2022年開年，位于南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山劇烈噴發，成為21世紀目前為止規模最大的火山噴發。大量二氧化硫(SO2)、硫化氫隨著火山噴發進入大氣，有網友擔憂，這次噴發是否會像1815年坦博拉火山引起“無夏之年”？

就此次火山爆發可能帶來的氣候影響，澎湃新聞（www.kxwhcb.com）記者采訪了研究方向為全球氣候變化與低碳經濟、浙江大學環境與資源學院副教授高超超。她表示，“基于目前觀測到的湯加火山本月噴發進入平流層的SO2氣體量（約為40萬噸），不會對全球氣候產生明顯的影響。”據海外研究，截至1月17日，湯加火山噴發產生約40萬噸二氧化硫進入平流層。

高超超主要研究氣溶膠的全球和區域氣候效應、能源使用和城市化過程的低碳路徑、平流層氣候工程機理與影響。她在J. Geophys. Res.等國際學術期刊發表SCI論文近20篇，其中一篇被自然雜志評為科研亮點（Research Highlight in Nature, 2006）；另一篇被美國地球物理學會選為科研亮點（Research Spotlight in AGU, , 2014）。

高超超認為，湯加火山對未來潛在的氣候影響首先取決于是否有后續噴發，其次是硫酸鹽氣溶膠的傳播范圍，以及它產生的輻射強迫與當前氣候系統的其他過程(如厄爾尼諾-南方濤動)的潛在互動。

據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC），輻射強迫是對某個因子改變地球–大氣系統射入和逸出能量平衡影響程度的一種度量，它同時是一種指數，反映了該因子在潛在氣候變化機制中的重要性。正強迫使地球表面變暖，負強迫則使其降冷。

編譯前圖片來自USGS

當地時間1月14日和15日，位于湯加的海底火山噴發。1月17日，這座火山再次被監測到大噴發，連續多日的噴發甚至引發了數千公里以外的海嘯。湯加政府18日首次發布災情通報，稱海底火山噴發引發高達15米的海嘯，對該國造成“前所未有的災難”。

“火山活動是構造地球氣候系統的重要自然因素之一，在不同時期對區域或全球氣候產生過不同程度的影響。”高超超向澎湃新聞記者介紹，“火山噴發的氣候效應主要取決于噴發過程中進入平流層的SO2和H2S氣體量，這些氣體會形成氣溶膠，通過反射太陽輻射，導致地表降溫。噴發季節和地理位置會對通過反射的太陽輻射，再加上氣候系統的相關動力和反饋過程，影響火山噴發的氣候效應。”

針對火山噴發的衡量標準，高超超提到三個標準：火山灰塵幕指數(DVI)、火山爆發指數(VEI)、大氣光學厚度(AOD)序列。她曾在一篇論文中寫道：“Lamb最早利用歷史記錄、輻射觀測、溫度和噴發體積等資料建立了火山灰塵幕指數(DVI)。Newhall等和Self等依據火山噴發的強度、擴散程度和破壞性等11個特征參數建立了火山爆發指數(VEI)。Sato等分別利用1850-1882年，1882-1979年，1979-1990年期間的火山灰塵幕體積、光學特性及衛星觀測等不同代用資料重建了過去150年火山活動的大氣光學厚度(AOD)序列。”

同時，論文中也指出由于DVI和Sato序列采用了不同代用資料，缺乏時間序列上的一致性。而VEI主要表征火山爆發強度等地質特征，與氣候效應（如噴發物中的硫含量等）的直接關聯性較低。

“VEI是目前大家新聞中看到比較多被使用的，一般VEI4級或以上的會引起氣候觀測和研究上的關注。”高超超解釋道，“湯加火山2022年1月份的噴發級別大概在VEI5中下。”

湯加火山作為一座海底火山，與地面火山的爆發和影響會有什么不同呢？

高超超表示，海底火山通常會引發海嘯，所以對周邊海域或島嶼（如存在）產生瞬時影響，而地面火山，特別是山地火山，相對比較容易把火山灰和SO2等氣體噴入較高海拔的大氣層中。同樣體量和物質組成下，后者的氣候效應可能會顯著一些。

湯加大片土地被火山灰覆蓋。圖片來自CNN，攝于2022年1月17日

高超超介紹，目前世界上活火山區域主要分布在三個帶上。

其一，環太平洋火山帶，有活火山300余座，占全球活火山數的60％以上。其中，南美、中美洲西岸及西印度群島約有10座；阿拉斯加及阿留申一帶有39座，太平洋西部及西南部島約有200座。

其二，地中海一印度尼西亞火山帶，共有活火山70余座。其中，地中海沿線有13座，印度尼西亞有60余座。

其三，洋脊火山帶，主要分布于大西洋、太平洋及印度洋的洋脊部位。其中，大西洋有22座，冰島及揚馬延島上有22座。

對此，澎湃新聞記者注意到，歷史上有幾次著名的火山爆發對全球氣候造成了明顯乃至持續的影響。例如，《生活科學》(Live Science)、《澳大利亞地理》等著名科學雜志都曾梳理過人類歷史上較為嚴重的火山爆發。

其中，1815年印尼坦博拉(Tambora)火山爆發是500年來最猛烈的一次，火山爆發指數(VEI)達到人類歷史上罕見的7級。由于二氧化硫的大量排放，全球經歷了持續嚴重的氣溫下降，導致全球作物歉收，斑疹傷寒在歐洲蔓延。1816年，因此被人們稱為歷史上的“無夏之年”。

1815年坦博拉火山爆發形成的火山口。圖片來自美聯社

史上公元前1610年，位于愛琴海群島的錫拉(Thera)火山爆發，VEI為7級。地質學家認為，愛琴海群島的錫拉火山在幾分之一秒內爆發，其能量相當于數百顆原子彈。雖然沒有關于這次噴發的書面記錄，但地質學家認為這可能是有史以來最強烈的一次火山噴發，并有理由推測，火山向大氣中排放的大量二氧化硫改變了氣候，引發了海嘯和氣溫下降。

然而，歷史上一些VEI達6級左右的火山爆發對全球氣候的影響也不容小覷。

公元450年，伊洛潘戈湖(Ilopango)火山第一次爆發，VEI在6級以上。這次火山噴發造成10萬人死亡，40多萬人流離失所。它被認為是公元535年到公元536年間全球氣溫變冷的原因，并導致從羅馬到中國的農作物歉收。

1600年，埃納普蒂納(Huaynaputina)火山爆發，是南美有記載以來的最大一次火山噴發，VEI6級。爆發后產生的火山灰掩埋了山體以西超過50平方公里的區域，直到今天仍被覆蓋著。1600年該火山爆發后的夏季是500年來最冷的。

1783年，位于冰島的拉基(Laki)火山爆發，噴發持續了約8個月，釋放出約14.7立方千米的熔巖，VEI6級。有毒氣體不僅毒害了莊稼，還毒死了冰島上60%的放牧牲畜。火山釋放的二氧化硫導致酸雨和全球氣溫下降，造成饑荒，導致一萬多冰島人死亡，約占當時冰島人口的四分之一。

1991年，位于菲律賓的皮納圖博(Pinatubo)火山爆發，是20世紀第二大火山爆發，VEI6級。該火山向平流層噴射了近2000萬噸二氧化硫，導致全球氣溫驟降。