中国地震局地质研究所许建东研究员

　　1.汤加洪阿-汤加-洪阿哈派火山(Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai)火山喷发事件

　　当地时间1月14日上午7：20汤加共和国Hunga Tonga-Hunga Ha'apai（HTHH）火山发生喷发（汤加国土与自然资源部（MLNR））。Himawari 8 号卫星监测到喷发柱高达5-20km。当日下午5：10-11：30卫-星捕捉到喷发柱（火山灰、射汽物质、火山气体等组成）喷发柱高出海平面以上18-20km，喷发柱宽度达5km，并迅速向四周扩散至火口周围240km的范围。1月15日上午7：20再次发生喷发，持续了10-15分钟。当地政府随后发布了海啸预警。汤加、斐济、新西兰和澳大利亚等国家都有听到爆炸声，甚至再7小时后的阿拉斯加都听到了爆炸声（据香港天文台）。汤加气象局下午5：30分发布了海啸预警。汤加沿海地区观察到1.2米的海啸。

图1 风云四号B星捕捉到的火山喷发画面（动图）。来源：风云卫星

　　2. 本次喷发事件过程梳理

　　洪阿汤加洪阿哈派火山从2021年12月29日到2022年1月4日间歇持续活动，其中1月3日的火山活动明显减弱。

　　详情：12月28-29日，出现了几次苏特赛式喷发的火山碎屑涌浪，最长持续时间为30分钟；表现为气体、蒸汽、火山烟羽上冲到12.2 km高空并向北漂移。岛屿周围出现空降堆积物。在12月30日，岛屿周围的海水被染色，并可见浮岩，整日可见蒸汽和气体火山喷发柱，并有火山灰抛射现象。喷发柱上升到12 km高空并向北北东方向漂移。在12月31日早上，火山灰、蒸汽和气体组成的火山烟羽上升到3 km高度，喷发柱的蒸汽-气体部分最大上升到18 km高空。

　　2022年1月1-2日，在卫星数据中偶见蒸汽-气体喷发柱。一个小型的喷发柱上升到6-7 km高空（2日2220-2230），并向东北漂移。1月3日-4日，一股气旋过境该区域，使观察火山的视野变模糊。

　　（来源： Wellington Volcanic Ash Advisory Center (VAAC), Tonga Geological Services, Government of Tonga, Tonga Meteorological Services, Government of Tonga）

　　3. 洪阿-汤加-洪阿哈派火山(Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai)地理位置和喷发历史

　　洪阿-汤加-洪阿哈派火山位于南太平洋，距离汤加王国的努库阿洛法65公里；距离我们熟悉的斐济岛约700公里，距离新西兰北岛约2000公里。该火山历史上曾经有过五次喷发（表），VEI指数最大为2。

图2 洪阿-汤加-洪阿哈派火山位置（Googleearth影像）

表1. 洪阿-汤加-洪阿哈派火山全新世喷发

　　（来源：The Encyclopedia of Volcanoes, 2nd edition，编号243040；Global Volcanism Program网站）

　　4.喷发影响

　　洪阿汤加洪阿哈派火山在14日、15日的喷发活动引起了广泛的关注。中华人民共和国驻汤加王国大使馆与2022年1月14日上午发布“关于海啸预警的安全提示”；11月16日中华人民共和国外交部发言人在就汤加火山喷发答记者问中表示：中方十分关注汤加火山爆发并引发海啸、火山灰等灾害。中国驻汤加使馆第一时间启动应急预案，多方了解中国公民受灾情况，目前未接到中国公民伤亡的报告。中国和汤加是全面战略伙伴。中方向汤加政府和人民表示深切的同情和诚挚的慰问，愿应汤方要求提供力所能及的支持和援助。

　　目前，受到热点关注的是本次火山喷发导致的环太平洋地区受到的海啸影响。据中国新闻网1月16日报道，包括日本、斐济等国家，以及美国夏威夷、阿拉斯加和太平洋沿岸在内的大部分环太平洋地带都发布了海啸警报。

　　5.海底火山喷发

　　在本次汤加火山喷发之前，发生过一次广泛社会关注的2010年冰岛火山喷发。那次火山喷发是冰盖之下的火山喷发，火山灰灾害造成了欧洲大面积航班停运事件。本次汤加火山喷发是海底火山喷发，也形成了巨量的火山灰物质。在火山学研究中，这两种喷发方式的特点都是岩浆与水相互作用。

