由中国科学院大气物理研究所(IAP)研究人员领导的国际团队首次在北半球平流层西风带探测到洪加汤加喷发产生的气溶胶。

研究揭示北半球平流层西风带中存在洪加汤加喷发气溶胶

这一发现发表在《科学公报》上，将有助于模拟火山羽流中的物理和化学过程。

位于南太平洋的 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 火山于 2022 年 1 月爆发，向大气中喷出火山灰和气体。此次喷发是近年来最大的喷发之一，受到全世界科学家的密切关注。

探测水汽、臭氧和粒子(SWOP)活动的目的是更好地了解青藏高原大气成分的时空分布特征。据 IAP 科学家兼 SWOP 项目组长卞建春教授说，从洪加汤加火山喷发中 捕获火山气溶胶是出乎意料的。

“我们恰好在洪加汤加火山喷发 12 周后捕捉到了火山气溶胶。据我所知，这是第一次在北半球平流层西风带探测到它，”边教授说 。

了解平流层火山气溶胶的物理性质和演化过程，特别是火山羽流和云中的 SO 2氧化以及火山喷发后火山灰和硫酸盐气溶胶之间的相互作用，仍然存在很大的不确定性。在火山羽流中获得的现场测量，特别是火山气溶胶微观物理参数的测量，提供了减少这些不确定性的令人信服的证据。然而，很难获得这些参数，尤其是在火山喷发发生期间。

2022 年 4 月 9 日，在青藏高原上空开展的 SWOP 活动中，由紧凑型光学背散射气溶胶探测器(COBALD)和便携式光学粒子光谱仪(POPS)组成的气球载荷在云南省丽江市发布。没想到，气球捕获了 24-25 公里处火山气溶胶的尺寸谱。

Hunga Tonga 火山气溶胶通过气溶胶直径的大小分布来识别，其中心位于约 0.42–1.27 μm，大于平流层气溶胶的背景模式(0.22–0.42 μm)，粒子数密度约为 1 cm - 3 . 从 455 nm 和 940 nm 处的 COBALD 测量得出的后向散射比均显示在 24 和 25 公里之间增强了气溶胶信号。此外，测量结果表明，洪加汤加羽流中的气溶胶层和水蒸气层是分离的。

这些发现表明，火山喷发对区域和全球大气环流和气候具有潜在影响，即使距离源头数千公里。导致洪加汤加羽流中气溶胶层和水蒸气层分离的可能机制将在未来的研究中进行研究。