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火山爆发与天气气候

更新日期:2019-12-13 15:49
  冰岛南部于3月20日起发生火山爆发,其间一度停喷,至4月14日再度喷发,且喷发强度加大。它向大气层中喷发大量的熔岩、尘土和气体,不仅使北欧几国烟灰弥漫,甚至昼夜难辨,还蔓延扩散至欧洲大部和北美地区。
 
  全球火山爆发概况
 
  对于此次火山爆发的影响,从全球火山爆发历史的全貌和比较中能够更清楚地加以认识。
 
  据近几十年资料统计,全球每年发生火山爆发50次至70次,而且次数呈缓慢增加的趋势。火山爆发按其喷发出熔岩的体积和喷发的高度,划分成8个强度等级。中低强度的爆发每年都有,6级以上的强爆发要几十年才会有一次。约有10%的火山一天就完成了喷发,有的断续喷发几周,个别的断续喷发几年,平均下来喷发时间为7天。一次5级强度的爆发,其喷出的熔岩和火山灰的体积达1立方公里,并伴有大量二氧化硫等气体和水汽;喷出的高度可达25公里以上;熔岩的温度达700℃至1200℃。但也有一些火山,其熔岩只从火山口流淌出来,同时,有一定量的气体和水汽喷出。
 
  火山本身所造成的灾害主要由其高温熔岩和突然下降的大量火山尘土所致。最严重的要数意大利南部的庞贝,公元79年8月维苏威火山突然爆发将整个庞贝城瞬间掩埋在火山尘土之下。1985年哥伦比亚的路易斯火山爆发火山熔岩和泥石流导致2.2万人被掩埋。近几百年来,活火山口附近已很少有人居住。但火山熔岩所到之处,森林、草木、农作物、房屋悉数被毁。
 
  火山爆发与天气
 
  火山爆发的附近地区常多强的阵性降雨,这由火山爆发时伴有强的上升气流和水汽的喷出所致;这些地区雷电也特别多,原因尚不清楚。大块的火山熔岩和土块一般坠落在火山口附近,小块的可坠落到十几公里或几十公里之外。再小些的尘土甚至可顺风落在上百公里之外的地方,其来势甚猛。
 
  1980年5月18日位于美国西海岸华盛顿州的圣海伦火山爆发,是一次5级(中等)强度的爆发。瞬间火山熔岩和灰土冲上了24公里的高空,喷出的熔岩和火山灰达1.2立方公里,覆盖6000平方公里的地面,波及美国11个州,烧毁和掩埋了不少村庄、房屋和森林,此外,24公里的铁路、300公里的高速公路被毁。几十里内暗无天日,远甚过强沙尘暴,几十里外人们仍有灼热和窒息感,事后地面上还积了一层厚厚的火山尘土。火山爆发还会使其顺风方下游产生一种火山灰雾(由火山灰和水汽结合而成),弥漫多日,不仅能见度很差,而且因其含有硫化物,对人体呼吸系统有明显伤害。因此,遇有火山爆发,政府一般都会让居民迅速撤离到至少25公里至30公里之外的地区,实际上是越远越好。
 
  火山爆发时常喷出大量的二氧化硫,它与空中水汽结合成为硫酸,降下来就是酸雨。这种大面积的酸雨能腐蚀森林、树木、农作物、建筑物;酸雨降到湖泊、水库和水塘中,还能使水质酸化,损害鱼类和其他水生作物。这种雨水一定不能作为储备用水。
 
  火山爆发对人类在大气中活动的最大威胁是飞行安全。由于微小的火山灰可以喷射到平流层高空,而飞机上雷达的荧光屏对这种颗粒极为细小而近乎透明的火山灰反应不明显,飞机驾驶员的肉眼也难以察觉,特别是在夜间;而它们在空中停留的时间又可以很长,大量细小的火山灰进入飞机引擎,使引擎不能充分发挥其动力作用,有时甚至熄火。近30年来,先后有90多架民航飞机遇到火山灰云,并不同程度受损,几次险些机毁人亡,可见其威胁之大。
 
