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大量水氣因東加火山進入平流層:将停留多年,或影響地球氣候模式

作者:答案在這兒

東加火山噴發對地球環境造成最大影響的物質,不是大家認為的二氧化硫或者二氧化碳,而是水氣!

根據NASA氣象衛星的監督,東加火山往平流層輸送了大量的水氣,它們或将對未來的氣候造成影響。

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火山噴發

水氣也就是我們常說的水蒸氣,它在我們的生活中無處不在,但是為何水氣會成為改變氣候模式的罪魁禍首?

那麼2022年全球熱浪來襲是否和它有關?

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火山口内

火山噴發的後果

火山噴發和地震一樣是分了等級的,一共有8個等級。東加海底火山噴發的等級在5到6級,釋放的能量相當于8級以上的地震。

由于是海底火山,引發了巨大的海嘯,讓東加這個國家直接被海嘯淹沒,與世界失聯。

根據日本媒體的報道,海嘯跨越了半個太平洋到達日本後還有1米高。

東加海底火山的火山灰甚至突破了海水,直沖雲霄,可見其爆發力有多強。

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東加火山噴發

火山對地球的影響不在于它噴出多少岩漿,而是在于它的火山灰。火山灰中布滿了各種顆粒,它們尺寸各異,在空氣中停留的時間也會有所不同。

火山灰中還有大量的氣體,這其中影響最大的有兩種。

火山噴發之後,會出現“無夏之年”,也就是當年的氣溫會降低。

這是因為最先占據大氣的,是火山中的二氧化硫,二氧化硫會引發一種現象——冰室效應。

二氧化硫進入大氣之後,會被氧化變成硫酸鹽的氣溶膠,它具有反射太陽光的能力,讓地球接收的太陽能量變少。

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火山噴發的威力

但是這些硫酸鹽的氣溶膠很快會在水蒸氣的作用下落下來,另一種火山噴發的氣體占據上風,那就是二氧化碳。

火山噴發之後,短時間内會出現氣溫下降,之後便會是長時間的變熱、變幹燥。

地球曆史上曾經發生了最嚴重的火山爆發,距今約2.5億年前,因為當時的陸地全部擠在了一起成為了盤古超大陸,造成了空前的火山活躍。

之後相繼爆發了兩場巨大的火山噴發,一次是位于今天峨眉山地區,另一次是位于今天西伯利亞地區。

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二疊紀末大滅絕

一場超級滅絕拉開了序幕,這就是生物史上最慘烈的二疊紀末大滅絕。

整個生物界隻剩下了大約5%的物種幸存下來。

二疊紀末大滅絕後,地球進入了有史以來最炎熱、幹旱的三疊紀,并且在三疊紀的前一千萬年,整個盤古超大陸都死氣沉沉的。

直到大約2.33億年前,一場持續200萬年的暴雨才拯救了地球。

由此可見,火山噴發之後,持續的全球變熱才是主流。那麼東加火山向大氣噴發得多少氣體呢?

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幹旱的三疊紀

噴發的水汽

美國NASA發射的Aura衛星帶有微波臨邊探測儀,能夠測量出大氣中的各種氣體、氣溶膠的濃度。

它對東加火山上空的大氣進行了檢測,結果出乎大家的意料,東加火山噴出來最多的氣體,竟然是水氣。

這是自有火山監測以來,第一次出現這種情況,該項目的負責人路易斯·米蘭表示,從來沒有見過這種情況。

那麼,東加火山噴發,為何會噴出水氣呢?

米蘭認為,這或許與東加火山在海底有關。

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現實生活中的水氣

海底火山和陸地火山不一樣,它們噴出的氣體需要經過海水,二氧化碳和二氧化硫都是溶于水的,并且這個溶解度會随着壓強的增加而增大。

每下潛10米就增加一個大氣壓,在沖出來的過程中,有大量的氣體溶于水中。

但是火山釋放的能量讓附近的海水溫度上升,增加了水的蒸發,這才導緻東加海底火山噴出來的氣體中,水氣占據了很大部分。

這些水氣在火山噴發的沖擊力下,進入到了平流層,氣象衛星Aura發現,平流層中的水氣含量增加了大約10%。

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海底火山噴發的水氣

有人會很好奇,水氣不就是水蒸氣嗎?

