正文 第十三章 地球的氣候(二)(1 / 3)

火山和隕星對氣候的影響

曆史上留有數以千次計的火山記錄。現在世界上的活火山至少尚有500處之多。火山噴發時大量的氣態、液態和固態物質從地下湧出。在爆發區內,空氣中的水汽和凝結核增,因而可能發生暴雨。火山使巨量的微粒和硫酸液滴衝上雲霄,最高可達平流層。據估計,這類火山微粒的數量有179萬立方米,它們在空中漂浮數年不散,並可傳播到很遠的地方。比如,1980年美國聖海倫斯火山爆發的火山塵,在歐洲大陸至今都可測到。據測定,平流層浮懸微粒主要來源於火山噴發和人為汙染,平均每年共有數十億噸之數。人為的釋放量占1/10左右。火山塵的釋放確實可使大氣透明度銳減。火山噴發能使地麵降溫0.5~1℃。

1883年印尼巽他海峽中的克拉卡托火山噴發曾震驚世界,這是火山研究邁入正規的起點。它噴到高空的物質在熱帶運轉了13天,使太陽發藍,而後又擴散到高緯地區,在北半球看到的夕陽呈滌紅色。這種光學效應在全球延續了數年之久,全球氣溫平均下降0.5℃。

1815年在距此不遠的坦博拉島上還發生過一次更強的爆發,可惜記錄不全。它的噴發物是克拉卡托火山的3倍(估汁在1.5億噸左右),火山灰在幾周後傳遍全球。8個月後歐洲氣溫下降2℃以上。英國曆史上7月份的低溫記錄是在1816年。從1815年12月到1817年6月,英國倫敦的麵粉價格提高1倍有餘。美國賓夕法尼亞州的氣候寒冷,收成極壞。

本世紀以來,在1912年阿拉斯加的卡特邁火山爆發與1947年冰島的赫克拉火山爆發之間全球火山活動比較平靜。大氣層中的懸浮物少,日射增強,世界各大陸變暖,各大洋增溫。到1935年,高緯地區的氣溫提高1℃。有些科學家認為,本世紀中期氣溫偏高的原因是火山活動處於平靜期。

近幾十年來,火山活動增強。1961年印尼的阿貢火山爆發使令球降溫0.3℃。1982年墨西哥的埃爾奇康火山爆發,人們正期待它的降溫結果。有人認為,1983年美國落基山區的冷春和冷秋與它有關。1980年美國西部華盛頓州的聖海倫斯火山爆發引起了美國社會的重視。科學家們認為美國西部共有35座以上的火山可能會噴發。

據科學家研究得知,在地質時期火山活動的程度更甚。例如美國西北部的哥倫比亞河和斯內克河流域的廣大熔岩高原,印度的德幹玄武岩高原和東非的埃塞俄比亞高原都在中新世(距今1100萬~1500萬年)形成。當時的大氣中應當含有大量的火山塵和懸浮物,氣候必屬寒冷無疑。

過去通過測定極區冰芯酸度、化學汙染和塵埃的含量來搜尋古代火山噴發的記錄。現在人們又在根據準確斷代的樹木年輪序列中霜害環帶的出現來追索火山爆發的時間和氣候效應,並獲得成功。阿根廷的桑多裏尼火山在史前的一次噴發,已由年輪霜害環帶斷代為公元前1628~前1626年。

近些年來,火山活動的加劇同全球性的降溫又正好相符。火山活動與構造地震一樣都是構造運動的反映,而且與太陽活動等宇宙因素存在一定的聯係,我們應當采用各種手段加強對火山活動的研究,力圖能夠對它進行有效的預報。像坦博拉和克拉卡托這樣規模的火山是還會活動的。?

隕星本是天外來客,飛人大氣後由於與大氣高速摩擦而焚燒熔化,一部或全部變成塵埃和粉末散布於空中,爾後才徐徐落至地麵,也有碎塊徑直墜於地麵而成為隕石。隕星一般分為兩類:一為流星群,另一為偶發流星。據測定,落於地球的隕星塵物質每日有近兩萬噸之多。

隕星塵與降雨有一定關係。早在30年前,澳大利亞的鮑文就將南半球相同緯度的7個地區和不列顛島共計400餘年1月份的雨量進行逐日分布的分析。他發現它們的峰值(雨量超過平均值的一半者)都集中於13、23和31±2日三個時段。據鮑文稱,其他月份的分析也可得到類似特征。

這個現象無法從氣候因素中得到解釋。作者用地外因素一一隕星塵來解釋。在眾多的可能因素中,唯有流星雨可產生這一影響。

目前發現的流星群的數目有限。它們每年發生在5~7月和10~12月兩段時間內。第一段的流星群在時間上靠得近,難以分辨。而第二段的流星群在時間上卻易於分幵。據分析,後一段流星群的發生比悉尼11、12和1月的逐日總雨量的峰值係統地超前29天。這種相關程度高得出乎意外。由此可見,當地球進入流星群29或30日之後,--些地方最可能降大雨。

這種作用的機製是怎樣的?流星塵落下低空雲團時便充當了致雨的凝結核。它們的顆粒大小在4微米以下。流星塵的下墜速度為10~30千米/秒;一到80千米的高度(流星出現的高度為100千米)便突然減速,而後徐徐下落,據測定,經3013左右才降到12~15千米的低空,遇到雲團,從而致雨。