【分析显示汤加火山爆发引发了有史以来最高记录的火山烟羽】
由牛津大学研究人员领导的一项新的分析表明，2022年1月毁灭性的亨加-汤加-亨加-哈帕伊火山爆发创造了有记录以来最高的火山烟羽。在57公里高（35英里）的地方，喷发产生的火山灰云也是第一次在中间层被观察到，中间层是大气中比较常见的与流星有关的高度层。
利用卫星拍摄的图像，研究人员已经证实，2022年1月亨加-汤加-亨加-哈派火山的喷发产生了有史以来最高的烟羽记录。这次巨大的喷发也是第一次被直接观察到突破了大气层的中间层。由牛津大学物理系和RAL空间公司的科学家组成的团队的研究结果于11月3日发表在《科学》杂志上。
通常情况下，火山烟羽的高度可以通过测量基于红外线的卫星在顶部记录的温度，并将其与参考垂直温度曲线进行比较来估计。这是因为在对流层（地球大气的第一层和最低层），温度随着高度的增加而降低。但是，如果喷发非常大，以至于羽流渗透到大气层的下一层（平流层），这种方法就会变得模糊不清，因为温度又开始随高度增加（由于臭氧层吸收了太阳紫外线辐射）。
为了克服这个问题，研究人员使用了一种基于"视差效应"现象的新方法。这是从多条视线看一个物体的位置的明显差异。你可以通过闭上你的右眼，伸出一只手，大拇指向上举起，自己就可以看到这一点。如果你换一下眼睛，让你的左眼闭上，右眼睁开，你的拇指就会在背景中出现轻微移动。通过测量这种明显的位置变化，并将其与已知的两眼之间的距离相结合，你就可以计算出与拇指的距离。
汤加火山的位置被三颗静止气象卫星所覆盖，因此研究人员能够将视差效应应用于这些卫星拍摄的空中图像。最重要的是，在火山爆发期间，卫星每10分钟记录一次图像，从而能够记录下烟羽轨迹的快速变化。
结果显示，烟羽在其最高范围内达到了57公里（35英里）的高度。这明显高于之前的记录保持者：1991年菲律宾皮纳图博火山的爆发（最高点40公里/25英里），以及1982年墨西哥El Chichón火山的爆发（31公里/19英里）。这也使得该羽流成为火山喷发通过平流层直接注入中层的第一个观测证据，中层开始于地球表面以上约50公里（31英里）。
由牛津大学研究人员领导的一项新的分析表明，2022年1月毁灭性的亨加-汤加-亨加-哈帕伊火山爆发创造了有记录以来最高的火山烟羽。在57公里高（35英里）的地方，喷发产生的火山灰云也是第一次在中间层被观察到，中间层是大气中比较常见的与流星有关的高度层。
利用卫星拍摄的图像，研究人员已经证实，2022年1月亨加-汤加-亨加-哈派火山的喷发产生了有史以来最高的烟羽记录。这次巨大的喷发也是第一次被直接观察到突破了大气层的中间层。由牛津大学物理系和RAL空间公司的科学家组成的团队的研究结果于11月3日发表在《科学》杂志上。
通常情况下，火山烟羽的高度可以通过测量基于红外线的卫星在顶部记录的温度，并将其与参考垂直温度曲线进行比较来估计。这是因为在对流层（地球大气的第一层和最低层），温度随着高度的增加而降低。但是，如果喷发非常大，以至于羽流渗透到大气层的下一层（平流层），这种方法就会变得模糊不清，因为温度又开始随高度增加（由于臭氧层吸收了太阳紫外线辐射）。
为了克服这个问题，研究人员使用了一种基于"视差效应"现象的新方法。这是从多条视线看一个物体的位置的明显差异。你可以通过闭上你的右眼，伸出一只手，大拇指向上举起，自己就可以看到这一点。如果你换一下眼睛，让你的左眼闭上，右眼睁开，你的拇指就会在背景中出现轻微移动。通过测量这种明显的位置变化，并将其与已知的两眼之间的距离相结合，你就可以计算出与拇指的距离。
汤加火山的位置被三颗静止气象卫星所覆盖，因此研究人员能够将视差效应应用于这些卫星拍摄的空中图像。最重要的是，在火山爆发期间，卫星每10分钟记录一次图像，从而能够记录下烟羽轨迹的快速变化。
结果显示，烟羽在其最高范围内达到了57公里（35英里）的高度。这明显高于之前的记录保持者：1991年菲律宾皮纳图博火山的爆发（最高点40公里/25英里），以及1982年墨西哥El Chichón火山的爆发（31公里/19英里）。这也使得该羽流成为火山喷发通过平流层直接注入中层的第一个观测证据，中层开始于地球表面以上约50公里（31英里）。
#科研进展# AAS: 从历史角度估算#汤加火山爆发的气候影响#
2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山剧烈喷发。卫星探测显示，火山灰到达了30公里的高度，向平流层注入的SO2总质量约为40万吨。作为自1991年皮纳图博火山之后最大规模的火山爆发事件之一，汤加火山爆发是否会对全球气候造成显著影响，引起了社会的广泛关注。
近日，@中国科学院大气物理研究所 LASG国家重点实验室周天军研究员团队，联合南京师范大学刘健教授、中山大学刘飞教授和浙江大学高超超副教授团队，从类比历史上大型火山爆发的角度，估算了汤加火山爆发的气候影响。该工作于3月1日发表在《Advances in Atmospheric Sciences》期刊上。
文章首先系统总结了气候学界当前关于历史火山爆发对全球气候影响的科学认知水平，包括火山爆发后出现的表面温度下降、平流层温度升高、全球水循环和季风环流减弱、热带太平洋El Nino型海温异常以及欧亚大陆冬季增温等现象。在理解过去的火山爆发对气候影响的基础之上，作者使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据，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，且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。
