這一次湯加火山爆發引起很大關注，但我看到這個消息的時候，感覺還是蠻平常的。 因為我做的是近兩千年火山噴發對氣候影響的研究，關注的火山噴發比較多了，這一次的規模和影響放在歷史的角度來看，確實還是比較小的。
噴發的火山叫洪阿哈阿帕伊火山，它在湯加語中就是「火山噴發」的意思，這座島本身就是近年來通過火山噴發形成的新島嶼。 湯加一帶一直是火山噴發高發地帶，因為它正好位於板塊邊界，地質活動很活躍。
除了湯加本地的情況，我知道大家都在關心這次噴發到底會帶來什麼影響，尤其是對氣候。
這種擔心不無緣由。 從歷史上看，1991年皮納圖博火山噴發，次年全球平均氣溫下降約0.5°C，在我國造成了夏季的低溫冷害，東北的水稻都無法成熟;更久遠的一次是1815年印尼坦博拉火山噴發，甚至造成了1816年「無夏之年」，全球平均氣溫下降約1°C。
我們看火山噴發如何影響氣候變化，要看一個最關鍵的因素，就是它噴出的酸性氣體總量。
這次湯加火山的衛星圖像上，在噴發的瞬間，有一朵灰白色的蘑菇雲蒸騰而出，這裡面除了一些大顆粒的火山灰、岩石碎屑外，主要就釋放出了二氧化硫等大量的酸性氣體。 這些硫化物進入大氣層，就像給天空蓋上了一層毯子，會阻斷太陽輻射，可能對全球造成一個降溫效應。
衛星觀測到火山爆發的影像
國外學者估計，此次湯加火山爆發，二氧化硫噴發量只有0.4個百萬噸。 這是一個什麼概念呢？
我們再對比一下，1991年皮納圖博火山噴發的二氧化硫大約20個百萬噸，而印尼坦博拉那次大約有53到58個百萬噸。
如果按照這個數量級粗略地估算，0.4個百萬噸硫化物能造成全球降溫的幅度大約只有0.01°C，對於全球平均氣溫的影響是非常小的。
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每一次火山噴發，給不同地區造成的影響是不同的，很難預測天氣災害會在哪裡以什麼方式體現出來。
如果在歷史上找一個位置接近的例子，1453年前後，在湯加火山西側大約一千公里的Kuwae火山噴發，造成了1453到1455年，我國春季異常多雪，杭州灣甚至出現了海冰。 但Kuwae火山的二氧化硫噴發量在100個百萬噸左右，規模比這一次要大很多了。
目前湯加國內的情況還不太明朗，但可以肯定的是，火山噴發對當地的生態環境肯定會造成很大的影響。 首先是降雨中會帶有硫酸、鹽酸、硫化氫等腐蝕性成分，對於當地的土壤、水源，都會造成很大的影響，可能造成地表植物大規模的死亡、土地長時間的荒蕪。 一些區域的環境甚至可能要幾十年才能恢復。
其次是火山灰的覆盖可能厚达几十厘米，甚至1米以上，其中夹杂的有毒有害物质在空气中飘散形成火山霾，会对人的呼吸系统造成破坏。
历史上曾有火山喷发造成区域性疾病流行的案例。1815年印度坦博拉火山爆发之后，气候的异常导致霍乱弧菌发生突变，引发了19世纪知名的霍乱疫情，据估计有数百万人死于这场大疫。
现在在新冠流行的背景下，再叠加有毒气体对呼吸系统的侵害、寒潮对病毒传播的加剧，汤加及其周边区域未来有可能出现大规模的流行疾病，这个问题应该引起重视。
汤加当地被厚厚的火山灰覆盖
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研究生时期，我在中科院地球环境研究所，跟着我的导师做隋唐五代时期气候变化的研究。当时的目的只是为了厘清气候变化的脉络，并没有关注变化的原因。我看材料的时候发现，后晋时期，在939年前后有很多异常的天气现象，它连续几年冬季严冬、雪灾，夏季霜灾，甚至出现降雪。当时的皇帝很着急，解释不了呀，只能命令群官去祈祷。
我们当时也解释不了，但我们可以去寻找研究的灵感，发挥学术的想象力。
因为我本科在中国矿业大学，听了不少地质学的课程，对火山有了一些基本的了解。我知道在人类活动还没有排放大量温室气体之前，火山喷发和太阳活动是气候变化最主要的两个原因。当时我去查了太阳活动的记录，在那几年都没有异常，所以就开始猜测，是不是跟火山爆发有直接的关系。
历史时期火山喷发研究是一个比较冷门的学科，国内外做的人都很少。我找了近半个世纪几乎所有研究火山活动的论文。最后终于找到1980年发表在《Nature》上的一篇文章，它研究了格陵兰岛上开采出来的冰芯，得到了过去1500年火山喷发的一个序列。因为有大规模火山喷发的年代，冰层上的酸性物质含量会特别高。那篇论文里记载了公元934年前后，冰岛埃尔加火山有过一次喷发。我意识到这对解释后晋气候变化有突破性的意义。
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这一次喷发持续了至少3至8年，喷出地表2.32亿吨二氧化硫，是已知过去两千年最大规模的玄武岩泛流式火山喷发。在土耳其君士坦丁堡，934年冬季异常寒冷，大地封冻超过120天，饥荒空前严重，饿殍遍野；939年，爱尔兰连续两天太阳呈血红色，在晴空中几乎没有光辉；同年冬天，伊拉克底格里斯河出现罕见洪水。
就在同一时期，中国的后晋经历了「大雪害民，五旬不止」，随后，一场空前严重的旱灾和蝗灾引发的饥荒席卷黄河中下游地区。史书上的记录触目惊心，「民馁死者数十万口，流亡不可胜数」，「晋祚自兹衰矣」。饥荒发生三年后，契丹攻入，后晋就灭亡了。
后来这篇文章在国外期刊上发表，对于一个研究生来说是很不错的成果。这个学问确实是太冷门了，1980年的一篇文章，到我2003年去读的时候已经20多年了，一直没有人突破。
虽然说是「灵感」，其实背后需要的是地质和历史两方面的背景，有这个资历的人比较少，恰好我都具备。从此之后，我就开始深入研究火山爆发对气候的影响，解释气候变化，同时也能帮助我们梳理一些历史事件与火山喷发的因果关系。
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