百年冰川期即将来袭，火山爆发是形成冰川期的主要原因

作者：德健　　出处：钱神电信　　

缘起：

              纽西兰北岛中部的汤加里罗火山在当地时间6日午夜前突然喷发。这是这座火山一百多年后首次爆发。纽西兰官员称，汤加里罗火山喷出高达6100米的火山灰云，扰乱航班升降，部分国内航班被取消，一些高速公路关闭。警方和目击者表示，看到如火焰般的爆炸，火山灰云从山边的新洞中喷出。
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一、小冰河期的可能发生顺序

              太阳风爆持续发威<高质子引起强烈地球内部磁暴<地球岩浆活动急速增加<全球地震活动急速上升<大型火山喷发<火山灰进入平流层<阻挡阳光<全球进入小冰河期

              所以，观察地震活动和火山活动是进入小冰河期的地球重要指标。

              观察太阳风暴，是小冰河期来临的外部指标。

二、大型火山喷发会对地球气候造成降温的后果

                1、火山爆发与低温

              最早将世界性低温的原因归因为火山爆发的是着名的富兰克林Franklin(1784)。而美国气象局的W.J.Humphreys，则将1816年，也就是「没有夏季之年」，严寒的天气归因于火山爆发。

              Wexler(1956)、Lamb(1970)  、Woodroffe(1970)指出过量的火山尘会引起冰期，因其会阻碍阳光。Budyko(1968)认为冰期是由于火山连续喷发而产生的，低纬度地区减少约50%的太阳辐射，而在高纬度地区则因冰雪会反射太阳辐射，所以减少了约80%。

              2.火山喷出物

              Schneider＆Mass(1975)认为过去  100  年的气候变动导因于火山尘、太阳黑子活  动、人为的二氧化碳增加，其中以火山尘影响最大。Bryson＆Dittberner(1976)主张小喷发也可以影响气候，他们认为硫酸盐离子是在平流层火山尘幕中最重要影响气候  变动的因子。Mass＆Portman  (1989)认为火山喷出物对气候的影响，火山气体要比火山尘来得重要。在平流层的火山气悬胶体可减少20~30%的太阳辐射，但是辐射减少的现象于喷发所在的半球较明显，并非全球一致的。

              火山爆发能够把大量的气体及灰尘射入高空，烟柱顶部最高可达  50  公里，深入平流层内部。火山尘幕的固体粒子可以长期在平流层飘浮，通常可达  1  年以上，最长可达  10  年以上。火山尘散射太阳辐射的能力比散射地面的长波辐射大30  倍，且尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。一方面使太阳光在到达地表和被吸收前反射  回太空而使地表变冷；另一方面，这些尘埃吸收地表辐射，使地表辐射的能量不易回太空，因而使地表增温。虽然火山爆发的火山尘有使气温增温及冷却的双重作用，但冷却较增温作用显着，因此一般而言，一次大型火山喷发后，地表稍微变冷。至于火  山尘造成的气候异常程度则视火山尘的高度、火山尘的粒子大小、火山尘化学成份而  有所不同。

              火山爆发的喷出物富含许多气体包括水蒸气、亚硫氢、二氧化碳、氮气等。其中有一些气体可能和火山所导致气温改变有关。例如：当火山气体富含二氧化硫时，二  氧化硫的化学性很活跃，被火山喷至平流层时，经由光化反应形成硫酸雾。而亚硫酸  气体或硫化氢一旦和水蒸气化合，便形成比火山灰更微细的硫酸盐气悬胶体，于是就  以此形能长期飘浮在大气中，妨碍日射而引起温度下降。

　　3.火山活动指标

                Lamb(1970)设计了  DVI  火山尘幕指数(DVI=.97REt)，从爆发时间开始月平均直射日射量减少了多少(R)？喷烟的覆盖面积有多大(E)？并参考观测时间中纬度地区太阳或月亮的光学现象受气悬胶体的影响有多久(t)？由此算出  1883  年印尼克拉卡托火山(Krakatao)爆发的  DVI  指数是  1000。但  DVI  指标只考虑到火山尘，而忽略了在平流层更重要的气悬胶体。

              Newhall    and    Self(1982)利用喷出物的量及所到达的高度，设计VEI火山爆发指数，共分  0~8  级。VEI指数也因为缺乏平流层火山灰负载量的资料而受到批评，此外也忽略了不同纬度火山喷发的差异。

              Hammer＆Dansgaard  分别以导电率及氧的同位素来测定格陵兰冰盖酸性物质的含量，建立火山活动年表。Bryson(1980)使用湖泊沈积物中的花粉标本及碳14  定年法来研究过去的一万年里气候变迁的情形。他认为北半球气温变迁的长期趋势是受火山活动的影响。根据他的观测，当太阳常数有1%的变迁时，北半球的平均气温就会改变摄氏1.2~2.0  度。