作者进一步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通过比例因子推算到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℃，这一幅度处于气候系统内部变率的范畴之内。其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃，中国大部分地区的降温在0.01℃以内。
“我们的估算结果表明，目前汤加火山的爆发#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。”该文通讯作者周天军研究员说。
文章同时指出，从近千年的历史来看，单一火山爆发的气候影响一般限于1-2年内。但如果在一定的时期内，火山爆发的频率集中地升高或者降低，则足以造成这个时期的气候异常，例如关于中世纪暖期(900~1300AD)和小冰期(1550~1850AD)的成因，一般认为前者是由于火山爆发的频率较低，而后者则源自火山爆发的频率则较高，此外太阳辐照度的变化也有影响。“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”，本文第一作者左萌博士说。
“从统计的角度，火山爆发属于一种小概率事件，但若火山爆发的强度达到一定水平，则将产生较大的气候影响，对于这种‘小概率高影响’事件（LLHI），从防灾减灾的应急管理角度，国际上通常有预案准备。我国从事火山气候影响的科研团队，中科院大气所、南京师范大学和中山大学专长于气候模式研发、模拟和预测，浙江大学专长于火山气溶胶的模拟和重建，若强强联手以构建‘火山气候影响应急预测系统’为目标，从技术成熟度（TRL）的角度衡量，目前已经具备很高可行性”，周天军研究员最后补充说。
文章信息：
Citation: Zuo, M., T. J. Zhou, W. M. Man, X. L. Chen, J. Liu, F. Liu, and C. C. Gao, 2022: Volcanoes and climate: Sizing up the impact of the recent Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcanic eruption from a historical perspective. Adv. Atmos. Sci.,
2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山剧烈喷发。卫星探测显示，火山灰到达了30公里的高度，向平流层注入的SO2总质量约为40万吨。作为自1991年皮纳图博火山之后最大规模的火山爆发事件之一，汤加火山爆发是否会对全球气候造成显著影响，引起了社会的广泛关注。
近日，@中国科学院大气物理研究所 LASG国家重点实验室周天军研究员团队，联合南京师范大学刘健教授、中山大学刘飞教授和浙江大学高超超副教授团队，从类比历史上大型火山爆发的角度，估算了汤加火山爆发的气候影响。该工作于3月1日发表在《Advances in Atmospheric Sciences》期刊上。
文章首先系统总结了气候学界当前关于历史火山爆发对全球气候影响的科学认知水平，包括火山爆发后出现的表面温度下降、平流层温度升高、全球水循环和季风环流减弱、热带太平洋El Nino型海温异常以及欧亚大陆冬季增温等现象。在理解过去的火山爆发对气候影响的基础之上，作者使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据，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，且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。
作者进一步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通过比例因子推算到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℃，这一幅度处于气候系统内部变率的范畴之内。其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃，中国大部分地区的降温在0.01℃以内。
“我们的估算结果表明，目前汤加火山的爆发#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。”该文通讯作者周天军研究员说。
文章同时指出，从近千年的历史来看，单一火山爆发的气候影响一般限于1-2年内。但如果在一定的时期内，火山爆发的频率集中地升高或者降低，则足以造成这个时期的气候异常，例如关于中世纪暖期(900~1300AD)和小冰期(1550~1850AD)的成因，一般认为前者是由于火山爆发的频率较低，而后者则源自火山爆发的频率则较高，此外太阳辐照度的变化也有影响。“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”，本文第一作者左萌博士说。
“从统计的角度，火山爆发属于一种小概率事件，但若火山爆发的强度达到一定水平，则将产生较大的气候影响，对于这种‘小概率高影响’事件（LLHI），从防灾减灾的应急管理角度，国际上通常有预案准备。我国从事火山气候影响的科研团队，中科院大气所、南京师范大学和中山大学专长于气候模式研发、模拟和预测，浙江大学专长于火山气溶胶的模拟和重建，若强强联手以构建‘火山气候影响应急预测系统’为目标，从技术成熟度（TRL）的角度衡量，目前已经具备很高可行性”，周天军研究员最后补充说。
文章信息：
