1月15日，在南太平洋岛国汤加洪阿哈阿帕伊岛附近发生了一次猛烈的火山喷发。这有可能是1991年菲律宾皮纳图博以来，全球最强的火山喷发之一。
孩子们对这次火山喷发有很多好奇：
1.火山的喷发会不会影响咱们中国呢？
2.海水能够把火山浇灭吗？
3.今年的夏天会因为火山喷发变得很冷吗？
……
为此我们特邀了北京大学地球与空间科学学院教授、火山专家季建清来和孩子们讲一讲事件背后的原因以及带来的影响。
季建清：北京大学地球与空间科学学院教授
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■三五锄特约主持人 秋禾 ■季建清教授
根据外媒的消息，汤加有一座海底火山，在1月15号发生了一次大喷发，汤加在地球的哪个位置呢？
汤加在地球的南半球、太平洋的南半部、南回归线附近。
这次火山喷发引起了全球媒体的关注，据说是近30年来最强的一次火山爆发事件。为什么会这么说？为什么它的影响力会这么大呢？
从现在的观测资料和历史资料总结，汤加火山确实是地球近年最强的火山爆发事件。地球上其实每时每刻都有火山爆发，但是大多数都在海底下，人们看不到，人们能够看到的主要是陆地上的火山或者是近地表面、海表面的火山。
19世纪以来火山喷发强度排序，来自中国气象爱好者
汤加火山的喷发能引起这么大的关注，主要是因为大家有目共睹的是这次喷发形成了一个非常巨大的震动全世界的火山喷发柱，并且被美国、日本、中国的卫星清晰拍摄到了影像——一个完整展示喷发柱形成过程的影像，这是人类的第一次。还有这次火山喷发柱形成的过程中伴有一个里氏6级左右的地震，在海水表面还形成比较强烈的海啸波，在大气中形成气压冲击波，所以这个火山喷发柱的形成十分壮观，动人心魄，这勾起了大众的兴趣，一下子引爆了整个媒体。
火山爆发之后，除了成人之外，其实孩子们也挺关心的，他们小脑瓜里头有好多问题想要问，比如汤加火山的爆发，会不会影响到咱们中国呢？
汤加火山爆发的位置离中国有1万多千米，所以相对比较远，而且它在南半球。我刚才也说到了地球火山的喷发，其实无时无刻不在进行，但是汤加火山的喷发造成的影响，我们从专业角度来评估，相对来说还是比较小的。大家可能知道，前几天中国地震部门已经能够检测到汤加火山爆发过程中的地震波和海啸波。还有气压的冲击波也已经测到了，它通过1万千米的传递之后，到了中国境内，已经显得很弱了。在汤加地区有三米以上的海啸波，但是到了中国，因为第一岛链的阻挡，最高的只有20多厘米了。所以影响比较小，这一点大家放心。
汤加在地图上的位置，来自互联网
小朋友还想知道，这种火山爆发它可以预告吗？
如果是近距离的火山喷发，研究火山的学者能在火山临爆发前观察到一些迹象，能够预测。但是像汤加火山形成这样巨型喷发柱的火山爆发，就跟地震一样，人们还不能给其做准确的预测，这也是现在科学研究的一个非常重要的热点问题。
汤加火山爆发瞬间的云图动画，来自weathermodels
如果正好有人在火山爆发点附近旅行，碰到这种情况，要怎样去逃生？
很多中国人也到国际上去旅游，会跑到很多风景美丽的火山地区去旅游。如果你在旅行中遇到火山喷发这样的事情，就像汤加火山爆发，这种火山喷发柱非常大，爆发的时候如果被火山柱覆盖了，或者被熔岩流俘虏了，肯定是一个悲剧。
如果没有这样的悲剧发生，比如离它比较远一点，三十六计，逃跑是上策。
