儘管湯加火山爆發的“氣候衝擊波”可能不及人們想象中的那麼大，但在人類歷史上，的確曾有大型火山爆發給地球帶來了“無夏之年”，甚至引發了小冰期。比如，1815年印度尼西亞松巴哇島上的坦博拉火山爆發，達到創紀錄的VEI7級，導致1816年真的“無夏”。公元535或536年，一座萬里之外、目前也不知道何處的超級火山突然爆發，導致此後幾年全球幾乎同時開啟了災難模式。而1991年菲律賓皮納圖博火山噴發則使第二年全球地表溫度降低了約0。5度。

7.5萬年前多巴火山帶來災變

將地球帶入冰期，引發食物鏈鉅變

距今約7。5萬年前，印尼蘇門答臘島的多巴超級火山爆發，人類生存遇到嚴重挑戰。這次火山爆發達到了超大規模的VEI8級。

經過了7。5萬年，當年形成的火山口現在看來依然規模巨大——如今的多巴湖即是當年形成的火山口，南北長達100千米，東西長達35千米。據估計，此次火山爆發共噴發出了2800立方千米的物質。

▲多巴火山湖

這次超級火山噴發是1991年菲律賓皮納圖博火山（VEI6級）爆發強度的100倍。地質資料分析，火山灰的沉積範圍向西一直到印度次大陸和阿拉伯海，向東北方向直到1500至1800公里外的中國南海。

火山影響氣候主要是透過火山噴發的二氧化硫。火山噴發的二氧化硫氣體直達平流層，較短時間（一兩個月）內即會形成硫酸氣溶膠，隨著平流層環流輸送到全球各處。由於平流層環流穩定層結，所以硫酸影響會持續更長時間（一年以上），透過阻擋太陽輻射，引起近地面溫度降低。

當多巴火山的火山硫酸鹽氣溶膠進入平流層後，會阻擋和削弱到達地球表面的太陽輻射，使得全球溫度驟降（中高緯度降溫可能達到10℃-15℃以上）。這種強度的降溫很可能促發“冰雪-太陽輻射”的正反饋機制，即“溫度降低-冰雪發展-反照率增加-入射輻射減少-溫度進一步降低”，從而形成長期影響。

對於人類生存而言，最致命的可能不是低溫，而是原來食物鏈的徹底崩潰。

這次火山活動很有可能引起了一次新的冰期。在格陵蘭島的冰芯資料裡發現了此次火山的沉降物，隨之有長達千年的低溫期。有研究認為，此次超強火山爆發甚至改變了地球上各種生命的程序，使得北半球四分之三的植物死亡。當時，全球人口數可能降到了有史以來的最低值（1萬-3萬），人類演化差點被推到了滅絕的邊緣。這次多巴火山爆發也引發了全球生物災難，在熱帶雨林和季風區形成嚴重乾旱，引起植被衰退。

然而，德國馬普氣象研究所的研究卻認為，這次火山活動並沒有對人類生存形成真正的挑戰。同時，印度等地的考古資料揭示，在此地層附近，舊石器時代的人類活動保持了繼承性和穩定性，並沒有明顯的斷代歷史。這表明，此事件前後，在此生活的人類活動並未受到太大影響。

另外，儘管中高緯度可能出現了溫度巨降，以及生物種群、食物鏈的鉅變，但生活在中東和歐洲的尼安德特人一直生活到了3萬年前，生活在阿爾泰山脈和西伯利亞附近的丹尼索瓦人也生活到了5萬年前，生活在印度尼西亞的弗洛里斯人也熬到了1。2萬年前。

所以，多巴火山的這次超級噴發最大的可能性是形成了冰期，並改變了一些地區的食物鏈結構，給當時人類其他的兄弟姐妹帶來了極大挑戰：有些種群甚至發生了崩潰和滅絕，有的被迫遷徙或者改變生活方式，後日益衰落。等到我們的先祖從非洲走出的時候，其他的族群根本無法競爭。

1815年印尼坦博拉火山爆發

帶來“無夏之年”和“饑荒之年”

1815年4月5日至15日，印度尼西亞松巴哇島上的坦博拉火山爆發，這次火山達到創紀錄的VEI7級，幾乎是過去2000年裡最大規模的一次火山活動。據記載，這次火山爆發前，坦博拉火山高度為4100米，火山爆發後只剩下2850米，形成了直徑達6000多米、深700米的巨大火山口。

