火山噴發會減緩氣候變暖嗎
光明日報記者 崔興(xing) 毅
1月15日,位於(yu) 南太平洋島國湯加洪阿哈阿帕伊島的火山猛烈噴發,此次可能是30年來規模最大的一次火山噴發。從(cong) 1月15日由風雲(yun) 四號B星數據製作的1000米分辨率多通道真彩色合成圖可以看出,瞬間噴出的火山灰雲(yun) 突破對流層頂,形成直徑近500公裏的傘(san) 形雲(yun) 團,周邊的巨大衝(chong) 擊波清晰可見。湯加島嶼火山噴發後,關(guan) 於(yu) “火山噴發會(hui) 改變全球氣候”,乃至“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(zhuan) 家認為(wei) ,火山噴發一般會(hui) 對未來1到2年全球和東(dong) 亞(ya) 氣候產(chan) 生持續影響,大概出現0.3℃左右的降溫效應。對於(yu) 我國而言,火山噴發可減弱次年東(dong) 亞(ya) 夏季風強度,進而導致我國夏季雨帶偏南。也有專(zhuan) 家表示,如果沒有減排這個(ge) 前提,隻通過人為(wei) 方法大尺度改變地球係統的輻射平衡,無法解決(jue) 氣候變化問題。
火山噴發如何影響我國乃至全球天氣氣候
從(cong) 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,到1815年印尼坦博拉火山噴發造成嚴(yan) 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(hui) 與(yu) 全球氣溫下降產(chan) 生關(guan) 聯。
中國氣象科學研究院氣候與(yu) 氣候變化研究所副所長、研究員祝從(cong) 文表示,湯加島嶼火山處於(yu) 低緯度地區,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(men) 噴發後的當年冬季(12月至次年2月),我國除東(dong) 北和新疆以外大部分地區氣溫偏低。
“火山噴發之所以會(hui) 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,幫助地球將更多的陽光反射出去,從(cong) 而在大氣層內(nei) 產(chan) 生冷卻效應。”祝從(cong) 文指出,需要注意的是,這個(ge) 因果關(guan) 係若成立,還必須考慮一個(ge) 重要因素——“量級”。
美國國家航空航天局Aura(拉丁語為(wei) 微風)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(wei) 62千噸。賓夕法尼亞(ya) 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。
祝從(cong) 文認為(wei) :“對我國而言,火山噴發可減弱次年東(dong) 亞(ya) 夏季風強度,進而導致我國夏季雨帶偏南。因此,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”可以為(wei) 地球降溫嗎
在湯加火山噴發事件發生後,中國社會(hui) 科學院生態文明研究所研究員,IPCC第五、第六次評估報告第三工作組主要作者陳迎一直對此保持關(guan) 注。她注意到社交媒體(ti) 上一個(ge) 引起熱烈討論的話題:“如果火山噴發有降溫作用,那我們(men) 是不是隻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?”
對此觀點,陳迎表示反對。“如果沒有減排這個(ge) 前提,隻靠SRM(太陽輻射幹預,即通過人為(wei) 方法大尺度改變地球係統的輻射平衡以應對全球變暖),肯定是無法解決(jue) 氣候變化問題的。”她補充道,SRM也解決(jue) 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。
“可以確定的是,SRM無法作為(wei) 應對氣候變化的‘主力’。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(wei) 應對氣候變化的輔助措施。”陳迎說。
“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(yun) 亮化、增加海洋和陸地表麵的反照率。”浙江大學地球科學學院大氣科學係教授、IPCC第六次評估報告第一工作組主要作者曹龍表示,這些方法的基本出發點是增加地-氣係統的反照率,減少到達大氣和地麵的太陽輻射,通過短波輻射幹預的方法,抵消溫室氣體(ti) 增加造成的暖化效應。
據曹龍介紹,自IPCC第五次評估報告以來,對SRM的研究取得長足進展。IPCC第六次評估報告評估了SRM對氣候係統和碳循環的影響,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(ti) 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(ti) 增加引起的氣候變化,並且SRM無法緩解海洋酸化。
從(cong) 模擬走向現實,SRM還需要多久?
“由於(yu) 目前對雲(yun) -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(yu) 基於(yu) 氣溶膠的SRM冷卻潛力認知還有很大的不確定性,並且IPCC第六次評估報告第一工作組報告對於(yu) SRM氣候效應的評估主要集中在全球尺度,缺乏針對SRM對不同區域氣候影響的評估。”曹龍指出,在下一步研究工作中,有必要利用包括更完備的雲(yun) -氣溶膠-輻射過程的高分辨率模式,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係統的影響。“另外,要大力加強在不同地點和時間實施的不同SRM方法對全球和區域氣候影響的研究。”
《光明日報》( 2022年01月20日 08版)
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