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火山喷发气候影响知多少

归档日期:09-15       文本归类:大气圈      文章编辑:爱尚语录

  冰岛最活跃的火山之一——格里姆火山于当地时间5月21日开始喷发,喷发高度一度达到20公里,比去年4月艾雅法拉火山爆发时每秒产生的大气污染物强百倍有余。22日,冰岛气象局的气象雷达监测到,火山灰云高度已经降至10公里,只是偶尔会回升至15公里。

  据国外媒体报道,格里姆火山喷发形成的火山灰进入英国、法国、德国以及西班牙等国空域,迫使数百架航班暂停运营。

  实际上,火山大规模喷发所产生的火山灰一直对航空飞行有着巨大的影响。根据美国史密森研究所“全球火山计划”长期统计结果,全球随时都会有至少20座火山正在活动,每年有50座至70座火山喷发,在过去的一万年中有1500座火山喷发过。

  由于火山喷发产生的火山灰可长期在大气中漂浮,而且随着高空风向、风速的变化,火山灰的规模也呈现不同立体空间的变化,这也就意味着对航空飞行的影响不仅是持续的,而且还是随时变化发展的。

  为什么民用航空飞行如此恐惧火山灰呢?去年,中国国际货运航空有限公司运行控制中心有关专家在论文中给出这样的答案:那是因为,火山灰中含有硅,能够对飞机的框架和表面造成磨损,磨损驾驶舱的窗户影响飞行员视线。火山灰还会对处于其下风方向的小型飞机场构成威胁,飞机场的跑道、地面设备以及停机坪上的飞机都会受到污染。在高空长途飞行,有时会遇到火山灰云。在火山灰云中可造成静压系统工作的各种仪器失真,发动机受火山灰杂质腐蚀和堵塞而受损伤,阻塞飞机的发动机的正常运转,严重的情况可使飞机发动机运转停止。

  自上世纪80年代初,科学家逐渐认识到火山气体及其气溶胶是导致火山喷发对气候影响的主要原因。目前有关火山活动对气候影响的研究主要讨论火山喷出挥发分气体及其形成的气溶胶的气候效应。

  火山喷出的气体主要包括水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢,其次还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、氮气、溴化氢、碘化氢等。它们对气候影响的持续时间是不同的,因此,分为短期效应和长期效应气体。

  已有研究表明,二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢属于短期气候效应火山气体,二氧化碳属于长期气候效应火山气体。

  中国科学院地质与地球物理研究所研究员郭正府在发表在《地球科学进展》上的论文中指出,火山喷发开始,二氧化硫作为一种温室气体主要导致火山口周围地区地表温度升高。随后,二氧化硫与大气中或火山喷出的水蒸气发生光化学反应,形成硫酸气溶胶;同时,火山硫化物气体与卤化物气体可在大气圈中形成酸雨。此外,氯化氢可以与臭氧发生反应,最终导致大气圈臭氧总量减少。

  火山气溶胶可以反射和吸收太阳辐射,造成地表温度下降。现代活火山观测结果表明:硫酸气溶胶和酸雨液滴在大气圈中滞留时间为数月至数年,因此,它们对气候的影响至多也仅为数年。

  郭正府在文中指出,二氧化碳作为最主要的温室气体,它的气候效应主要是导致地表气温升高,它在大气圈中停留时间较长。卫星观测资料显示,地球上火山活动平均每年向大气圈输送大约1011千克的二氧化碳,这一数值远小于近年来人类活动每年向大气圈排放的二氧化碳。因此,一次短时间的火山喷发不可能造成大气圈温室气体浓度明显增加。但是,由于火山喷发的二氧化碳气体可以长期滞留在大气圈中,因此,长时间持续性火山喷发的二氧化碳气体能够导致大气圈中二氧化碳浓度显著增加,从而造成地表温度明显升高。

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