如果你再远一点，能看到火山爆发柱，你可能还会受到火山喷发的影响。这个时候你就不要让自己暴露在火山灰或火山气体弥漫的空气中，用湿毛巾或者是布包裹住自己的五官，特别是口鼻，防止火山灰对呼吸系统产生伤害。火山气体里有很多酸性物质，比如二氧化硫，它会与水结合形成酸雨，也会对皮肤、对自己的身体造成伤害，所以要躲在一些能避雨的地方才能够保证安全。另外，你如果是在海域里面，或者山区附近遇到火山喷发的时候，要注意海啸和山地滑坡。如果到火山地区旅行，或者工作、生活，应该自己要备一部分的洁净水、粮食、呼吸面罩、防护服这样的装备。
中国目前有没有处于活跃期的火山？
在国际上关于活动火山分布的图上我们可以看到，世界上主要活动的火山是在环太平洋带里面，环太平洋带就是在太平洋四周的海岸附近，这是世界上最大的地震火山活动带。每年陆陆续续都有很多的火山喷发和地震活动，以及一些海水和陆地相互作用的一些灾害发生，比如滑坡、台风等等。在我们中国，它主要在中国外海的第一岛链附近，而我们中国是偏里边的，不在这一个潜发带上。所以我们中国在火山灾害方面还是比较安全的，请大家放心。
环太平洋火山地震带，来自互联网
还有一位小朋友问，这次火山是海底火山，也就是说从海里冒出来的，为什么它不会被海水浇灭呢？
这个问题很有意思，世界上大多数的火山其实都是在海底里边喷发的。在深海里边，海水深度比较深，比如4000-6000米的深度，火山就是集聚了再大的能量，都很难冲破水的约束，喷到水面上来。但是汤加火山的火山口差不多在海平面附近，有的已经露出海平面，当然它大多数的火山口都在海平面以下，所以它喷发的时候其实就在海平面附近，而且汤加火山是环太平洋带里火山能量比较大的一个地方。火山喷发前，里边的岩浆已经集聚到一定程度，里边的压力已经达到非常非常大，覆盖它的火山顶压不住这股力量，就发生骤然的爆发。所以其实海水是能够把火山浇灭的，在深海里面，很多火山都被海水浇灭了。
我看到新闻里头说，这个事发地火山口已经苏醒，喷发活跃期可以持续几周，甚至几年，目前还不清楚它是否已经达到了喷发的峰值。这一句话里头包含了好几个词，我都不太明白。比如说什么叫做火山口苏醒？还有喷发活跃期和喷发的峰值，您能具体跟我们说一说吗？
这次汤加火山喷发的位置，其实是原来以前喷发后留下来的火山锥，它有一部分露到海平面以上，大部分都在海平面以下比较浅的地方，上一次的喷发被认为在1000年前左右，然后在20世纪也有四次的喷发记录在册，分别在1912年、1988年、2009年、2014年到2015年都有喷发，而且今年也小规模喷发了好几次，喷发的规模比较小，并没有引起大的灾害。在火山研究中，我们往往把活动火山不喷发的时候叫做休眠。
现在它一下子又喷发了，所以叫苏醒。苏醒的火山要喷发一阵子，持续或者断续的几周或者几十年，被称作喷发活跃期。在这个活跃期的某一个时间点上，火山会一股脑儿地喷出大量的熔岩火山灰或火山气体，就是火山峰期。据我了解，在环太平洋带里，火山如果出现大的喷发柱的喷发，一般就是已经到达了火山喷发的峰期。一般出现一个大的喷发事件后，就零零星星的收尾了，我把它戏称作叫“虎头首尾”。所以汤加火山的喷发，我认为它应该是越来规模越小，强度越小。
全球云图上的火山喷发，来自rammb
新闻里头放出来的一些视频和图片，我们就会看到火山喷发出来的时候，会有一大团的东西喷涌而出，然后形成一个很大的云团。这次喷发最高据说到了高空的20千米处，您能告诉我们火山喷发出来的是什么物质？喷发的高度到20千米，在火山喷发里头算是高的吗？
火山喷发的过程中，像这次汤加火山喷发，在喷发柱里有好多种成分：熔岩、没有凝结成固体的熔岩浆、火山碎屑、大大小小的颗粒……还有非常重要的，让我们能在图像上看得很清楚一片的是火山灰和火山气体。火山灰是跟面粉差不多或者比面粉还细的火山碎屑物质。
