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火山灰静电悬浮进入电离层及其对气候的突然影响【安全有保障】

发布时间:2021-11-04 点击量:
本文摘要:火山火山爆发有可能对自然环境、气侯和人们造成国际性危害,例如有一种各不相同,坦博拉(Tambora)火山爆发是拿破仑在滑铁卢战役中落败的缘故之一。

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火山火山爆发有可能对自然环境、气侯和人们造成国际性危害,例如有一种各不相同,坦博拉(Tambora)火山爆发是拿破仑在滑铁卢战役中落败的缘故之一。火山爆发期内造成的火山爆发柱由火山灰和汽体组成,能够在火山爆发口上边数公里处抵达平流层(10-50km),并在那里根据大气环流向全世界扩散。比如1992年泰国皮纳图博火山火山爆发造成的火山灰云在接近一个月的時间内就围绕着了地球上(Oppenheimer,2012)。

流过平流层的很多硫含量汽体和尘土颗粒物,非常大一部分在几日内消退,其他的则转换变成盐酸和水的化合物,以细微颗粒物的方式不会有,他们在平流层的等待时间能够宽约一年,引起电子光学效用并透射自然光,进而对气侯造成加温效用。火山爆发能对地球上矮层空气造成 深刻的印象而长久的危害,那麼它能危害中高层大气乃至电离层吗?最近,纽约帝國理工大学地球科学与工程学院科学研究工作人员Genge在Geology上公布发布封面图文章内容(图1),明确指出了一种火山爆发危害全世界电离层的聘用制——火山爆发柱的电荷引起火山灰的静电感应飘浮,导致直徑500nm的火山颗粒物转到电离层,并在100s的时间尺度上阻拦电离层。图2GBeology第10期封面图传统式见解强调,平流层的逆温效用防碍了热对流降低,因而火山冒出的火山灰会对高层大气造成全局性危害。殊不知,爆发式火山火山爆发期内频烦再次出现的火山雷击状况强调,火山爆发柱具备显著的电荷(图1)。

Lane和Gilbert的观察及实体模型强调火山灰一般来说携带负电荷,而火山汽体一般来说携带正电荷,灰与汽体不会受到热对流日风的危害再次出现物理学提取,进而造成大净电荷。因而,可燃性火山火山爆发能够看作一个发电机组和电荷分离设备,电荷的火山灰颗粒物与具有完全一致旋光性的净电荷的喷发物中间由于静电感应相互影响而造成飘浮。颗粒物的动态性模拟仿真結果如图2下图,直徑为50nm、100nm和500nm的颗粒物,从火山爆发柱(~10库仑清静电荷)根据热对流降低到50km高宽比后,能够在约2钟头内,各自超出110km、90km和60km的高处。

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大中型火山要是火山爆发的時间较长(如1992年皮纳图博火山火山爆发的活跃期为9钟头),而飘浮颗粒物在这段时间内保持电荷,他们就会有充裕的時间抵达仅次高宽比。自然,因为与空气中的正离子再次出现具有,火山颗粒物的电荷不容易再次出现发胀,进而允许了飘浮時间。根据汽体动力学模型基础理论,电荷弛豫时间大概为100-1000s。

大的可燃性火山火山爆发造成的火山灰一般来说是硅质的的,这类材料的电荷弛豫时间更为长久。图2模拟仿真的50km直徑的火山岩火山爆发柱上,直徑为100nm(鲜红色)、50nm(翠绿色)和10nm(深灰色)的火山颗粒物运动轨迹。平流层中的灰点答复火山爆发柱内的点电荷,斜体字字答复超出最高值高宽比的時间。

在几回火山爆发期内,专家都认真观察来到全世界限度的电离层电流量振荡,振荡随火山爆发的数量级转变而转变。尽管这类振荡能够从作用力波的视角去表明,但他们还可以表明为飘浮颗粒的转变結果——静电感应飘浮将负电荷带进电离层,进而降低空气中的正离子相对密度。Genge的科学研究还明确指出了一个十分精美的见解,强调火山灰的静电感应飘浮有可能导致全球气候的短期内转变。

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其关键体制是空气静电场的显著损坏及其电离层的短响应速度很有可能会在非常火山火山爆发期内阻拦云的组成,进而提升了全世界的云彩覆盖范围和降雨。当电离层恢复过来时,全世界云层组成遭受诱发,空气中H2O的成分降低,云彩覆盖范围得到 加强,导致降雨降低。

这一见解与一般来说强调由平流层大气气溶胶引起转变而导致的降雨降低体制有显著差别。图3说明了1883年8月26日印度尼西亚喀拉喀托火山爆发后的平均气温数据信息和降雨数据信息。从喀拉喀托火山火山爆发前后左右的降雨頻率看来,8月22日至8月26日期内,纪录降雨的气象观测站总数数最多(一共138个网站)。图3188三年北美地区、欧州、乌克兰和加拿大47个网站精确测量的均值最少和小于日平均气温(绿线)。

橘色曲线图说明纪录降雨的气象观测站数,它在1883年8月22-27日中间降至小于(间距用实线等分线答复)。之上科研成果为讲解全部地球上各有不同圈内的藕合明确指出了十分精美的见解,并从数量级上可能了土层火山主题活动对全部顶层大气圈造成 的显著危害,原文中的假定务必交叉学科带头及其更加详细、精准的观察来确认。


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