汤加火山今年1月14日喷发时状态（来源：觅熵科技Mizarvision）
“史诗级”火山喷发正不断搅动半个地球。
当地时间1月15日开始，南太平洋岛国汤加王国的一座岛屿海底火山开始剧烈喷发，形成大量火山灰，并引发海啸。卫星观测显示，火山灰混着气体在太平洋上空升腾，其形成的蘑菇云团顶直径达到400至500公里，火山灰达到距地面约28公里的高度。美国地质勘探局认为这引发了一次相当于5.8级的地震。
这次事件被认为是30年来最大的一次火山爆发。火山研究专家、中科院院士刘嘉麒认为，这是自1991年菲律宾皮纳图博火山（火山喷发指数VEI达到6级）爆发以来，地球上发生的最强火山喷发。
这场火山喷发已导致当地网络几乎完全中断，外界与汤加的通讯中断，约一万公里之外的阿拉斯加也能听到火山喷发的咆哮声，境内一岛屿上全部房屋被毁。其引发的海啸还影响了整个太平洋沿岸地区，日本、斐济等多国接连发布海啸警报，中国沿海海域也监测到海啸波。
根据英国广播公司BBC报道，截至目前，有3人在这次灾难中死亡，包括1名来自英国的女士。报道还指出，日本有近23万人需要避难，汤加国可能有多达8万人因此受到影响。
除此之外，汤加火山爆发在交通运输业、光伏、农业及农产品供应链等经济方面的影响亦逐渐显现出来。
北京时间1月18日晚19时左右，汤加政府发布最新声明称，洪阿哈阿帕伊岛火山15日喷发并引发大范围海啸后，汤加境内一座岛屿上的房屋全部被损毁。而这是自岛屿火山喷发以来，汤加政府发布的首个声明。
那么，为什么汤加会发生如此严重的火山喷发？火山爆发是否会影响中国？如何看待汤加火山爆发对全球气候、经济的影响？这是本文要解答的重要话题。
为什么会发生如此严重的火山喷发？根据美国地质调查局的数据，全球约有1350座潜在活火山，其中包括美国的161座潜在活火山。
据中科院之声报道，火山喷发之所以会影响气候，是因为火山喷发的二氧化硫气体直达平流层，在较短时间（一两个月）即会形成硫酸气溶胶，随着平流层环流输送到全球各处。由于平流层环流稳定，所以硫酸会持续更长的时间（一年以上），通过阻挡太阳辐射，引起近地面温度降低。
实际上，地震和火山都是地球能量释放的方式，火山活动反映了地球内部能量流动引发的自然状态。
火山下方有活动岩浆房，深部岩浆物质不断对其进行补给，补给到一定程度，岩浆房无法承受，岩浆就会涌出。通常火山喷发有两种形式：一种是爆炸式，喷发时能看见巨大的蘑菇云式喷发柱，伴有岩浆碎屑；还有一种是安静的溢流式，最典型的就是夏威夷火山，熔岩大量溢出，缓缓流动，多会形成熔岩流、熔岩被和熔岩隧道。
中国地震局地质研究所研究员许建东做了一个很形象的比喻：平时做菜，若水入油锅，油便会四处飞溅。火山喷发，火山物质混到水里，同样会产生类似反应。更麻烦的是，海洋之中，最不缺的就是水。岩浆如果流入湖泊、沼泽，水消耗完了，飞溅也就停止了；但在海洋中，这种反应可以一直持续下去。
此时，水体和岩浆相互作用，水被瞬间加热气化，体积剧烈膨胀爆炸，岩浆也会被水体淬化，碎屑化作用更为强烈，从而产生更高强度的火山灰释放过程。
去年8月，世界气象组织、联合国环境署合作成立的政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告第一工作组的报告中指出，以过去的气候和观测证据为基础，21世纪中至少发生1次大规模火山喷发的可能性(66~100%)很高。当时的报告警告说，这种喷发会使全球地表温度及降水量在1~3年内减少，并改变全球的季风循环、极端降水和很多气候影响因素。
那么，汤加这个国家为什么会发生火山喷发？
