1991年皮纳图博火山爆发导致全球气温骤降。图片来源：ARLAN NAEG 
　　地球上几乎没有什么力量比一次大型火山爆发更强大了。威力最大时，火山会将数百万吨阻挡阳光的粒子“注入”大气层，使地球冷却近5年，危及农作物，导致“无夏年”。最近一次是1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，导致全球气温暂时下降0.5摄氏度。
　　现在，人类驱动的气候变化正在改变这种巨大的力量。一项发表于《自然—通讯》的新研究表明，温室气体增加将使大型火山喷发产生的羽流喷射得更高、传播得更快、反射更多阳光，导致更加突然和极端的降温。
　　英国剑桥大学地球物理学家Thomas Aubry和同事将理想化的火山喷发与全球气候模型相结合，模拟了在历史条件下以及到2100年地球预计会迅速变暖的情况下，中型和大型火山喷发出的羽流的反应。
　　研究人员发现了两个相互抵消的趋势。正常情况下，每年只有一两次中等规模火山喷发穿过对流层到达平流层，当高反射粒子扩散到平流层时，它们会导致全球降温。而当对流层变暖时，它的高度就会膨胀，最终使平流层远离火山喷发的范围。
　　“这就好像世界各地的标准篮筐突然升高了几英寸，让得分变得更加困难。”未参与这项研究的美国罗格斯大学新布伦瑞克分校火山学家Benjamin Black说。
　　然而，随着皮纳图博这种规模的火山爆发，情况发生了变化。到2100年，地球温度将升高6摄氏度，对流层高度将增加1.5公里，但超大规模喷发仍能穿透平流层。研究人员称，与目前的气候相比，那时火山气体到达的地方更高，传播速度更快，降温效果放大了15%。
　　根据该团队的模型，到2100年，空气在平流层的上下混合将使火山羽流比以前高出约1.5公里。此外，气候变暖将加速平流层的主要风型，导致高反射的火山颗粒在聚合成更大粒子前就在上层大气中更快地扩散到两极。而粒子越小，反射的光就越多。
　　未参与这项研究的美国国家大气研究中心大气化学家Michael Mills说，中等规模的喷发可能不再到达平流层这一事实是“有趣和重要”的。新模型中发现的许多趋势——平流层变冷、对流层上升和环流加速，已经在现实世界中出现。但Mills补充说，新模型模拟的粒子增长是否反映了现实世界中的情况，仍不确定。
　　Aubry说，事实上，这项研究提出的问题比回答的问题多。首先，它只研究了热带地区的火山喷发，而不是那些更接近于平流层的两极地区的火山喷发。而且，很难说是大型火山的降温作用增加还是小型火山的降温作用减弱，最终会对气候产生更大影响。“我的直觉是，大型火山喷发效应将占主导地位。”他补充说。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-021-24943-7