南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山2022年1月中旬劇烈噴發，這是否會對全球氣候造成顯著影響引發廣泛關注。中國科學家團隊最新完成的一項研究，從歷史角度估算湯加火山爆發的氣候影響顯示，湯加火山爆發後次年全球平均地表溫度僅下降0.004°C，不足以對全球氣候產生顯著影響。

a過去千年模擬火山爆發後次年地表溫度異常與火山爆發強度間關係。b估算湯加火山爆發對全球地表溫度影響。中科院大氣所供圖

這項從類比歷史上大型火山爆發的角度估算湯加火山爆發的氣候影響研究，由中國科學院大氣物理研究所（中科院大氣所）大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室（LASG）週天軍研究員團隊聯合南京師範大學劉健教授、中山大學劉飛教授和浙江大學高超超副教授團隊共同完成，成果論文3月1日在專業學術期刊《大氣科學進展》（AAS）發表。

論文通訊作者周天軍強調：“我們的估算結果表明，目前湯加火山的爆發不足以對全球氣候產生顯著影響，更不會影響全球變暖的趨勢。”

他介紹說，衛星探測顯示，這次湯加火山灰到達30公里高度，向平流層注入的二氧化硫總質量約為40萬噸，成為1991年皮納圖博火山之後最大規模的火山爆發事件之一。

本次研究中，合作團隊首先系統總結氣候學界當前關於歷史火山爆發對全球氣候影響的科學認知水平，包括火山爆發後出現的表面溫度下降、平流層溫度升高、全球水循環和季風環流減弱、熱帶太平洋厄爾尼諾型海溫異常以及歐亞大陸冬季增溫等現象。在理解過去的火山爆發對氣候影響的基礎之上，他們使用基於氣候系統模式的過去千年氣候模擬試驗數據，發現火山爆發後次年地表冷卻的幅度與火山的強度之間存在顯著的準線性關係，且模式能夠較好地再現觀測中火山爆發後的降溫幅度和空間分佈。

合作團隊隨後進一步將氣候模擬中歷史上大型南半球火山爆發對地表溫度的影響通過比例因子推算到湯加火山爆發的強度，估算得出此次湯加火山爆發後次年全球平均地表溫度僅下降0.004°C，這一幅度處於氣候系統內部變率的範疇之內。其中，澳大利亞和南美洲部分地區降溫超過0.01°C，中國大部分地區的降溫在0.01°C以內。

論文第一作者、中科院大氣所左萌博士表示，從近千年的歷史來看，單一火山爆發的氣候影響一般限於1-2年內。但如果在一定的時期內，火山爆發的頻率集中地升高或者降低，則足以造成這個時期的氣候異常，例如關於中世紀暖期（公元900-1300年）和小冰期（公元1550-1850年）的成因，一般認為前者是由於火山爆發的頻率較低，而後者則源自火山爆發的頻率較高，此外太陽輻照度的變化也有影響。“從歷史上看，火山的爆發在時間上會有一定持續性，這次湯加火山的最終氣候影響有多大，我們還需要密切監測其未來的活動態勢”。

週天軍補充指出，從統計的角度，火山爆發屬於一種小概率事件，但若火山爆發的強度達到一定水平，則將產生較大的氣候影響，對於這種“小概率高影響”事件，從防災減災的應急管理角度，國際上通常有預案準備。

他認為，中國從事火山氣候影響的科研團隊，中科院大氣所、南京師範大學和中山大學專長於氣候模式研發、模擬和預測，浙江大學專長於火山氣溶膠的模擬和重建，若強強聯手以構建“火山氣候影響應急預測系統”為目標，從技術成熟度的角度衡量，目前已經具備很高可行性。