火山活动对气候影响的数值模拟研究

文章系统地总结了火山活动对气候影响的数值模拟研究，主要结论如下:近百年至千年的气候变化和火山活动关系密切，强火山喷发可造成平流层4℃以上的增温和地表年、月平均温度约0.4℃、1℃的下降。地表温度下降的时空分布受许多因素的影响，如火山喷发特征（包括喷发位置、季节、强度等）；海陆分布；火山气溶胶的光学特性；及其由直接辐射强迫引起的经向潜热输送的变化等等。同时还回顾了1991年皮纳图博喷发的有关研究及其对全球气候的可能影响的数值模拟工作。     

1992年气候偏冷

据英国气象部门提供的资料，1992年的气候比通常年份冷得多。目前正值全球气候转暖的总趋势，近些年的气温均高于平均水平。然而，19gZ年却下降到高于平均气温的最低值，原因是受到1991年菲律宾皮纳图博火山喷发的影响，喷出的大量气溶胶悬浮体飘散在大气的外围，阻挡了太阳光的辐射。气象部门以1951～198o年间的气温作为平均值，据测量，1990年平均气温超过该平均值0．39℃，1991年高出0．36℃，而1992年仅高出0．17”C。1992年气候偏冷@马宏通     

平流层气溶胶的辐射强迫及其气候响应的水平二维分析

利用比较先进的辐射模式计算了平流层气溶胶的辐射强迫,并对之进行了参数化。结果发现平流层气溶胶的辐射强迫的水平分布不仅与其本身的水平变化有关,而且与下垫面的反照率有很大的关系。利用近期开发的二维能量平衡模式模拟了皮纳图博火山气溶胶对地面平衡温度的影响,结果表明:皮纳图博火山至喷发后1年半左右降温达最大,至喷发后第5年降温已很小。     

1992年大气甲烷增长速率异常 下降的模拟研究

应用初步建立的全球二维大气化学模式,模拟了甲烷、一氧化碳和OH自由基自工业革命以来的长期变化,对1992年大气中甲烷增长速率突然下降这一异常现象的可能原因如平流层O3下降,皮纳图博火山引起对流层温度下降、甲烷排放源减少等逐一进行了定量研究。研究还发现一氧化碳排放源的减少是另一重要影响因子,并进行了验证。结果表明,1992年甲烷增长速率急剧下降的主要原因来自甲烷和一氧化碳排放源的减少。     

火山爆发使全球变冷

1991年6月，菲律宾的皮纳图博火山爆发，这是本世纪全球最大一次火山爆发，大气中形成的巨大火山悬浮物烟雾几乎环绕整个地球，各国科学家从卫星，飞机及海船上对烟雾进行了研究。火山云雾强化了地球大气层对太阳光的反射，致使全球平均气温下降几十分之一度。不过“罪魁祸首”并不是过去认为的火山灰烬（其浓度在大气中下降非常快），而是火山硫化气。该气体与水分子发生反应，形成硫酸雾珠，正是这些雾珠组成了悬浮体云层。这些悬浮微尘除冷却作用外，还会导致臭氧含量下降——中纬度地区大气中在一年不同季节可下降60／0—15o／0由此而造…     

平流层火山灰气溶胶层对全球温度影响的敏感性研究

本文的数值实验结果表明:火山喷发主要造成全球性降温，火山所在的纬度和喷发的季节都可以对喷发后全球温度变化的形式产生影响。需要特别注意的是，火山喷发，尤其是北半球高纬春夏季节的喷发，能产生很强的冷夏作用，可能会对全球天气、气候的变化产生深远的影响。     

火山活动对气候的影响

重大的火山喷发对气候的影响表现为地面温度降低，由于火山喷发存在季节、纬度和强度的差异，因此喷发物的空间分布特征不同，对辐射的影响也不同，降温出现的时间和降温的幅度不一致。中高纬喷发的火山主要影响发生喷发的半球，而中低纬的喷发可影响到全球，且影响时间较长；不同季节的火山喷发后，高纬度的温度响应较低纬明显，夏季的温度响应较冬季明显。有关火山活动对降水的影响目前已有了一些研究，但由于降水序列中火山信号较弱，同时还有ENSO等其他因子的影响，客观地分辨出火山的影响较复杂，目前尚无一致结论。     

青海高原太阳辐射时空分布特征

对西宁莫家泉湾和玉树辐射观测站的资料分别进行了订正和插补，对青海省太阳辐射的空间分布、年际变化进行了系统研究。结果表明：青海省年总辐射量高，总的分布趋势西高东低；20世纪70年代是总辐射高值时期，而80年代处于明显的低值时期，80年代末期至90年代初期有所回升，但90年代中期后处于下降状态。70年代的高值期和80年代低值期的出现与该时段青海省云雨状况和全球重大火山喷发事件密切相关，火山喷发是导致80年代总辐射量减少的重要原因。     

火山活动与我国旱涝、冷暖的关系

本文根据近五百年的火山资料,研究了大火山的喷发与我国旱涝、冷暖的统计关系。发现火山活动对气温的影响比对降水的影响要明显得多。而且在火山喷发后我国有两次降温,分别出现在火山喷发后第8个月和第18个月。第二次降温比第一次降温要强烈得多。1951年以来,我国东北地区夏季低温冷害的发生可能与≥2级的火山喷发有一定联系。     

