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千年气候模拟试验:汤加火山不会影响全球变暖

来源:中国科学报2022-03-02 10:12

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  汤加火山喷发会影响全球气候吗?距1月15日汤加火山喷发已经过去了40余天,科学家一直持续关注这一问题。卫星探测显示,汤加火山灰到达了30公里的高度,向平流层注入的二氧化硫总质量约为40万吨。

  3月1日,《大气科学进展》刊载了中科院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室研究员周天军团队联合多所高校的研究成果。他们从类比历史上大型火山爆发的角度,估算了汤加火山爆发产生的气候影响。数据表明,汤加火山爆发后次年全球平均地表温度仅下降0.004°C,其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01°C,中国大部分地区的降温在0.01°C以内。

  “我们的估算结果表明,目前汤加火山爆发不足以对全球气候产生显著影响,更不会影响全球变暖的趋势。”论文通讯作者周天军说。

  从历史上看,火山喷发会与全球气温下降产生关联。除了使地表降温,火山爆发对气候的直接影响还包括平流层温度升高、全球水循环和季风环流减弱、热带太平洋厄尔尼诺型海温异常以及欧亚大陆冬季增温等现象。

  为了从更大尺度上明确汤加火山可能会对全球气候造成的影响,研究团队采用了千年气候模拟试验的方法。

  “我们采用的气候模拟试验中有一组单独火山强迫试验,各种外部强迫因素都设定在工业革命前1850年的状态的基础上,在气候模式中加入了850~2005年间的火山爆发,以研究历史上火山爆发的气候影响。” 论文第一作者、大气物理研究所博士左萌说。

  研究发现火山爆发后次年地表冷却的幅度与火山的强度之间存在显著的准线性关系,并且这个模式能够较好地再现观测中火山爆发后的降温幅度和空间分布情况。

  “这个发现证明了估算方法的可靠性”。左萌表示,在进一步的研究中,研究团队将气候模拟中历史上大型南半球火山爆发对地表温度的影响类比至汤加火山爆发的强度,估算得出汤加火山爆发后次年全球平均地表温度仅下降0.004°C。

  “汤加火山爆发由于注入平流层的二氧化硫质量小,且地处南半球,因此对全球气候的影响不显著。但从历史上看,火山的爆发在时间上会有一定持续性,这次汤加火山的最终气候影响有多大,我们还需要密切监测其未来的活动态势。”周天军指出。

  同时周天军强调,若火山爆发的强度达到一定水平,将产生较大的气候影响,从防灾减灾的应急管理角度,应该加强对火山活动的监测,并同时进一步发展气候模式,朝着构建火山气候影响预测系统的目标靠近。

  审稿人认为,这项研究带来了一些新见解,有助于公众更好地了解汤加火山喷发的影响。(高雅丽)

  相关论文信息:https://doi.org/10.1007/s00376-022-2034-1.

[ 责编:赵宇豪 ]
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