                4.火山活动类型与气候变迁之关系

              因为每次喷发的量及型态、粒子的大小、所到达的高度、在大气中所停留的时间、喷发所在的纬度等都不太相同，所造成的气候冲击也不太相同。以下分别就这些因素讨论。

              (1)纬度的差异

              根据  Alan  Robock及Jianping(1995)的研究，选择富含硫酸盐大型喷发做分析，发现当热带火山喷发时，火山冷却讯息在热带与副热带地区非常清楚，特别是在北半球。对于气温的回应最大地方是与火山同纬度的地区。因为火山灰可藉由大气环流快速环绕地球一圈(约二星期)，再向南北二极方向扩散。因此同纬度地区受火山气悬胶体覆盖的影响，降温回应明显。

              (2)南北半球的差异

              根据  Lamb(1988)的看法，他认为

              (a)喷发位置位在纬度  0-15  度之间，则在南北二半球平流层中，火山尘量相

等，DVI  指数也相同。

              (b)喷发位置位在纬度  15-20  度之间，则在南北二半球平流层中，火山尘有2/3是位于喷发的那个半球，1/3  火山尘位于另一个半球。

              (c)喷发位置位在纬度20  度以上，则火山尘大部分位于喷发的那个半球。北半球因陆地面积广大，升、降温快。当北半球的火山喷发时，北半球的温度、全球温度变动会受到较大的影响。而南半球陆地面积小，尤其在温带地区的面积远远不如北半球，因此海洋面积比例就比较大，海洋的热容量较大，所以升、降温都很慢。当喷发活动发生南半球，对于北半球及全球温度变动，因受海洋的影响就削减了其作用。

              综合来说，当喷发在北半球时，对于全球温度有较大的影响；反之，当喷发位在南半球时，影响就较小。
  
              一旦火山灰和气体进入距地表约10公里高的平流层，就有可能会造成「火山冬天」的现象。中研院地球所研究员陈中华指出，火山灰进入平流层影响还不大，因停留时间较短，但是火山喷发后产生的硫化氢与二氧化硫气体，遇到水气之后会形成硫酸气胶，这种硫酸气胶颗粒非常细，随喷射气流迅速在平流层扩散，而且可停留长达1到3年，由于这些气胶会吸收及反射太阳辐射，让抵达地表的太阳辐射量减少，以致地表变冷。

              1991年菲律宾皮纳图博火山爆发时候，就引发「火山冬天」效应。皮纳图博火山爆发第二年，全球平均温度降低了约0.5度。

              中央气象局预报中心主任郑明典表示，如果火山灰和气体进入平流层西风带，西风强的话，火山灰七天就可以绕地球一周。然而火山灰在对流层内，粗颗粒的火山灰飘不远；能飘得远的细火山灰对太阳光有很强的散射作用，容易散射掉波长短的蓝光，所以在火山爆发后，阳光少了蓝光，颜色会偏红，让会附近地区日出或夕阳更漂亮。

              陈中华表示，如果同样规模的火山爆发，火山灰都冲上平流层，低纬度赤道附近火山造成的影响会比高纬度火山严重许多，因为低纬度环流会让火山灰扩散的范围更广。

三、1780~1980  主要火山喷发后的温度改变（有气候观测纪录）

              主要研究以下北半球六座火山

                1.  Asama-Laki  in  Iceland(VEI  4+):  1783  (34  Tg  H2SO4)(4)  /  1783年冰岛Asama-Laki火山

                2.  Tambora  in  Indonesia(VEI  7):  1815  (>100  Tg  H2SO4)  (1)  /  位于印尼

                3.  Coseguina  in  Nicaraguea(VEI  5):  1835  (24  Tg  H2SO4)  (2)  /  位于尼加拉瓜

                4.  Krakatoa  in  Indonesia(VEI  6):  1883  (~50  Tg  H2SO4)  (3)  /  位于印尼的火山

                5.  Santa  Maria  (Guatemala)-Soufriere-Pelee  (Martinique)(VEI  6):  1902  (33  Tg  H2SO4)  (5)  /  位在瓜地马拉，造成一个城镇只剩2人存活

                6.  Agung  in  Indonesia:  1963  (16~30  Tg  H2SO4)(VEI  5)  (6)  /  位于峇里岛，漂亮火山口湖的隔壁。17世纪开始有气候观测，火山专家和气候专家合作探讨这些火山喷发前后数据的变化，如硫化氢H2S。

                                                              【针对北半球六座火山喷发后温度改变之研究】

  -            以下针对上列各大型火山找有代表性测站观测喷发前后十年气温的变化：表中各测站在火山喷发前气温有略降现象，但火山喷发后2-3年则明显降温约1度。

  

  【Asama-Laki  in  Iceland】

【Tambora  in  Indonesia】

【Coseguina  in  Nicaraguea】

【Krakatoa  in  Indonesia【Santa  Maria  (Guatemala)-Soufriere-Pelee  (Martinique)】

-            6座火山喷发前后十年气温变化的总计其中TAMBORA火山喷发后，天空有异相，好几个月都是落日红，晚霞满天。

              总结，从1780~1980所追踪的六座火山，在爆发后的气温都有明显的下降，影响时间约四年。上述六座影响世界气候的火山，都有令一个共通性，他们的VEI火山爆发指数平均都有5以上。所以，只要VEI指数在5以上的火山爆发，就非常有可能在未来几年对全球的气候产生变冷的影响。

四、全球的火山喷发纪录显示，世界每百年就会因为火山喷发进入百年冰川期

  

火山                                                                  地点                                                          日期                                      VEI火山爆发指数

HUDSON,  CERRO                  Southern  Chile                              1991    Aug  12                                      5+

AGUNG                Lesser  Sunda  Islands  (Indonesia)        1963    Mar  17                                    5

AZUL,  CERRO                            Central  Chile                                    1932    Apr  10                                      5+
  
NOVARUPTA                              Alaska  Peninsula                          1912    Jun  6                                          6

SANTA  MARIA                                    Guatemala                                  1902    Oct  24                                      6?