它對于環境又沒有什麼危害,反正最後也會變成雨水降落,進入平流層有什麼好擔心的呢?

或許大氣的結構遠比我們想象的複雜,水氣也沒有我們想象的那麼無害。

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大氣層

平流層

我們所說的大氣層主要分為5層,從内向外分别是:對流層、平流層、中間層、暖層以及逃逸層。

平流層距離地面10到50千米的範圍内,原本的特點是沒有雲、極少量水氣,更不會發生天氣變化。

我們乘坐的飛機一般就是在平流層飛行,減少天氣對飛機的影響。

在距離地面20到30千米的地方,會有一個薄薄的臭氧層,它夾雜在平流層的中間,起到吸收紫外線的作用。

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大氣層的結構

臭氧是三個氧原子組成的,很容易受到幹擾,隻要有自由基出現,那麼三個氧原子組成的臭氧系統就會崩潰,變成氧氣。

水會讓平流層的氯氣和溴變成自由基,破壞臭氧結構,瓦解臭氧層。

一般來說平流層是沒有多少水氣的,大氣中90%的水蒸氣都在對流層,是以絕大部分的天氣變化也發生在這一層。

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平流層

可是,東加火山的噴發,直接将水氣送入平流層,導緻含量急劇增加,平流層瞬間多了1460億公斤水,相當于5.8萬個遊泳池的水量。

這些水會停留在平流層很多年,持續與氯氣、溴等發生反應形成自由基,破壞臭氧層。

臭氧層破壞後,地球的環境會發生巨大的變化。

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飛機上看平流層

臭氧層被破壞後

臭氧層是地球保護自己的一道屏障,然而它不是地球的出廠原生裝備。

臭氧的形成要追溯到26億年前,地球上第一次出現遊離氧氣,之後數億年的時間,逐漸形成的。

也正是因為有了臭氧,地球上的大部分生物不用再忍受太陽的直接輻射。

太陽的光裡面,除了我們可以見到的光之外,還存在着不可見光,這其中具有危險的就是紫外線。

紫外線的波長比最短的可見光紫光還要短,但是頻率非常高,是以具備強大的能量,被紫外線照射之後,細胞癌變的機率變大。人類的皮膚癌,就是紫外線引起的。

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臭氧層保護地球

臭氧會和紫外線發生共振,進而吸收掉一部分能量,恰好這部分能量就是引發癌變的關鍵,于是它将進入地球的紫外線削弱了不少,否則地球上人人都會患上皮膚癌。

當然,臭氧的破壞也不單單是紫外線加劇,它也會讓地球熱起來。

紫外線是具有很高的能量的,臭氧層無力阻擋後,它會将太陽更多的能量帶到地球上來。

加之地球現在本就很嚴重的溫室效應,地球未來的氣溫恐怕會更上一層樓。

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人類的防曬

果不其然,東加海底火山爆發半年後,北半球迎來了100年來最熱的夏季,英國、德國等地陸續出現熱浪,氣溫超過了40℃。

美國的電視節目主持人去北極,結果熱得她隻能穿短袖。

哈佛大學大氣化學教授詹姆斯·安德森,一直在研究水氣對平流層的影響。

他發現,不隻是東加火山的這次噴發,全球變暖導緻地球上的暴雨正在增加,這些暴雨在發生的時候,也會将大量的水氣送至平流層。

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火熱的歐洲

可以說,現在對臭氧層傷害最大的,已經不是人類的氟利昂,而是這些看起來人畜無害的水氣。

就在歐洲正陷入熱浪之中時,南韓正在遭遇百年不遇的特大暴雨。

這場夏季大熱很可能伴随冬季大冷,不少地區又會遭遇百年不遇的寒流。東加火山的噴發的硝煙已經散去,但是它帶來的影響還将繼續。

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南韓暴雨

噴發是一瞬間,但是它噴出的氣體影響是幾十年,甚至上百年。

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