　　同比例的水/岩浆质量反应的热动力学，导致射汽岩浆喷发多样的能量输出。以小型喷发为例，图3中随着水/岩浆质量比的增加，喷发能量首先急剧增加，之后缓慢下降。其中，玛珥火山、凝灰岩环和凝灰岩锥都属于射汽岩浆喷发，参与这个过程的有岩浆、岩浆挥发份、外部水、围岩四个组分。

图3 水/岩浆质量比对喷发类型的影响（de Silva and Lindsay, 2015）

　　射汽岩浆喷发不仅限于小规模的火山喷发活动，在整个火山喷发图谱中均有存在，例如射汽布里尼式喷发（即本次汤加火山喷发）。同一火山的不同喷发阶段，由于水体与岩浆质量比例的不同，也会产生不同类型的喷发特征和火山碎屑物分布特征。

　　6.火山海啸

　　火山海啸是大规模海底火山爆发产生的破坏性海浪，海啸的波速高达每小时700～800千米，在几小时内就能横过大洋；波长可达数百公里，可以传播几千公里而能量损失很小；在茫茫的大洋里波高不足一米，但当到达海岸浅水地带时，波长减短而波高急剧增高，可达数十米，形成含有巨大能量的“水墙”。海啸主要受海底地形、海岸线几何形状及波浪特性的控制，呼啸的海浪冰墙每隔数分钟或数十分钟就重复一次，摧毁堤岸，淹没陆地，夺走生命财产，破坏力极大。全球的海啸发生区大致与地震带一致。

图4 海啸（来源：中国火山）

　　7.火山灰灾害

　　火山灰（volcanic ash），是细微的火山碎屑物，颗粒的直径小于2毫米，还有人将其中极细微的火山灰划出来称为火山尘。火山灰在火山爆发时，可以被送到几公里或几十公里高的大气层中，细微的火山灰还能在平流层中悬浮几个月至几年之久，它们阻挡阳光，有使地球上气温降低的作用。火山灰多为酸性熔岩炸碎而成，有的有腐蚀性，它的大量急速降落，能给人类的生产和生活带来不利影响；另一方面则有使土地变得肥沃的作用，火山灰还是配制水泥的原料。火山灰会导致飞机发动机温度增高、叶片变形，或阻塞燃料喷嘴，使得发动机停车，严重影响航空安全。

图5. 智利火山灰导致南美多国航空瘫痪（来源：中国火山）

　　8.火山冬天

　　本次汤加火山喷发事件规模较大，很容易让人联想到“火山冬天”这个概念。“火山冬天”的典型案例是坦博拉火山1815年喷发，造成了全球气温下降。

　　1815年4月5日，印度尼西亚坦博拉火山喷发， 伴随喷发活动的雷鸣般的爆炸声，远在1260 千米外的爪哇岛雅加达都可以听得到，这种声音最远传播到了2600千米之外。这次火山爆发产生粗安质火山碎屑160立方千米，留下了一个直径6～7千米、深600～700米的破火山口。在喷发之前，坦博拉山是印度尼西亚群岛的最高峰，海拔约4300 米，而火山喷发之后，它的高度被炸掉了1500米。

　　巨大的爆发能量，使喷发柱达到了43 千米的高度，直接将火山灰送入了平流层。粗火山灰1～2 周才降落到地面，而细粒的火山灰颗粒在大气层的10～30千米高度停留了几个月甚至几年的时间。大气环流将这些颗粒带到了地球的各个角落，产生了很多怪异现象。

　　1816 年的北半球经历了一个“无夏之年”。1816年5～8月，美国东北部、北部及加拿大出现了霜冻、大风雪及河水结冰。英国大量的牲畜在1816 年夏天被冻死，德国等地在8月也出现霜冻。欧洲大陆多条主要河流夏天泛滥。

图6.1815年坦博拉火山喷发引起的全球性降温（来源：Xu et al. 2013）

　　9.小结

　　汤加火山的本次喷发事件，规模之大、灾害效应之强是近些年来比较少见的。目前火山喷发活动还没有停止，全面反映此次火山喷发特征的火山监测数据还在持续获取、整理和分析过程中，与火山喷发灾害效应密切相关的关键性、指标性数据，如火山喷发的规模VEI指数、火山气体主量成分与气体总排放量等还没有完成最终的厘定，中国地震局地质研究所将继续对汤加火山活动的状态和未来活动趋势保持实时跟踪和关注。

（责任编辑：雷蕾）