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在变暖的世界里,大型火山让地球更冷
发布日期: 2021-08-26 16:10 阅读次数:

地球上几乎没有什么力量比一次大型火山爆发更强大了。威力最大时,火山会将数百万吨阻挡阳光的粒子“注入”大气层,使地球冷却近5年,危及农作物,导致“无夏年”。最近的一次是1991年菲律宾皮纳图博火山爆发,导致全球气温暂时下降0.5摄氏度。

然而,越来越明显的是,人类驱动的气候变化正在改变这些巨大的力量。现在,一项新研究表明,温室气体的增加将有助于大型火山喷发产生的羽流喷射得更高、传播得更快、反射更多阳光,导致更加突然和极端的降温。

在人类开始改变地球的进程之前,火山是最大的气候因素之一。从长期看,它们从地球内部释放出二氧化碳,导致气候变暖。但在短期内,它们的含硫气体经常与水发生反应,形成一种被称为硫酸盐的高反射粒子,从而引发全球降温。

反过来,气候对火山也有很大的影响。在这项新研究中,英国剑桥大学地球物理学家Thomas Aubry和同事将理想化的火山喷发与全球气候模型相结合,模拟了在历史条件下以及到2100年——地球预计会迅速变暖的情况下,中型和大型火山喷发出的羽流的反应。

研究人员发现了两个相互抵消的趋势。正常情况下,每年只有一两次中等规模的火山喷发穿过对流层到达平流层,当高反射粒子扩散到平流层时,它们会导致全球降温。但当对流层变暖时,它的高度就会膨胀,最终使平流层远离火山喷发的范围。

“这就好像世界各地的标准篮筐突然升高了几英寸,让得分变得更加困难。”未参与这项研究的美国罗格斯大学新布伦瑞克分校火山学家Benjamin Black说。

然而,随着皮纳图博这般规模的火山爆发,情况发生了变化。到2100年,地球温度将升高6摄氏度——这一增幅与政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新报告中最坏预测相符,对流层的高度将增加1.5公里,但是超大规模的喷发仍能穿透平流层。研究人员近日在《自然—通讯》上报告称,与目前的气候相比,那时火山气体到达的地方更高,传播速度更快,降温效果放大了15%。

由于温室气体在地球表面吸收热量,平流层正在冷却,尤其是其上层。这使得空气在这层大气中更容易上下混合。根据该团队的模型,到2100年,这种混合将有助于火山羽流比以前高出约1.5公里。此外,气候变暖将加速平流层的主要风型,导致高反射的火山颗粒在聚合成更大粒子前,就在上层大气中更快地扩散到两极。而粒子越小,反射的光就越多。

未参与这项研究的美国国家大气研究中心大气化学家Michael Mills说,中等规模的喷发可能不再到达平流层这一事实是“有趣和重要”的。新模型中发现的许多趋势——平流层变冷、对流层上升和环流加速,已经在现实世界中出现。但Mill补充说,新模型模拟的粒子增长是否反映了现实世界中的情况,仍不确定。

Aubry说,事实上,这项研究提出的问题比它回答的问题更多。首先,它只研究了热带地区的火山喷发,而不是那些更接近于平流层的两极地区的火山喷发。而且,很难说是大型火山的降温作用增加还是小型火山的降温作用减弱,最终会对气候产生更大的影响。 “我的直觉是,大型火山喷发效应将占主导地位。”他补充说。


——转载自《科普中国》             


 

来源:科委(信息委)