火山气体，我这里边特别强调一下。汤加火山喷发能形成这么大的喷发柱，在喷发前地底下的熔浆房里边已经有很大的压力了，这个压力突破了它上面顶盖的岩层和水面，然后喷发出来，能量非常大。媒体上也说相当于1000个广岛原子弹的能量，确实是有达到那么大的能量。这个能量主要主要是大量的火山气体聚集在里边，压着、绷着，然后一下子喷发出来形成的能量释放。因为能量大，所以能够喷发到20多公里的大气层里边去，甚至都到了平流层。喷发气体主要有二氧化碳、甲烷、硫化氢、氮化物，当然水汽也比较多。
火山喷发的高度不同，造成的影响会有什么不一样吗？
这次火山喷发不算高的，1980年5月份的圣海伦火山可能达到27公里左右， 1991年菲律宾的皮纳图博火山接近40公里左右。当然我还看到有文献记载，有80千米左右的火山喷发柱。汤加火山喷发也算是比较强烈的火山喷发。
皮纳图博火山爆发，来自中国气象爱好者
最重要的一个问题是什么呢？大概10公里以下叫对流层，气团都是气流，主要以上下对流或者横向对流为主，称作为对流程。10公里或者12公里以上就进入了平流层，大气的运动主要以水平方向的运动为主。如果火山柱喷发到10公里以上，进入了平流层，它就不是一个柱了，而是在平流层里向四周散开，形成一个像蘑菇或者雨伞的形状，铺开形成一个厚厚的盖子，盖着下面，这个影响对地球的影响相对比较大一点。这是因为它铺开之后，很多的火山灰，包括冷室气体，我们把能够使地球大气制冷的叫冷室气体，冷室气体的二氧化硫跟水气结合成为亚硫酸微颗粒漂浮在平流层里面。太阳照射到平流层之后，就直接被它把能量返回去了，我们地面能吸收的太阳能量就会减少，这样子地面接收的能量一减少，整个的气温就会下降，形成所谓的火山冬天。这在历史上有很多的案例， 1991年菲律宾皮纳图博火山，就是这个样子。
皮纳图博火山喷发时的云雅台风，来自台风论坛
也有媒体把它称作无夏之年，就是没有夏天。这次汤加火山有可能会造成这么严重的影响吗？
火山喷发引起全球变冷，这个问题其实挺复杂的，它一定要有天时地利人和。我们的研究显示需要三个条件才能让火山喷发形成的效应引起全球变冷。得益于1991年菲律宾皮纳图博火山的案例，让科学家和研究者对火山冬天的形成有了一个清楚的认识。
第一个，火山喷发要差不多发生在赤道附近，就是在太阳辐射力度最强的纬度附近。火山平流层里面的火山气溶胶阻挡能量所引起的变化绝对值最大的是在赤道附近。
第二个，一定要形成一个喷发柱。2018年，夏威夷群岛的基拉韦厄火山也喷发了，但是它喷发只到9.1千米左右，不能把物质输送到平流层里边去。
第三个，喷发柱要持续一段时间，火山锥里喷发出来的东西要持续支撑喷发柱，把物质源源不断连续送到平流层里面去。
H8卫星云图上的火山喷发，来自tropicaltidibits
根据我的判定，汤加火山喷发已经具备了三个这样的条件，但是它有一个缺陷：火山柱的存续时间比较短，不能持续往平流层输送大量的冷室气体二氧化硫。
另外，汤加火山喷发有很多的能量是在水下进行。水下的喷发有一个特点：二氧化硫冷湿气体是溶于水的，所以海水本身也消解了一部分的冷湿气体，让二氧化硫变少。越强烈的喷发柱里的水汽越多，水汽越多，变成强降雨的可能性也就越大。暴雨也会把大量的火山喷发气体溶解在水里边，最后沉降到地面上。目前根据卫星图像观测资料的数据也证明一件事：喷发柱能够输送到的平流层里面的冷却气体的量很小。如果后面没有连续的大规模的、剧烈的喷发，把物质送到平流层里边，降温作用就比较弱。所以，我从现在的资料来看，是不大可能，这个大家要放心，不要恐慌。
编者按：
人类的命运紧紧相连，希望受影响的国家和地区尽快恢复正常生活。
原来，一次火山喷发中有着这么多的科学原理和故事呀。火山喷发会带来哪些灾害，对地球有没有正面影响呢？下一期接着聊。