全球变暖停滞的原因探索：三分之一由于火山喷发

                                   杨学祥

我们在2013年发表的论文指出，现代火山活动有明显致冷的记录：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮1~3年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温^[1]。最新发表的研究报告显示火山喷发导致了“小冰期”的到来。研究报告称，1275年到1300年之间，热带地区经历过四次大规模火山喷发，喷发出来的大量硫酸盐颗粒进入大气层上空反射了太阳辐射，使地球气温降低；1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发^[26]，与地震活动一样，火山喷发与气候冷暖变化导致的冰盖消长有关，是小冰期形成的重要原因（见表1）。

从公元850年起，我们可以确定的太阳黑子延长极小期就有5次之多，它们与潮汐最大值对应，与火山喷发活跃期对应，与低温和小冰期对应。值得注意的是，1890-1924年和1947-1976年拉马德雷冷位相时期与太阳黑子周期长度谷值相对应，1925-1946年和1977-1999年拉马德雷暖位相时期与太阳黑子周期长度峰值相对应。除潮汐变化外，太阳活动可能是拉马德雷现象的形成原因之一。潮汐增强、太阳黑子延长极小期、太阳黑子周期长度变长、火山喷发活跃、拉马德雷冷位相和冷气候有很好的对应关系。

表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期对应的200年周期

注：数据来自文献[7，25，46]。

这一观点得到最新研究成果的证实：据科学日报报道，在过去15年内发生的“变暖停滞”部分是由小型火山喷发所致。科学家们知道火山能够冷却大气层，这主要是因火山喷发所排出的二氧化硫所致。二氧化硫与上层大气层里的氧相结合所形成的硫酸雨滴能够持续数月，反射照射至地球的太阳光，从而降低地球表面和低层大气层的温度。之前的研究表明21世纪早期火山喷发或解释了近期1/3的变暖停滞。

目前记录的最温暖的一年是1998年。在那之后，20世纪所观察到的全球表面温度急剧上升的趋势似乎开始呈平稳状态。这种“停滞”得到了科学家们的密切关注，尽管完整的表面温度观察记录显示出诸多变暖速率减慢和加速的例子。科学家们之前认为各种因素，例如较弱的太阳活动和海洋增加的热量摄入可能是温度上升发生暂停的主要原因。2011年美国麻省理工学院（MIT）的苏珊•所罗门（Susan Solomon）在期刊《科学》上发表了一篇文章后，科学家们意识到火山活动的上升可能与变暖停滞有关。

http://tech.ifeng.com/a/20150113/40941383_0.shtml

我们的研究成果至少有三项得到国际科学研究的确认：太阳黑子延长极小期、火山喷发活跃和拉马德雷冷位相对过去15年内发生的“变暖停滞”有贡献。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828062.html

参考文献

杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.

美科学家发现全球变暖“停滞”或由于火山喷发

2015年01月13日 07:58

来源：凤凰科技

凤凰科技讯北京时间1月13日消息，据科学日报报道，在过去15年内发生的“变暖停滞”部分是由小型火山喷发所致。科学家们知道火山能够冷却大气层，这主要是因火山喷发所排出的二氧化硫所致。二氧化硫与上层大气层里的氧相结合所形成的硫酸雨滴能够持续数月，反射照射至地球的太阳光，从而降低地球表面和低层大气层的温度。之前的研究表明21世纪早期火山喷发或解释了近期1/3的变暖停滞。

过去15年内发生的“变暖停滞”或许三分之一是由于火山喷发

发表在期刊《地球物理研究快报》上的最新研究进一步确定了由近期火山活动造成的可观察到的气候信号。这一最新研究对去年11月发表在同一期刊上的一篇先前研究进行了补充，后者依赖对地面、大气和卫星测量数据的结合，暗示了21世纪一系列小型火山喷发所导致太阳辐射的反射远多于之前预想的。

“这项最新研究展示了20世纪晚期和21世纪早期火山活动的气候信号可以通过一系列不同的观察数据集来监测，”研究首席作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家本杰明•桑特(Benjamin Santer)这样说道。

目前记录的最温暖的一年是1998年。在那之后，20世纪所观察到的全球表面温度急剧上升的趋势似乎开始呈平稳状态。这种“停滞”得到了科学家们的密切关注，尽管完整的表面温度观察记录显示出诸多变暖速率减慢和加速的例子。科学家们之前认为各种因素，例如较弱的太阳活动和海洋增加的热量摄入可能是温度上升发生暂停的主要原因。2011年美国麻省理工学院（MIT）的苏珊•所罗门（Susan Solomon）在期刊《科学》上发表了一篇文章后，科学家们意识到火山活动的上升可能与变暖停滞有关。

在这篇文章发表之前，之前普遍的科学观点是只有大型喷发——规模相当于1991年菲律宾发生的灾难性皮纳图博火山喷发，这次火山喷发喷射出大约2000万立方吨的硫——才会影响全球气候。这种传统观点主要是基于气候模型模拟。但根据MIT的大气科学家、也是11月发表的那篇期刊的作者大卫•里德利（David Ridley），这些模拟缺少了火山活动这一重要组成部分。

里德利和同事在两个大气层平流层和对流层的交叉处发现了拼图缺失的一块。对流层是大气层最低一层，也是所有天气产生的一层。这两层的交汇处位于地球表面上方10至15千米的高空。

对火山喷发产生的硫酸雨滴和气溶胶的卫星测量一般限于15千米高空以上。在15千米以下，薄薄的卷云会干扰卫星气溶胶粒子测量。这意味着较低的平流层可能低至10千米，卫星测量因此可能会缺失一大块火山气胶负载。

为了避免这个问题，里德利和同事结合了地面、大气和空间设备的观测数据以更好的观察平流层低处的气溶胶。他们在简单的气候模型里应用了这些改进的火山气溶胶估值，从而估计火山可能导致自2000年以来全球温度冷却0.05至0.12摄氏度。

而最新的一项研究展示大气温度、湿度以及大气层顶层反射的太阳辐射里可以鉴别出这些20世纪末和21世纪初火山喷发的信号。检测这些火山信号的一个重要步骤便是移除厄尔尼诺现象和拉尼娜现象所产生的“气候噪音”。

“这些火山特征明显出现在多个独立测量的气候变量里，这支持了它们虽然规模小但的确会影响气候的观点。”研究作者马克•塞林卡（Mark Zelinka）这样说道。“如果我们想要精确的模拟模型里的气候变化，我们不能忽视这些小型火山爆发所产生的降低地球温度的效应。”（编译/严炎刘星）

[责任编辑：马晓宁]

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