1783年拉基火山喷发产生的持续平流层冷季气溶胶导致北欧亚地区冬季变暖

一座让冬天变暖的火山

大多数人认为大型火山喷发会使行星变冷：它们使阳光变暗，导致一两年内气温下降。但这项研究讲述了一个更出人意料的故事。通过重新审视冰岛1783年巨大的拉基喷发，作者表明火山在总体上可以让全球变冷的同时，仍能使北欧亚部分地区的冬季变暖。理解这种奇异的格局有助于科学家更好地预测未来喷发的气候风险，以及拟议中的通过向平流层人为添加颗粒来进行的地球工程方案的影响。

一次不同寻常的北部喷发

拉基喷发是过去一千年中最强烈的喷发之一，释放的硫气远多于著名的1991年皮纳图博喷发。与许多发生在热带且为单次爆发的气候改变型喷发不同，拉基是一次高纬度事件，气体在大约八个月内持续泄露。硫转化为上层大气中的微小颗粒，扩散到北半球各地。历史记录描述了随后数年中的热浪、严寒、洪水和饥荒，但这些极端事件的模式和成因长期以来一直存在争议。

用更好输入重演1783年

以往的气候模拟常把拉基视为一次性夏季爆发，并且经常将其气溶胶云放在错误的纬度带甚至错误的年份。在本研究中，作者重建了喷发的“强迫”——阻挡阳光颗粒的分布模式，以匹配其真实的冰岛位置和多阶段的特性。他们基于现代的高顶层气候模式，这些模式能详细追踪化学和气溶胶物理过程，然后把经改进的强迫输入到一种广泛使用的地球系统模型中。他们将模拟出的温度与两套独立的重建结果进行比较，这些重建结合了史料、年轮、冰芯和早期仪器记录。

一个在更冷世界里的冬季暖斑

模型证实拉基使北半球总体变冷，尤其是在喷发后几个月。然而到了第一个冬季，出现了反常现象：大片北欧亚地区，尤其是俄罗斯和西伯利亚，变得比常年更暖，部分地区超过3摄氏度。两套重建数据也显示了类似的欧亚冬季暖斑，而同时其他地区，如欧洲和北美的部分地区，则出现了强烈的寒冷。这种模型与证据之间的一致性表明，喷发的气溶胶云在塑造这一异常冬季格局中起了关键作用，尽管气候系统的自然涨落仍然重要，在某些情形下也可能产生中性或寒冷的冬季。

平流层颗粒如何重塑风场

关键在于拉基颗粒驻留的时间和位置。由于气溶胶云在中高北纬下层平流层持续存在至秋季并进入初冬，它在中纬度比极夜地区更强地吸收阳光并加热那一层空气。这加剧了高层中纬度与北极之间的温度对比，增强了极地涡旋——环绕极地的高空西风带。更强的涡旋有利于形成所谓的正位相北大西洋涛动，这会加深冰岛低压并增强将温暖湿润的海洋气流输送到北欧亚的西风。结果是陆地上的区域性冬季变暖，即使行星整体变冷。

为何季节与位置很重要

作者表明，这种冬季变暖响应只有在冷季期间平流层存在足够气溶胶时才会出现。过去千年中其他大规模高纬度喷发若其颗粒未能持续到冬季，模型中就无法产生类似的变暖。同样，另一组模拟发现只有当热带喷发发生在能使其气溶胶云存留至冬季的季节时，才会引发欧亚冬季变暖。这意味着火山的气候影响不仅取决于其规模，也取决于其发生的地点和时间。

对今天与未来的启示

通过成功再现拉基引发的冬季变暖，这项工作强化了这样一种观点：平流层与对流层的紧密耦合可以在大型喷发后改变区域气候格局。它同时对通过向平流层注入硫酸盐气溶胶以冷却地球的提议发出警示。如果一次自然发生的高纬度喷发都能引起欧亚强烈的冬季变暖，人为构建的气溶胶层也可能产生类似效应。作者认为，对于此类方案的任何严肃评估，都必须考虑气溶胶的位置、季节与自然气候变率如何共同作用，来决定区域性的受益者与受害者。

引用: Yang, L., Gao, C., Liu, F. et al. Persistent stratospheric cold-season aerosols from the 1783 Laki eruption produced winter warming over Northern Eurasia. Commun Earth Environ 7, 173 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03197-5

关键词: 拉基火山喷发, 冬季变暖, 平流层气溶胶, 极地涡旋, 火山—气候相互作用