KRAKATAU                                              Indonesia                                    1883    Aug  27                                      6

ASKJA                                          Northeastern  Iceland                    1875    Mar  29                                      5

SHIVELUCH              Kamchatka  Peninsula  (Russia)    1854    Feb  18                                        5

COSIGUINA                                            Nicaragua                                  1835    Jan  20                                        5

TAMBORA              Lesser  Sunda  Islands  (Indonesia)  1815    Apr  10                                      7

ST.  HELENS                              Washington  (USA)                        1800    Jan  15                                          5

KATLA                                                  Southern  Iceland                          1755    Oct  17                                      5?

KATLA                                                  Southern  Iceland                          1721    May  11                                    5?

FUJI                                                          Honshu  (Japan)                          1707    Dec  16                                      5

LONG  ISLAND            Northeast  of  New  Guinea                  1660  ±  20  years                            6

KOMAGA-TAKE                      Hokkaido  (Japan)                          1640    Jul  31                                          5

KATLA                                                  Southern  Iceland                          1625    Sep  2                                          5

HUAYNAPUTINA                                      Perú                                              1600    Feb  19                                      6

BILLY  MITCHELL                  Bougainville  Island                        1580  ±  20  years                            6

ST.  HELENS                                  Washington  (USA)                      1480    Jan  15                                        5+

BARDARBUNGA                  Northeastern  Iceland                  1477    Feb  (?)                                    6

ORAEFAJOKULL                Southeastern  Iceland                  1362    Jun  5  ±  4  days                5

QUILOTOA                                                Ecuador                                        1280  (?)                                                      6

KATLA                                                      Southern  Iceland                      1262                                                                5

ASAMA                                                Honshu  (Japan)                              1108    Aug  29                                      5

HEKLA                                                  Southern  Iceland                          1104    Oct  15  ±  45  days        5

CHANGBAISHAN                        Eastern  China                              1000  ±  40  years                              7?

GUAGUA  PICHINCHA                Ecuador                                          930  AD  ±  100  years                    5

CEBORUCO                                              México                                            930  AD  ±  200  years                    6

DAKATAUA                                        New  Britain                                      800  AD  ±  50  years                      6?

CHURCHILL                                      Eastern  Alaska                            800  AD  ±  100  years                    6                                                              
        

              完整全新世的所有火山爆发记录，请参考Large  Holocene  Eruptions
http://www.volcano.si.edu/world/largeeruptions.cfm/volcano.cfm?vnum=1703-01=&volpage=erupt&format=expanded#E17835
  
              全新世的所有火山爆发记录显示，全世界每百年内必定会碰到一次以上VEI指数5以上的火山爆发，并对全球接下来几年的气候产生变冷的影响，也就是所谓的百年冰川期。
  
五、全球火山活动正在进入另一个高峰期，百年冰川期正式启动

            「太阳对地震和火山的影响：长期预测。」2008年奥地利Innsbruck的国际科学院副院长Elchin  N.Khalilov和Lomonosov  Moscow  State  University教授V.E.Khain  所发表的重要论文。里面提到全球的火山规模，将于2011年上升至2015年后在逐渐下降，所以我们目前正步入全球火山活动的高峰期。

              同时我们可以看到世界超级火山监控系统，VEI指数在7~8的超级火山，几乎全部都已经在2012年重新恢复了活动。虽然这并不代表这些超级火山将要喷发，但是这却表示了全球的火山活动都已经全面甦醒了。

              纽西兰北岛的东加里罗火山(Mount  Tongariro)在8月7日爆发，墨西哥的Popocatépetl火山也在同日喷发，火山灰直喷9公里以上的平流层。

          在未来，全球将会有更多的火山喷发，且程度将会愈来愈猛烈，只要有几个VEI指数5以上的火山喷发，全球气候将势必受到影响，在未来几年将会愈来愈冷。百年冰川期正式启动。

              小冰河期是每隔一百多年一次的自然规律，不可逆。但2013年开始可能是中冰河期，而不是小冰河期。

              小冰河期约有十多年冰天雪地，中冰河期约有三百年冰天雪地，主要是太阳和地球要睡觉充电。上一次中冰河期发生在希腊黑暗时期（Greek  Dark  Ages,  1200  BC–800  BC），中国古商代灭亡，全球灭亡，总计四百年时间的西欧、北欧、南欧和东欧都没有多少人类居住，大迁徙往南亚地区。