汤加位于澳大利亚以东约3300公里，是由173个岛屿组成的岛国，大部分为珊瑚岛，约40个岛屿有人居住，其余岛屿无人居住。此次火山喷发位于无人居住的洪阿哈阿帕伊岛（Hunga tonga-Hunga Ha"apai），距离汤加首都努库阿洛法以北约65公里。喷发于当地时间1月14日开始，在1月15日下午第二次剧烈喷发。
实际上，过去100年，汤加王国的洪阿哈阿帕伊岛（海底火山活动十分活跃，曾经历多次喷发，不断塑造着岛屿的面貌。该火山隐藏在海底的部分高约1800米，宽约20公里。巨大的海底火山顶着两个长度约2公里的小岛，分别是海底火山口边缘的西部和北部残余。2014年12月，汤加火山曾出现过一次喷发。
据中国科学报，刘嘉麒院士认为，汤加地带的海底火山喷发，主要与其所处的地质环境有着很大的关系。
他指出，首先，这一带附近有着“地球第二深”的汤加海沟——深达10882米，仅次于马里亚纳海沟，是岩浆、火山和地震活动比较活跃的地方；同时，其附近多岛屿，地质构造比较活跃，作为汤加-克马德克群岛火山弧的一部分，地震、火山经常发生；另外汤加又处在太平洋板块跟大洋洲板块交界处，板块互相碰撞俯冲，也是引起火山喷发和地震的一个重要因素。
“所以，这里火山喷发频繁是很正常的。”刘嘉麒说。
釜山大学地球科学教育系教授尹成孝则表示，汤加海沟也像日本东部的海沟一样，经常有海底火山活动。也就是说，汤加火山并不是特别值得关注的火山。由于这次火山喷发发生在水中，所以粉尘的影响较小。
就在此次大规模喷发之前，汤加海底火山在2021年12月20日还曾喷发过一次，火山灰达到16公里的高度，喷发过程持续至12月21日凌晨左右逐渐减弱。
“最新一次（15日）喷发规模相当大。”刘嘉麒表示，火山从海底喷发穿过四五千米深的海洋到达地表后，火山灰还能升到20多公里的高空，又引起比较强烈的地震和较大范围的海啸。“如果在地面喷发，火山灰甚至可能达到40公里的高空。”
根据华盛顿邮报报道，有专家表示，汤加火山大约每1000年就会产生一次这种规模的爆炸，类似于武器级的化学爆炸。而美国宇航局研究人员估计，这次火山爆发的威力为10兆吨，或比核弹更强大。报道指，喷发还导致汤加海底电缆断裂，整个国家在互联网世界中消失。
那么，火山活动还会持续吗？
刘嘉麒认为，火山喷发通常是间歇性的，但也有连贯性。这个地区这么大的喷发规模，不会马上完全静止。他指出，一方面，对于一座海底火山来说，目前能了解的仅是水面以上的情况，海底未到达水面的小规模喷发无法监测。另一方面，现在到达水面以上的喷发仅过了三四天，不可能完全静止。
事实上，由于岩浆房内部储存的大量能量和物质已被释放，尽管不能排除其可能性，但大规模喷发几率不大。
火山爆发是否影响中国？近期，奥密克戎极大扰动着全球经济和全球市场，加上本次汤加大规模火山爆发，再一次牵动全球市场的神经。作为本世纪最大的火山爆发，是否会影响中国？
根据中国自然资源部海啸预警中心最新监测结果，中国沿海海域于16日凌晨监测到海啸波，其中浙江石浦站最大海啸波幅约20厘米，其余潮位站海啸波幅均小于15厘米。此次喷发过程未对中国沿岸造成灾害性影响。
汤加火山喷发照片（来源：汤加地质服务局官方）
那么，如果发生进一步喷发，是否会影响到中国沿海地区呢？
在刘嘉麒看来，中国不大可能遭受此次喷发带来的海啸的影响，因为大部分沿海地区有岛弧链阻挡，不过有些裸露海岸线的地区比如福建、浙江等地可能受到大规模海啸的波及，应加强防范。
实际上，近百年来，除了1951年西昆仑山地区，中国大陆几乎没有火山喷发。目前已知中国历史上最强的火山喷发，是1000年前的长白山火山喷发，喷发指数达到6~7级。
