汤加火山喷发

回顾年1月15日04时27分（UTC），汤加海域HungeTonga火山（20.5°S，.4°E）发生大规模喷发，冲击波影响全球，并引发局地海啸。

这是人类第一次从太空中，以上帝视角围观这次火山大爆发。

图1汤加火山爆发时的卫星图像

图2汤加火山爆发时的卫星图像

从卫星图上来看，这次火山爆发产生的冲击波，甚至压过了正在附近活动的热带气旋“科迪”。

图3向日葵8号气象卫星（图源：TransTerraSpace）

通过卫星云图可以看出，汤加火山爆发时引起的冲击波传遍了大半个地球。冲击波就像扔进池塘的小石头产生的波纹，一圈圈荡漾开。

机场观测到气压变化

Weobservedit！

15日夜间，广州白云机场20：27（北京时间）自观基准点气压上升2hPa告警，20：42气压下降2hPa告警，气压的陡升与骤降引起值班观测员的注意，值班观测员立即通报塔台。

在仔细核查机场各点气压的逐分钟数据后，观测员判断各点变化趋势一致，气压数据正常，并发布SPECI。随后通报科室领导和设备室，设备室确认数据无误。

16日上午，中南气象中心值班预报员在回顾前一日机场实况报文时，发现在天气形势没有重大变化的情况下仍发布了气压跳动2百帕的SPECI报文。

充满疑惑的预报员们，随后通过阅读气象同仁的报道找到了答案，可能是汤加火山喷发冲击波影响到了本场的气压跳动！

意识到这一可能原因后，值班预报员积极查证中南各机场的实况报文。

图4中南气象中心值班预报员积极寻找气压“跳动”证据

然而，中南地区除广州白云机场外其余机场的METAR实况报文中并没有体现。

锲而不舍求真求实的预报员们并没有就此放弃，他们通过专业判断笃信，这次火山喷发引起的气压理应是一个大范围的普遍现象。于是，便开始查证全国一个个机场的实况报文。

功夫不负有心人！即便结果未能在30分钟～1小时/次的实况报文中得到印证，但求知的渴望抑制不预报员们大脑飞速地转动，他们想尽各种办法希望能查找各机场自观数据。

最终严谨细致的预报员们，在民航气象中心网站检索到了各机场逐分钟的气压自观数据，并绘出了中南地区及全国各主要机场的气压变化（如下图5-6）。

图5中南地区机场气压变化（中南气象中心预报室制图）

中南地区12个空管直属机场，15日在12:12～13:34（UTC）之间先后观测到了汤加火山喷发的冲击波造成的气压“跳动”现象，过程持续约20分钟。

揭阳潮汕机场距离汤加最近（约km），最先于15日12：12UTC观测到气压猛升的第一个小高峰，紧接着是深圳宝安机场（12：18UTC）、珠海金湾机场（12：19UTC）、广州白云机场（12：20UTC）、海南海口机场（12：27UTC）、海南三亚机场（12：28UTC）、长沙黄花机场（12：38UTC）、武汉天河机场（12：39UTC）、南宁吴圩机场（12：42UTC）、桂林两江机场（12：46UTC）和郑州新郑机场（13：04UTC）。

图6全国主要机场气压变化（中南气象中心预报室制图）

全国各主要机场亦先后观测到了此次过程，从时间分辨率为1分钟的气压数据能够较清晰地看出火山喷发的冲击波共产生了4次脉冲现象，第二波峰峰值最大。脉冲过程时间受地形因素及环境气压影响略有差异，大都为20分钟。

此次气压脉动的幅度，以广州机场观测报告为例，12:00UTC的QNH为百帕，12:30UTC的QNH上升为百帕,12:42的QNH下降为百帕，最大幅度为2百帕。

汤加火山喷发的影响？

Anyinfluenceitdid?

洪阿哈阿帕伊岛生于火山，毁于火山。年，当地一次火山喷发而形成了两座浮于海面的火山岛，年，火山喷发物又让两座岛连在了一起，最终才变成了洪阿哈阿帕伊岛。

图7洪阿哈阿帕伊岛地形（图源：中国气象爱好者）

相比于浮在太平洋海面的那一丁点儿岛屿，埋在海水里的火山体积占了99%。

图8火山喷发前后，洪阿哈阿帕伊岛地形变化

根据火山喷发前后对比图，可见该岛大部分陆地已经消失、岛上所有植被全部被毁，仅剩下两小块残存的小岛与海上漂浮的杂物。

目前来看，虽然汤加火山的爆发极为猛烈，但是由于爆发时间短（仅几个小时），许多喷出物落回平流层，进入海洋化身为了火山浮石（图8右图中白色部分），进入平流层的喷发物非常有限。

对比历史火山喷发个例

年份

火山名

所在国家

VEI

影响

坦博拉火山

印尼

VEI7

年，“无夏之年”

