火山活动指数时间序列及火山活动对气候的影响.pdf

第48分会场学术沙龙——以科学发展观推动科技的创新 舶5 火山活动指数时间序列及火山活动对气候的影响① 邓声责黄 菲赵进平 曲维政一 史泽美 中国海洋大学，山东省青岛市，266003 摘要文中利用避次滤波法滤除南海平流层70hPa约20km高空大气温度异常变化中 气候趋势变化的影响之后，进一步分析了火山活动的气候效应。主要结论为：①火山活动能 引起平流层较大幅度增温，对于南海70hPa高空温度异常变化的影响接近总方差的10％；② 南海火山活动影响最显著的高度是平流层70hPa高空，由此高度向上或向下，、尺山活动的影响 都逐渐减小；③火山活动将引起乎流层大气升温时流层大气降温。 关键词 气候异常变化 火山活动 气候趋势变化平流层 引言 根据对火山活动进行多学科观测考察和研究资料，人们相继建立了具有不同特征的火山活动指数。 目前表征火山活动特征的各种指数时间序列大致有三类，其中包括： Veil ～是以拉姆(Lamb)创建的火山尘幕指数(Dttst Index)为代表，简称DVl， 表示高空火山尘幕对于进入地球大气圈的太阳辐射能总减弱程度。Lamb创建DVI主要考虑了火 山爆发后南悔中纬度任一月份太阳直接辐射最大减弱百分比、年平均气温下降的最大距平值、扩散于大 气中火山灰体积和覆盖领域以及中纬度气温恢复正常的时间。关于火山灰覆盖领域，Lamb认为喷发 于低纬度(20‘N～20’s)的火山尘幕覆盖范围最大，取为1；喷发于高纬度的火山尘幕覆盖范围最小．取 为03；中纬度(20。～42‘)取0．5～0．7。 Mitchell也估量过1850～1969年各次火山爆发送进平流层火山物质的量，得到一个类 似的尘幕指数序列。 徐群根据近百年来北半球中纬度和近年我国实测的太阳直接辐射以及北半球中纬度逐年气溶胶光 学厚度等资料，对拉姆的工作进行了修正和补充，重新估量得出了1883～1982年逐年的北半球中纬度 火山灰尘幕指数V。。序列。 厚度时间序列。 二是以斯密森研究所的火山活动指数(Volcanic Index)为代表，简称VEI，表示火山爆发 Explosivity 强度、能量析放和破坏程度．VEI按火山爆发强度分为9级：0级为非爆发性无喷发的火山活动；l～2级 录到17次6级火山喷发。 指数序列SVI。 ①国家自然科学基盘40305009)课题资助。 566 以科学发晨观促进科技创新(中) Volcanic COre 三是以Robock和Free的冰芯火山指数(Ice 根据南北半球的共14个冰芯记录，以标准差为单位给出冰芯火山指数(IV[)。该指数是一种以0．55p．m 度为0125，可推算出相应的光学厚度序列值，该指数序列从1400～1980年，包括小冰期在内。 列、南极冰芯VOSTOK尘埃测量亦提供了火山尘埃体积和火山灰粒子数的两千多年的时间序列和 学厚度指数序列。 由于地球火山爆发的随机性和离散性特点，这些时间序列大多数都是离散性的。只有少数以年为 单位的时间性序列，像徐群的v。．。序列、Bryan和Sato的年平均气溶胶光学厚度时间序列表现为一定 程度的连续性。在火山活动气候效应研究中，为了适应火山资料这种离散性特点，通常采用时序叠加方 法，首先确定火山喷发的“关键时刻”，将温度资料或者太阳辐射资料等气候要素按关键时刻前后进行叠 加，对叠加平均温度或者太阳辐射值做统计检验，检测火山信号或者做对应比较分析。 这些工作以世界不同地区、不同历史时期大量实铡资料证明了大火山爆发之后地面观测到的大气 温度和太阳辐射都发生了显著变化。这里想补充的一点是，由于强火山气溶胶在平流层中的存留时间 一般在两年以上，即使喷发后3年左右，仍有20％的火山气溶胶存留于平流层中．且中高纬喷发后气溶 胶存留时间要更长，致使许多强火山活动的影响互相叠加，