年至1784年冬季氣候異常寒冷;1815年,印尼坦博拉火山噴發造成嚴重氣候災難,火山噴發次年全球平均氣溫約下降0.4℃至0.7℃,北半球許多地區遭遇“無夏之年”;1991年,菲律賓皮納圖博火山噴發,向平流層注入大量氣溶膠,數月後全球平均氣溫下降約0.5℃……這些著名的火山噴發事件都證明,火山噴發確實會與全球氣溫下降產生關聯。

湯加島嶼火山處於低緯度地區。中國氣象科學研究院氣候與氣候變化研究所研究員祝從文介紹,近100年來,有三次大規模低緯度火山噴發,分別是阿貢火山(1963年3月17日)、埃爾奇瓊火山(1982年4月4日)和皮納圖博火山(1991年6月15日)。它們噴發後的當年冬季(12月至次年2月),我國除東北和新疆以外大部分地區氣溫偏低。此外,拉尼娜的發生對當年我國除青藏高原以外地區冬季氣溫同樣起到致冷作用。

祝從文表示,火山噴發之所以會導致降溫,主要原因是它向大氣層注入了含硫氣溶膠,這些氣溶膠進入平流層,能幫助地球將更多的陽光反射出去,從而在大氣層內產生冷卻效應。

“不過需要注意的是,這個因果關系若成立,還必須考慮一個重要因素——量級。”祝從文強調。

美國國家航空航天局Aura號地球觀測衛星的監測圖顯示,湯加島嶼火山噴發首日二氧化硫的釋放量為62千噸。賓夕法尼亞州立大學大氣科學特聘教授邁克爾·曼恩分析,曾導致全球平均氣溫下降0.5℃的皮納圖博火山噴發最終釋放了20000千噸二氧化硫。因此如果要達到之前噴發對氣溫下降的影響,湯加島嶼火山需要排放更多的二氧化硫。

圖:從最新的風雲四號B星火山灰雲合成方案製作的雲圖上看,火山灰雲中的大部分礦物顆粒物質在火山爆發點周圍徘徊並逐漸沉降。同時,火山雲團中逐漸有淺綠色雲團分離,並逐漸向西擴散,目前已經影響到澳大利亞本土。經分析,這部分淺綠色雲團主要是由火山灰雲中的酸性氣體(如二氧化硫)等組成。(中國氣象局供圖)

祝從文表示,一系列研究表明,火山噴發一般會對未來1到2年全球和東亞氣候產生持續影響,大概出現0.3℃左右的降溫效應。對於我國而言,火山噴發可減弱次年東亞夏季風強度,進而導致我國夏季雨帶偏南。因此,他建議將火山噴發的持續影響納入汛期降水預測因子中加以考慮。

“人造火山噴發”能為地球降溫嗎?

如果火山噴發有降溫作用,那是不是只要人工製造這種氣溶膠,並將其播撒到大氣平流層中,就不用花大力氣減排了?

對此,中國社會科學院生態文明研究所研究員陳迎表示反對:“如果沒有減排這個前提,只靠SRM(太陽輻射幹預,即通過人為方法大尺度改變地球系統的輻射平衡以應對全球變暖),肯定是無法解決氣候變化問題的。”

她補充說,SRM也解決不了海洋酸化問題,同時還可能帶來其他風險和不確定性,比如改變氣溫和降水分布等。

不過,根據近年最新研究,如果建立在大幅度減排基礎上,SRM有潛力作為應對氣候變化的輔助措施。

浙江大學地球科學學院大氣科學系教授曹龍介紹,目前提出的SRM方法主要包括向平流層注入氣溶膠、海洋低雲亮化、增加海洋和陸地表面的反照率。這些方法的基本出發點是增加地-氣系統的反照率,減少到達大氣和地面的太陽輻射,通過短波輻射幹預的方法,抵消溫室氣體增加造成的暖化效應。

曹龍介紹,IPCC第六次評估報告評估了SRM對氣候系統和碳循環的影響,主要結論包括SRM可以在全球和區域尺度上抵消一部分溫室氣體增加造成的氣候變化,但無法在全球和區域尺度上完全抵消溫室氣體增加引起的氣候變化,並且SRM無法緩解海洋酸化。

曹龍坦言,由於目前對雲-氣溶膠輻射過程的相互作用和微物理過程認知仍很有限,對於基於氣溶膠的SRM冷卻潛力認知還有很大的不確定性。下一步研究工作中,有必要利用包括更完備的雲-氣溶膠-輻射過程的高解析度模式,對SRM方法進行模擬研究,進一步認知不同SRM方法的冷卻潛力和對氣候系統的影響。另外,還要大力加強研究不同地點和時間實施不同SRM方法對全球和區域氣候影響究。http://t.cn/A6Jjr2hN

更多學習動態

全站最新消息

d