Citation: Zuo, M., T. J. Zhou, W. M. Man, X. L. Chen, J. Liu, F. Liu, and C. C. Gao, 2022: Volcanoes and climate: Sizing up the impact of the recent Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcanic eruption from a historical perspective. Adv. Atmos. Sci.,
【大气所等从历史角度估算汤加火山爆发的气候影响】
2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山剧烈喷发。卫星探测显示，火山灰到达了30公里的高度，向平流层注入的SO2总质量约为40万吨。作为自1991年皮纳图博火山之后最大规模的火山爆发事件之一，汤加火山爆发是否会对全球气候造成显著影响，引起了社会的广泛关注。
近日，中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室研究员周天军团队，联合南京师范大学教授刘健、中山大学教授刘飞和浙江大学副教授高超超团队，从类比历史上大型火山爆发的角度，估算了汤加火山爆发的气候影响。相关研究成果于3月1日发表在Advances in Atmospheric Sciences上。
该研究系统总结了气候学界当前关于历史火山爆发对全球气候影响的科学认知水平，包括火山爆发后出现的表面温度下降、平流层温度升高、全球水循环和季风环流减弱、热带太平洋El Nino型海温异常以及欧亚大陆冬季增温等现象。在理解过去的火山爆发对气候影响的基础之上，研究人员使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据，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，且该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。
研究人员进一步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通过比例因子推算到汤加火山爆发的强度上，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℃，这一幅度处于气候系统内部变率的范畴之内。其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃，中国大部分地区的降温在0.01℃以内。结果表明，目前汤加火山的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。
该研究指出，近千年来，单一火山爆发的气候影响一般限于1至2年内。但如果在一定的时期内，火山爆发的频率集中地升高或者降低，则足以造成这个时期的气候异常。研究人员表示，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，还需要密切监测其未来的活动态势。
论文链接：https://t.cn/A66L9wuO
（来源：中国科学院大气物理研究所）
2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山剧烈喷发。卫星探测显示，火山灰到达了30公里的高度，向平流层注入的SO2总质量约为40万吨。作为自1991年皮纳图博火山之后最大规模的火山爆发事件之一，汤加火山爆发是否会对全球气候造成显著影响，引起了社会的广泛关注。
近日，中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室研究员周天军团队，联合南京师范大学教授刘健、中山大学教授刘飞和浙江大学副教授高超超团队，从类比历史上大型火山爆发的角度，估算了汤加火山爆发的气候影响。相关研究成果于3月1日发表在Advances in Atmospheric Sciences上。
该研究系统总结了气候学界当前关于历史火山爆发对全球气候影响的科学认知水平，包括火山爆发后出现的表面温度下降、平流层温度升高、全球水循环和季风环流减弱、热带太平洋El Nino型海温异常以及欧亚大陆冬季增温等现象。在理解过去的火山爆发对气候影响的基础之上，研究人员使用基于气候系统模式的过去千年气候模拟试验数据，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，且该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。
研究人员进一步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通过比例因子推算到汤加火山爆发的强度上，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℃，这一幅度处于气候系统内部变率的范畴之内。其中澳大利亚和南美洲部分地区降温超过0.01℃，中国大部分地区的降温在0.01℃以内。结果表明，目前汤加火山的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。
该研究指出，近千年来，单一火山爆发的气候影响一般限于1至2年内。但如果在一定的时期内，火山爆发的频率集中地升高或者降低，则足以造成这个时期的气候异常。研究人员表示，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，还需要密切监测其未来的活动态势。
论文链接：https://t.cn/A66L9wuO
（来源：中国科学院大气物理研究所）
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