  火山爆发与气候
 
  火山爆发时,除熔岩、尘土外,还喷发出大量的气体和水汽,气体包括二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢和氟等。其中大量的是二氧化硫,其与水汽结合后变成硫酸,除部分下降成为酸雨外,还有大部分转化成为硫酸盐气溶胶漂浮在平流层高空。由于其颗粒极为细小,因此漂流的时间可以很长,几个月、一年、甚至两年,漂流时间长了它就能比较均匀地遍布全球。这种气溶胶能反射阳光,同时,又可让地面的长波辐射透过,射向地球之外,这样就减少了近地层所能获得的太阳辐射,从而使地面气温下降。越是强的火山爆发,喷发出的二氧化硫量越大,其对地面的降温作用也越大。
 
  1991年6月,菲律宾皮纳图博火山爆发,这是一次强度达到7级至8级的强爆发,近几十年来从未有过。这次爆发喷出的二氧化硫达2200万吨。正是这次皮纳图博火山的大爆发导致1992年全球平均气温下降0.5℃。更有甚者,1815年4月印尼的坦博拉火山大爆发,是上千年来最强的一次,这次爆发之后的第二年(1816年),全球平均气温下降了3℃。欧美许多国家这年夏季气温特低,美国纽约这一年每个月都出现霜冻;英格兰6月下雪;北半球大部国家粮食绝收或严重减产,仅法国、瑞士就有20万人死于饥荒。这一年被称为“没有夏天的年份”。1816年是清朝嘉庆21年,我国南北各地也都灾荒严重,如河北记载:“嘉庆二十一年,春三月,风霜损麦,夏四月风雹伤人畜无数,嘉庆二十二年大饥”;哈尔滨县志记载:“农历七月十四、五,连降大霜,农田受灾,仅有四成之年,移垦受挫”;云南昆明县志记载:“嘉庆二十一年二、三、四月大旱,溪水断流,荷塘水尽涸,小熟无收,米价飞贵,民多拾海粉菜以充饥”。虽然所能看到的记载很零散,但可以看出这一年我国灾害也很严重。
 
  火山爆发和地震一样至今还无法预测,因而当今的气候模式对未来几年和几十年的预测都没有把火山爆发因素考虑在内,除非火山已经爆发。因此,可以说,火山爆发是气候变化过程中的一个重要的不确定因素。它甚至能使气候变化的进程产生突变。
 
  冰岛火山爆发的
 
  强度及其影响
 
  就目前冰岛火山爆发的强度,地球物理专家的意见是中等强度,有人认为达到了5级,也有人称其为次气候级,即不会对全球气候造成影响的强度。其主要影响中北欧。这是对截至目前的情况而言,如果火山持续喷发,甚至强度再加大,那就另当别论了。
 
  冰岛火山爆发最直接的影响是航空。全球有近30%的空中运输受到影响,超过10万的航班停飞,300多个机场一度瘫痪,680万旅客滞留机场,滞留北京的旅客也曾多达8000多人。这主要是由于中北欧是个经济发达、人口较多、航线特别密集的地区。也有人认为欧洲航空业界对此有些反映过度。
 
  火山爆发是民航飞行的灾害性天气。上世纪80年代以来,国际民航组织和世界气象组织召集了多次研讨会和专题会议,研究应对此种灾害的办法。目前,比较好的方法是利用高分辨率和高频次的卫星云图来监测火山灰的走向,向有关航线的飞机发出警报。问题是在卫星云图上火山灰和高云有时也不易分清,这需要分析人员积累经验、连续细心跟踪监视才能较好地做出预报。国际民航组织还在世界的几个地区安排了警报中心。尽管如此,火山灰云仍然是民航飞行需要防范的一种灾害。通常的做法是避开火山烟灰区或停飞。
 
  其次是对环境和人体健康的影响。火山爆发使其邻近地区冰雪融化,造成了一些河流发生洪水,但所幸这一带人烟稀少,且人已撤走,影响并不严重。对人体的影响主要是火山灰和其他气体的微粒,被人体呼吸后易造成呼吸道疾病。世界卫生组织已呼吁北欧等国居民外出时戴上口罩或面罩。而其引发的酸雨主要是对种植业,如农产品、花卉、果树等的生长不利,其次对湖泊和池塘里的鱼类造成伤害。以上这些影响也主要限于北欧和火山烟云浓重的地区。
 
  对气候的影响目前还是北欧、中欧和北美。这些地区今春原本就偏冷,大量火山灰遮蔽阳光会使这些地区更偏冷一些或偏冷的时间更长一些。对全球或更长远的影响还要看火山以后活动而定。
 
  火山爆发对社会、经济的影响是广泛的,多数是滞后的,需要由各行业专家以后来评估。