在這次噴發中，火山灰柱高達45公里（達到平流層高層）。火山灰完全遮蔽了天空，大氣中火山灰隨風漂浮，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25釐米，到了1000公里之外還有5釐米的火山灰。據記載，一週之後，距離火山幾百千米以外的瓜哇島上空，依然漆黑一片，幾乎伸手不見五指。

雖然這次火山爆發能量僅為多巴火山超級噴發的1/10左右，但仍造成了次年（1816年）歐美的異常寒冷，被稱作“無夏之年”或“饑荒之年”，因寒冷和饑饉死亡的人數超過20萬。

▲估算的1816年歐洲溫度異常，比氣候平均態低3度以上。

從歷史記錄來看，這一年整個夏天都很冷。根據紐約郊區當地人的記錄，1816年5月，山上還和冬天一樣光禿禿的，每天溫度還會降到冰點以下；6月9日，地面還是冰凍狀態；7月7日依然很冷，所有作物都停止生長；8月23日，重新出現霜凍……

寒冷使得當年作物收成基本無望，德國的食品價格飆漲：1815年，一蒲式耳（在美國相當於35。23升）燕麥價格摺合現在約為1。55美元，1816年飆升到了12。85美元。那一年，從英國到愛爾蘭和威爾士，四處都是受災的難民和乞丐，死亡人數估計超過20萬人。

坦博拉火山噴發的影響，還可以從當年的藝術作品中窺見。當火山噴發出的硫酸鹽氣溶膠籠罩整個平流層的時候，天空的朝霞和晚霞異常漂亮，紅色和橙色的天空隨時都在，不論是颳風下雨，早晚一定都看得到，甚至在大雨之後更加清晰。這被稱作

dry fog

，無法被雨水所清洗，因為下雨是在對流層，而那層火山硫酸鹽氣溶膠則是在更高的平流層。

▲畫作The Chichester Canal （1928），反映了火山氣溶膠影響下的天空。

▲畫作The Harbor of Dieppe （1826），正常的晚霞

英國畫家約瑟夫·瑪羅德·威廉·透納用畫筆真實記錄下了當時他眼中的天空——在火山氣溶膠的影響下，天空是橙色和紅色的，喜歡看晚霞的人在1816年看了整整一年的紅色天空。而沒有火山影響的正常晚霞，是可以看到藍色天空的。

有人受此啟發，分析了過去400年裡西方主要的畫作，定量化分析每幅畫的紅藍色對比，這一指數與過去400年的塵封指數相關係數達到0。83。這說明，藝術家在創作中不約而同地反映了實際的天空顏色——大氣光學厚度在正常時候為背景值0。05，但在坦博拉火山爆發的1815年和1883年喀拉喀托火山爆發時則能達到0。6。

>>>世界上16座最危險的火山

上世紀90年代，國際火山學與地球內部化學協會（IAVCEI）的“十年火山”計劃選出了16座火山。這些火山歷史上曾經有過大規模爆發，引起破壞性影響，近期處於地質活躍狀態，接近人口稠密地區。

根據當時預測，這些火山都可能在10年內大規模爆發。然而，大約30年過去了，這些火山中還沒有任何一座爆發。由於火山爆發和地震目前還無法預報，也許它們會在未來百年裡隨時爆發，成為超級火山，從而對全球氣候造成重要影響。

阿瓦恰斯基—科里亞克斯基火山（俄羅斯）

科利馬火山（墨西哥）

埃特納火山（義大利）

加拉萊斯火山（哥倫比亞）

冒那羅亞火山（美國夏威夷）

尼雷爾火山（美國）

默拉皮火山（印度尼西亞）

尼拉貢戈火山（剛果共和國）

櫻島火山（日本）

雲仙嶽火山（日本）

聖地亞古多火山（瓜地馬拉）

聖多里尼火山（希臘）

塔阿爾火山（菲律賓）

泰德峰火山（西班牙屬迦納利群島）

烏拉旺火山（巴布亞紐幾內亞）

維蘇威火山（義大利）

作者：魏科（中國科學院大氣物理研究所副研究員）

編輯：許琦敏

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