科学家意外发现洪加汤加火山爆发实际上冷却了气候

图为 2022 年 1 月 14-15 日喷发时的洪加汤加火山。图片来源：汤加地质服务/ZUMA Press / Zuma / RÉA （由马克-肖伯尔博士提供）

包括德克萨斯农工大学大气科学家安德鲁-德斯勒（Andrew Dessler）博士在内的一个合作研究小组正在调查 2022 年洪加汤加火山爆发对气候的影响，同时对之前关于火山爆发影响的假设提出质疑。

2022 年 1 月中旬发生的这次为期两天的非凡事件向大气层注入了大量火山气溶胶和水蒸气。从历史上看，像 1815 年的坦博拉火山和 1991 年的皮纳图博火山这样的大型火山爆发，由于其气溶胶阻挡了阳光，对全球气候产生了显著的冷却效应。然而，洪加汤加火山的喷发呈现出一种独特的情况：作为一座海底火山，它向平流层引入了前所未有的大量水蒸气，使平流层的总含水量增加了约 10%。

戴斯勒说，由于水蒸气是一种强大的温室气体，人们最初猜测水蒸气可能是2023年和2024年全球极端温暖的原因。然而，研究小组的研究结果却恰恰相反，该结果于 7 月 24 日发表在《 地球物理研究杂志》上：大气》杂志上发表的研究结果恰恰相反：这次火山爆发实际上导致了地球降温，与其他重大火山事件类似。

2022 年 1 月 15 日，GOES-17 卫星拍摄到洪加汤加-洪加哈帕伊火山水下喷发产生的伞状云的图像。此外，还可以看到新月形的弓形冲击波和许多照明冲击。资料来源：美国国家航空航天局地球观测站图片，Joshua Stevens 使用 NOAA 和 NESDIS 提供的 GOES 图像。

火山爆发的冷却效应

研究小组的论文题为"洪加汤加-洪加哈帕伊火山爆发后两年内气候作用力的演变"，其中包括德克萨斯农工大学大气科学系教授兼德克萨斯气候研究中心主任戴斯勒、第一作者、位于弗吉尼亚州汉堡的弗吉尼亚科技公司首席科学家马克-肖伯尔博士以及美国国家航空航天局（NASA）多名科学家的见解和分析。

他们的方法包括分析美国国家航空航天局（NASA）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）对气溶胶和水蒸气等变量的卫星数据观测，以估算地球气候系统的能量平衡。他们的分析表明，火山爆发导致离开气候系统的能量多于进入气候系统的能量，从而引起了轻微的冷却效应。

戴斯勒解释说："我们的论文给火山爆发导致2023年和2024年极端温暖的解释泼了一盆冷水。相反，我们需要主要关注人类活动产生的温室气体，这是气候变暖的主要原因，而持续不断的厄尔尼诺现象也是一大助力。"

影响和未来研究

德斯勒认为，这项研究对科学家和公众都有重要意义。通过否定火山爆发是近期气候变暖的主要因素，研究小组的研究强化了他的观点，即人为温室气体排放是气候变化的主要驱动力。鉴于目前关于全球变暖原因的争论和错误信息，这一重点尤为重要。

此外，Schoeberl 说，这项研究强调了继续投资卫星平流层测量的重要性："我们对洪加汤加火山爆发的了解在很大程度上要归功于美国国家海洋和大气管理局以及美国国家航空航天局在过去二十年中对平流层卫星测量的投入。然而，我们需要对潜在的'平流层数据沙漠'保持谨慎，因为一些最关键的仪器并没有更换。"

悬而未决的问题和前进之路

虽然这篇论文回答了几个重要问题，但戴斯勒承认它同时也提出了新的问题。例如，研究人员强调了与洪加汤加火山爆发有关的一些尚未解决的问题，如如此剧烈的火山爆发产生的二氧化硫水平出乎意料地低，以及火山爆发对2023年臭氧洞的影响微乎其微。2023 年臭氧洞是指南极上空的臭氧层严重变薄，使得更多有害的紫外线辐射到达地球表面。此外，平流层中水蒸气的持续存在超出了模型的预测，这表明关于平流层环流过程还有很多知识需要学习。

Schoeberl 说，科学家们正在努力解决持续存在的问题，加深我们对平流层的了解，该团队的工作凸显了应对气候变化挑战对持续研究和精确数据的迫切需要。

编译自/ScitechDaily