火山爆發(fā)抑制印度洋厄爾尼諾事件長(zhǎng)達(dá)8年

2025-12-07 19:27:07 分類：熱點(diǎn) 閱讀(3761)

基于火山作用力(a)和所有來(lái)自火山、火山太陽(yáng)能、抑制印度洋厄土地利用、爾尼溫室氣體和地球軌道波動(dòng)的諾事作用力(b)模擬的噴發(fā)后平均海面溫度變化。鳴謝:uux.cn/老虎和烏門霍弗2023。達(dá)年
（神秘的火山地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（漢娜·伯德）：發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的新研究表明，熱帶地區(qū)(赤道南緯23度)的抑制印度洋厄火山爆發(fā)與過(guò)去100萬(wàn)年印度洋全球氣候周期的突然中斷有關(guān)。厄爾尼諾南方濤動(dòng)(ENSO)和印度洋偶極子(IOD)是爾尼海洋-大氣氣候相互作用，在恢復(fù)到爆發(fā)前的諾事基線水平之前被發(fā)現(xiàn)中斷了近十年，并且這種影響隨著爆發(fā)強(qiáng)度的達(dá)年增加而增加。
IOD的火山發(fā)生是由于海洋表面溫度的東西對(duì)比，東印度洋的抑制印度洋厄溫度比正常溫度低，而西印度洋的爾尼溫度比正常溫度高。在積極階段，諾事這導(dǎo)致鄰近地區(qū)的達(dá)年溫度、降水和風(fēng)力模式發(fā)生相當(dāng)大的變化，洪水通常發(fā)生在東非，干旱發(fā)生在東亞和澳大利亞。在負(fù)IOD階段，這些條件發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院和伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)海洋學(xué)/應(yīng)用海洋科學(xué)與工程聯(lián)合項(xiàng)目的Benjamin Tiger和同樣來(lái)自WHOI的Caroline Ummenhofer博士使用社區(qū)地球系統(tǒng)模型“上一個(gè)千年系綜”( CESM-LME)和一些最大的歷史火山爆發(fā)的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，包括Samalas (1258年)、Kuwae (1452年)、Tambora (1815年)、Huaynaputina (1600年)和Pinatubo (1991年)。
他們確定，熱帶地區(qū)的強(qiáng)烈火山爆發(fā)會(huì)在爆發(fā)年內(nèi)引發(fā)負(fù)IOD，隨后在第二年引發(fā)正IOD，這種影響足以抵消火山爆發(fā)后在熱帶地區(qū)觀察到的總體降溫趨勢(shì)。這些正的和負(fù)的IOD異常在火山爆發(fā)后持續(xù)7-8年，直到信號(hào)恢復(fù)到爆發(fā)前的狀態(tài)。
這種模式進(jìn)一步受到另一個(gè)同時(shí)發(fā)生的氣候周期階段的影響，即十年間太平洋濤動(dòng)(IPO ),它持續(xù)20-30年，發(fā)生在橫跨兩個(gè)半球的更大區(qū)域。在正位相期間，熱帶太平洋較暖，北部地區(qū)較冷，在負(fù)位相期間則相反。
研究人員發(fā)現(xiàn)，負(fù)IPO階段導(dǎo)致更強(qiáng)的負(fù)IOD，正IPO/IOD也是如此，這使得IPO期間熱帶太平洋海面溫度對(duì)初始IOD響應(yīng)的強(qiáng)度產(chǎn)生了關(guān)鍵影響。

20°C等溫線在正(a)和負(fù)(b) IPO條件模型中存在的深度，其中正深度值表示等溫線加深，負(fù)a表示變淺。鳴謝:uux.cn/老虎和烏門霍弗2023。
與此同時(shí)，ENSO振蕩(太平洋海面溫度變化高達(dá)3°C并導(dǎo)致氣候變化)對(duì)應(yīng)于大型熱帶火山爆發(fā)后的厄爾尼諾變暖，特別是在火山爆發(fā)后第一年的北半球冬季月份(12月至2月),此后主要是拉尼娜現(xiàn)象。
這可能是因?yàn)榉侵藓陀《妊蟮年懙睾秃Ｑ笾g的溫度梯度增強(qiáng)，影響了西風(fēng)貿(mào)易風(fēng)，以及東太平洋上涌的冷水區(qū)域。Tiger和Ummenhofer博士還發(fā)現(xiàn)，ENSO反應(yīng)比陽(yáng)性IOD反應(yīng)滯后2個(gè)月。與此同時(shí)，模擬確定了爆發(fā)后3-5年內(nèi)與強(qiáng)拉尼娜條件相一致的負(fù)IOD。
另一個(gè)影響海面溫度以及氣候反應(yīng)的因素是印度洋和太平洋中的溫躍層深度(一個(gè)突變的溫度梯度)。在正IPO條件下發(fā)生的噴發(fā)在印度-太平洋暖池區(qū)具有較淺的溫躍層，在西印度洋和東太平洋具有較深的溫躍層，反之亦然。
在前一種情況下，東印度洋的溫躍層變淺，削弱了海面溫度梯度，因此中和了爆發(fā)后的IOD。然而，對(duì)于后一種溫躍層條件，海面溫度梯度加強(qiáng)，這為印度洋海盆爆發(fā)后更強(qiáng)的負(fù)IPO事件提供了先決條件。這些影響在事件發(fā)生后的第一年最為顯著，之后逐漸減弱。
同樣重要的是要注意火山爆發(fā)的時(shí)間，發(fā)生在北方春季(3月至5月)的火山爆發(fā)最有可能影響同年IOD/ENSO的反應(yīng)，而晚些時(shí)候發(fā)生的火山爆發(fā)可能會(huì)產(chǎn)生延遲或更中和的氣候影響。
除了影響氣候之外，火山爆發(fā)釋放的氣溶膠還會(huì)影響全球輻射力，即太陽(yáng)輻射的平衡。這導(dǎo)致了持續(xù)數(shù)月或數(shù)年的噴發(fā)后大氣冷卻，因此為了抵消溫度降低的影響，IOD/ENSO上的作用力必須很強(qiáng)。
這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于火山爆發(fā)易發(fā)地區(qū)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和為由此產(chǎn)生的極端氣候事件做準(zhǔn)備非常重要，有可能幫助減輕對(duì)環(huán)境和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的一些影響。