火山爆发对新疆气候的影响

利用1961～1993年新疆的辐射、气温和降水资料，分析了火山爆发指数VEI≥4级的火山爆发对气候的影响。分析表明：火山爆发可以作为短期气候预报的背景条件；强火山爆发后的1～2年中，新疆的太阳直接辐射有明显减少；年平均气温和各季平均气温都有不同程度的下降，其中新疆北疆秋季气温下降最明显；1992～1993年新疆夏、秋季的低温是1991年6月菲律宾VEI6级的Pinatubo火山强烈喷发的结果。     

ENSO与火山活动的共同作用对大气CO_2浓度年际变化的影响

利用Mauna Loa和南极站点月均观测大气CO_2和δ~(13)C资料分析了大气CO_2浓度的年际变化特征,发现大气CO_2浓度年际变化与ENSO呈正相关而与火山喷发指数呈负相关。大规模火山喷发能够降低强ENSO对大气CO_2浓度的年际变化的影响,不仅与喷发强度有关,还与持续作用时间有关。ENSO与火山喷发共同影响大气CO_2浓度年际变化,而分析期间内的El Chichon和Pinatubo喷发后大气CO_2和δ~(13)C年际变化的差异则受ENSO和火山喷发的强度以及两者的相对起始时间的影响。δ~(13)C分析结合Keeling Plot计算表明,ENSO对大气CO_2浓度年际变化的影响主要通过影响陆地生态系统生产量的变化,而火山喷发对其影响则通过因温度降低和海洋施肥效应所引起的海洋吸收增加。     

读图

<正>火山喷发的气候效应在美国科学院(NAS)最新发表的关于火山喷发的研究报告中,描绘了不同量级和持续时间的火山喷发对地球大气的影响。图中用喷发持续时间和岩浆量描述火山对大气的影响。来源:NAS亚洲高原冰川:区域应对干旱的重要缓冲机制     

火山喷发与齐齐哈尔市温度变化及粮食产量的关系

分析了本世纪发生的２１次火山喷发个例与齐齐哈尔市温度变化的关系，得出很有意义的结果，火山喷发后，当地夏季降温最明显，其影响滞后１０个月以上；降温幅度与火山喷发的强度和距离呈正相关，火山喷发后，生长季积温减少，易出现氏温冷害。     

菲律宾皮纳图博火山爆发的卫星探测分析

应用气象卫星的探测处理资料，揭示和探讨了1991年6月15日菲律宾皮纳图博火山爆发后火山灰和火山尘云的演变和漂移中的一些重要特征，为研究这次火山爆发对天气和气候的影响提供了卫星观测分析信息。     

近50年火山喷发和太阳活动对我国气候影响的研究

利用特征向量分析与时序叠加分析和谱分析相结合的方法，分析了近50a来我国地面气温和降水场中火山喷发和太阳活动的气候信号，强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温，喷发1a多以后降温最明显，并能持续约半年。除这个主信号以外，青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化，温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。在降水场中的火山信号较弱，表现为火山喷发后的秋冬季节南方地区降水偏多。在青藏高原积雪和深层地温的变化中，没有发现火山和太阳活动信号。     

皮纳图博火山云对1992年大范围气候的影响

1991年6月中旬，菲律宾的Pinatubo火山将近二千万吨含硫气溶胶喷入平流层高空，形成了本世纪最大的一次火山云事件。文章叙述了火山云在高空的扩散状况及其对1992年大范围气候的致冷影响。这表现为全球平均气温的明显下降;北半球1～10月(尤其是夏秋季节)气候冷区明显增多，这种气候冷区有从低纬向高纬逐步移动的趋势;而且夏半年在我国也出现了一系列冷害现象。     

南京大气透明度系数气候特征的初步分析

本文利用南京小教扬1960—1981年日射资料,分项计算出大气透明度系数P_2及其各分置P_L、P_w、P_d,并在此基础上比较详细地讨论了它们的日年变化和非周期变化。揭示出主要影响因子。结果表明,天气过程、大气污染以及火山喷发等都可造成P_2等的明显变化。由于空气污染的影响,大气透明度系数在长年变化中具有明显的下降趋势。火山喷发影响则使这种趋势在此后一两年内更加突出。发现大气中气溶胶含量变化是新起大气透明度状况变化的决定性因素。     

火山遥感及其在全球气候变化中的作用

有关火山遥感的文献大多牵涉到一些基本的形态学特性，这对于火山的喷发预警和探察地热柱和岩浆流是适合的，本文的目的则是要强调与火山在全球气候变化中的作用相关的一些物理过程，特别在地球放气中必须要估计火山的实际时变作用，我们可以从过去得到一些相关信息以便考虑通过现在的卫星应监测哪些项目。     

火山喷发和太阳活动对我国温度影响的研究

利用特征向量分析、时序叠加分析和谱分析相结合的方法,给出了近５０年来我国地面气温场中较为清晰的火山喷发和太阳活动信号。强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温,降温最明显的时段是喷发１年多以后,并能持续约半年。除这个主信号以外,青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化。温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。     

火山活动对气候影响的统计分析

每次火山喷发都会导致降温,全球性降温0.05℃,地区性降温0.2℃,并且会持续到第二年,其后逐渐平息。但是,除此以外,数年后仍存有影响。这并不就是直接的阳伞效应,而是由于气候系统中有自我调节机制,此机制因火山喷发而受刺激,引起变动,从而持续发生影响。另外,在火山活动的变动中,有70年左右的周期性,在气温长周期变动中也有这种反映。