不过刘嘉麒认为，自然灾害不分国界，应该做到及时预测、防范和应对。在他看来，这次汤加的海底火山爆发能够造成如此严重的影响，很大程度上是当地预防、预测做的并不好。
“目前全球对海底火山尚缺乏监测，达不到准确预测的水平。现在地球科学正在向着深空、深地、深海发展，火山作用与这三个方面都密切相关，所以应该在这方面下功夫。”刘嘉麒表示，与地震不同，陆地火山喷发的地点和强度时间和强度现在基本上能精准地预测，但海底火山却没办法更好检测。而由于历史等原因，中国研究火山的人太少，重视程度也不够，相关研究也遇到一些瓶颈。随着科学和社会的发展，这方面的研究必须得加强。
火山爆发对全球气候、经济影响几何？中金公司发布研究报告指出，新西兰、汤加、斐济、日本、瓦努阿图、智利和澳大利亚等国家也针对此次事件发布了海啸预警。短期内太平洋沿岸国际航运或受到影响，需要重点关注美豆到港情况。而长期来看，本次火山喷发或增加夏季拉尼娜发生概率，包括小麦产区、大豆、玉米主产区都会产生影响。
具体来说，汤加火山爆发强度等级较高，火山喷发点在ENSO监测区附近，这或大概率削弱沃克环流，加速厄尔尼诺气候的形成。
全球范围内来看，厄尔尼诺发生年，如果在12月到2月期间，那么赤道附近海岸线、秘鲁西北部、巴西南部、阿根廷中部、非洲赤道以东降水量会大概率增加；南美洲北部、中美洲、非洲南部、澳大利亚北部较以往更为干旱；如果发生在6月到8月期间，那么美国内陆地区、智利中部降水量会增加，而澳大利亚整个东部地区将会发生干旱，在中国则造成南涝北旱的状态。北冷南涝的气候或对北方小麦、玉米、大豆的生长带来不利影响，洪涝灾害也可能影响南方水稻生产。由此会引发夏季厄尔尼诺气候对全球主要作物的诸多负面影响。
此外，华泰证券研究团队则认为，农业及农产品供应链、光伏、航空业等均有可能受到火山活动的影响。
其中在农业供应链部分，1厘米的火山灰可以将农作物完全破坏，距离汤加较近的全球农业出口大国新西兰或受影响。新西兰、澳大利亚等国在全球乳制品、新鲜蔬果等农产品供应链易受火山再次爆发带来的次生影响；在光伏领域，火山爆发会可能会减少全球光照，从而会对全球光伏发电量造成一定负面影响，例如1991年菲律宾皮纳图博火山爆发后，约2000万吨二氧化硫云被注入平流层，导致当年全球光照减少约10%；而航空部分，若火山灰大面积扩散，或进一步影响全球航空业，降低运输效率，拖累全球供应链。
此次汤加海底火山爆发之前，全球是否有监测到一些该火山活动的数据？
1月17日，联合国卫星中心（UNOSAT）发布卫星监测报告，对1月15日汤加火山喷发的受灾情况进行分析，卫星影像显示该国5个主要岛屿观测到火山灰沉积和水侵迹象。火山口以及岛屿的绝大部分土地都已沉入海面之下。海岸线变化明显，海岸线地区的道路和建筑物受损。
得益于航天技术的进步和商业航天的快速发展，卫星在重大灾害中发挥着越来越重要的作用，特别是在减少自然灾害造成的重大损失等方面。比如，卫星对全球大气运动和环境变化进行了连续观测，其中特别是对常规气象难于观测的约占全球总面积四分之三的海洋、沙漠和山区，提供了大量宝贵的信息。
卫星遥感技术解决灾害在哪里的问题，地基遥感技术解决灾害何时发生的问题。在卫星遥感技术的基础上，中国已经有企业研发了“天地一体化”地质灾害监测预警技术，结合自主研发的地基遥感设备，对地质灾害进行综合预警，取得了良好的预警效果。
有专家表示，未来专用卫星和地面的监测设备将对预测火山爆发有极大的帮助，可以预先安排民众疏散，挽救生命。（本文首发App，作者｜林志佳）
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