“无夏之年”真的有过！400多件画作记录超级火山爆发：除了极寒，还会带来更灿烂的晚霞

尽管汤加火山爆发的“气候冲击波”可能不及人们想象中的那么大，但在人类历史上，的确曾有大型火山爆发给地球带来了“无夏之年”，甚至引发了小冰期。比如，1815年印度尼西亚松巴哇岛上的坦博拉火山爆发，达到创纪录的VEI7级，导致1816年真的“无夏”。公元535或536年，一座万里之外、目前也不知道何处的超级火山突然爆发，导致此后几年全球几乎同时开启了灾难模式。而1991年菲律宾皮纳图博火山喷发则使第二年全球地表温度降低了约0.5度。

7.5万年前多巴火山带来灾变

将地球带入冰期，引发食物链巨变

距今约7.5万年前，印尼苏门答腊岛的多巴超级火山爆发，人类生存遇到严重挑战。这次火山爆发达到了超大规模的VEI8级。

经过了7.5万年，当年形成的火山口现在看来依然规模巨大——如今的多巴湖即是当年形成的火山口，南北长达100千米，东西长达35千米。据估计，此次火山爆发共喷发出了2800立方千米的物质。

这次超级火山喷发是1991年菲律宾皮纳图博火山（VEI6级）爆发强度的100倍。地质资料分析，火山灰的沉积范围向西一直到印度次大陆和阿拉伯海，向东北方向直到1500至1800公里外的中国南海。

火山影响气候主要是通过火山喷发的二氧化硫。火山喷发的二氧化硫气体直达平流层，较短时间（一两个月）内即会形成硫酸气溶胶，随着平流层环流输送到全球各处。由于平流层环流稳定层结，所以硫酸影响会持续更长时间（一年以上），通过阻挡太阳辐射，引起近地面温度降低。

当多巴火山的火山硫酸盐气溶胶进入平流层后，会阻挡和削弱到达地球表面的太阳辐射，使得全球温度骤降（中高纬度降温可能达到10℃-15℃以上）。这种强度的降温很可能促发“冰雪-太阳辐射”的正反馈机制，即“温度降低-冰雪发展-反照率增加-入射辐射减少-温度进一步降低”，从而形成长期影响。

对于人类生存而言，最致命的可能不是低温，而是原来食物链的彻底崩溃。

这次火山活动很有可能引起了一次新的冰期。在格陵兰岛的冰芯资料里发现了此次火山的沉降物，随之有长达千年的低温期。有研究认为，此次超强火山爆发甚至改变了地球上各种生命的进程，使得北半球四分之三的植物死亡。当时，全球人口数可能降到了有史以来的最低值（1万-3万），人类演化差点被推到了灭绝的边缘。这次多巴火山爆发也引发了全球生物灾难，在热带雨林和季风区形成严重干旱，引起植被衰退。

然而，德国马普气象研究所的研究却认为，这次火山活动并没有对人类生存形成真正的挑战。同时，印度等地的考古资料揭示，在此地层附近，旧石器时代的人类活动保持了继承性和稳定性，并没有明显的断代历史。这表明，此事件前后，在此生活的人类活动并未受到太大影响。

另外，尽管中高纬度可能出现了温度巨降，以及生物种群、食物链的巨变，但生活在中东和欧洲的尼安德特人一直生活到了3万年前，生活在阿尔泰山脉和西伯利亚附近的丹尼索瓦人也生活到了5万年前，生活在印度尼西亚的弗洛里斯人也熬到了1.2万年前。

所以，多巴火山的这次超级喷发最大的可能性是形成了冰期，并改变了一些地区的食物链结构，给当时人类其他的兄弟姐妹带来了极大挑战：有些种群甚至发生了崩溃和灭绝，有的被迫迁徙或者改变生活方式，后日益衰落。等到我们的先祖从非洲走出的时候，其他的族群根本无法竞争。

1815年印尼坦博拉火山爆发

带来“无夏之年”和“饥荒之年”

1815年4月5日至15日，印度尼西亚松巴哇岛上的坦博拉火山爆发，这次火山达到创纪录的VEI7级，几乎是过去2000年里最大规模的一次火山活动。据记载，这次火山爆发前，坦博拉火山高度为4100米，火山爆发后只剩下2850米，形成了直径达6000多米、深700米的巨大火山口。

在这次喷发中，火山灰柱高达45公里（达到平流层高层）。火山灰完全遮蔽了天空，大气中火山灰随风漂浮，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25厘米，到了1000公里之外还有5厘米的火山灰。据记载，一周之后，距离火山几百千米以外的瓜哇岛上空，依然漆黑一片，几乎伸手不见五指。

虽然这次火山爆发能量仅为多巴火山超级喷发的1/10左右，但仍造成了次年（1816年）欧美的异常寒冷，被称作“无夏之年”或“饥荒之年”，因寒冷和饥馑死亡的人数超过20万。

从历史记录来看，这一年整个夏天都很冷。根据纽约郊区当地人的记录，1816年5月，山上还和冬天一样光秃秃的，每天温度还会降到冰点以下；6月9日，地面还是冰冻状态；7月7日依然很冷，所有作物都停止生长；8月23日，重新出现霜冻……

寒冷使得当年作物收成基本无望，德国的食品价格飙涨：1815年，一蒲式耳（在美国相当于35.23升）燕麦价格折合现在约为1.55美元，1816年飙升到了12.85美元。那一年，从英国到爱尔兰和威尔士，四处都是受灾的难民和乞丐，死亡人数估计超过20万人。

坦博拉火山喷发的影响，还可以从当年的艺术作品中窥见。当火山喷发出的硫酸盐气溶胶笼罩整个平流层的时候，天空的朝霞和晚霞异常漂亮，红色和橙色的天空随时都在，不论是刮风下雨，早晚一定都看得到，甚至在大雨之后更加清晰。这被称作dry fog，无法被雨水所清洗，因为下雨是在对流层，而那层火山硫酸盐气溶胶则是在更高的平流层。

英国画家约瑟夫·玛罗德·威廉·透纳用画笔真实记录下了当时他眼中的天空——在火山气溶胶的影响下，天空是橙色和红色的，喜欢看晚霞的人在1816年看了整整一年的红色天空。而没有火山影响的正常晚霞，是可以看到蓝色天空的。

有人受此启发，分析了过去400年里西方主要的画作，定量化分析每幅画的红蓝色对比，这一指数与过去400年的尘封指数相关系数达到0.83。这说明，艺术家在创作中不约而同地反映了实际的天空颜色——大气光学厚度在正常时候为背景值0.05，但在坦博拉火山爆发的1815年和1883年喀拉喀托火山爆发时则能达到0.6。

作者：魏科（中国科学院大气物理研究所副研究员）