皮纳图博火山

菲律宾

VEI6

全球气温下降0.3-0.5度

埃亚菲亚德拉火山

冰岛

首次有火山灰云覆盖了密集的空中交通

*VEI，通过单次爆炸式喷发出的喷出量来衡量火山喷发等级的一个标尺。

现代研究表明，火山爆发主要通过火山喷出的气体及其形成的气溶胶来影响气候。例如二氧化硫进入大气后转化成硫酸性气溶胶，进而吸收反射太阳辐射，影响大气气候。

这次汤加火山的卫星图像上，在喷发的瞬间，有一朵灰白色的蘑菇云蒸腾而出，这里面除了一些大颗粒的火山灰、岩石碎屑外，主要就释放出了二氧化硫等大量的酸性气体。这些硫化物进入大气层，就像给天空盖上了一层毯子，会阻断太阳辐射，可能对全球造成一个降温效应。

但，形成遮阳伞效应需要具备以下2个条件：

1.火山灰气溶胶要进入平流层，或在平流层形成。因为对流层的火山灰会很快沉降到地面。

2.对流层的火山灰气溶胶要足够多，一般要VEI6上端或者VEI7甚至更强。

1月15日汤加火山大爆发后，全世界的科学家们都在抓紧时间研判这次火山喷发的级别。这需要根据喷发物的体积、高度来判定，而这些数据来自专业机构的测定，需要时间。

根据火山学家西蒙·卡恩（SimonCarn）称目前火山爆发产生的下平流层的二氧化硫含量还远达不到能够影响气候的程度。

图9Hysplit后向轨迹模型对火山灰云的预测

再加上，南北半球的环流系统相对独立，火山灰云主要向西移动（图9），影响新西兰和澳大利亚地区。

因此，大可不必担心火山对我国气候甚至粮食产生影响，除非它再次发生猛烈的爆发。

但需要警惕火山喷发通过海气遥相关作用，影响风海流，甚至在拉尼娜转中性的趋势上加把火，催生厄尔尼诺；火山喷发如果持续很久，气溶胶进入平流层过多，北半球阶段性冷事件及与之相关的强对流等极端天气，今年有可能增多，对此，我们需要有心理准备。

复旦大学中国历史地理研究所的教授费杰，梳理过近两千年火山喷发对气候影响的研究，他提供了一个新的角度。站在更长远的历史角度，火山喷发就只是一种自然现象，甚至一定程度上塑造了我们现在的地质景观。比如印度南部的德干高原，美国黄石公园。同时，我国无锡阳山也因曾有火山灰覆盖而土壤肥沃，特别适合种植水蜜桃。

火山喷发对空中飞行的影响

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一

对航空器运行的影响？

1

火山灰云降低空中能见度；

2

火山灰中的二氧化硅具有高硬度，刮损飞机零部件；

3

玻璃质硅酸盐的熔点在度，低于发动机内度，火山灰融化后堆积在涡轮叶片上导致发动机停转；

4

火山灰遇水后具有较强的导电性，可能使飞机内部电路发生短路；

5

二氧化硅氧化、水化后形成硫酸液滴具有腐蚀性，损害飞机的电子设备，造成通信障碍、迷航；

6

堵塞飞机的空速管，产生错误的读数，飞机因此失去速度；

7

火山灰携带有大量电荷，产生的云中闪电对飞机也会造成危害。

二

航空器飞入火山灰云后的征兆？

●静电干扰

●高频通信中断

●排气温度升高

图10航空器飞入火山灰后的迹象

三

航空器误入火山灰云后的措施？

一般情况下，由于火山灰云干，粒子小，不反映雷达信号，因此火山灰云在夜间为不可见云，机载气象雷达也无法监测到，应尽量避开火山灰云飞行！

*安全飞行的火山灰浓度标准为低于0.g/m3

万一误入？

在高度允许时，松开自动油门，减少推力到慢车状态，尽快离开火山灰云。参照年，-在印尼穿越火山灰时的成功脱险经验。

图11航空器飞入火山灰后，建议的机组动作

谁来发布火山灰预警？

Whowillsoundthealarm?

图12全球九大火山灰咨询中心

为了全面监测全球火山活动，年国际民航组织建立了一个覆盖全球区域的“国际航线火山监测”体系，并有完整的信息传递渠道。

该体系的九大火山灰咨询中心分别位于美国安克雷奇、美国的华盛顿、加拿大的蒙特利尔、英国的伦敦、法国的图卢兹、日本的东京、新西兰的惠灵顿、阿根廷的布宜诺斯艾利斯、澳大利亚的达尔文。

我国领空的监测预警：

东经90度以东地区，日本东京火山灰咨询中心；

东经90度以西地区，法国卢兹火山灰咨询中心；

预警的形式？火山灰通告

Inwhatform?

图13火山灰咨询情报及注释

图14火山灰咨询情报图形产品

例：据z报文内容可知，

目前火山灰云高度为FL~FL（12.6～18.9km）,整体正以50海里/小时的速度向偏西方向移动，逐渐自东向西影响澳大利亚的中北部地区。

查询汤加最新火山灰