美国宇航局地球观测站图像由Joshua Stevens使用GOES图像
正如美国宇航局的微波肢体探测机所检测到的那样，大量水蒸气被抛入大气层，最终可能会使地球表面暂时变暖。
当Hunga Tonga-Hunga Ha’apai火山于1月15日爆发时，它引发了一场席卷全球的海啸，并引发了一场环绕全球两次的音爆。南太平洋的水下喷发还向地球平流层喷射了一股巨大的水蒸气， 足以填满超过58，000个奥林匹克规模的游泳池。水蒸气的绝对数量可能足以暂时影响地球的全球平均温度。
“我们从未见过这样的东西，”美国宇航局南加州喷气推进实验室的大气科学家路易斯·米兰（Luis Millán）说。他领导了一项新的研究，研究了汤加火山注入平流层的水蒸气量，平流层是地球表面上方约8至33英里（12至53公里）之间的大气层。
在这项发表在《地球物理研究快报》上的研究中，Millán和他的同事们估计，汤加火山喷发向地球平流层中排放了大约146太克（1太格拉克等于一万亿克）的水蒸气 – 相当于该大气层中已经存在的水的10%。这几乎是科学家估计的1991年菲律宾皮纳图博火山喷发进入平流层的水蒸气量的四倍。
Millán分析了NASA的Aura卫星上的微波肢体探空器（MLS）仪器的数据，该仪器测量大气气体，包括水蒸气和臭氧。汤加火山爆发后，MLS团队开始看到图表外的水蒸气读数。“我们必须仔细检查羽流中的所有测量值，以确保它们值得信赖，”Millán说。
持久的印象
火山爆发很少向平流层注入大量水。在NASA进行测量的18年中，只有另外两次喷发 – 2008年阿拉斯加的卡萨托奇事件和2015年智利的Calbuco喷发 – 将相当数量的水蒸气送到如此高的高度。但与汤加事件相比，这些只是昙花一现，前两次火山爆发产生的水蒸气迅速消散。另一方面，汤加火山注入的过量水蒸气可能会在平流层中停留数年。
这种额外的水蒸气可能会影响大气化学，促进某些化学反应，从而暂时加剧臭氧层的消耗。它还会影响表面温度。像喀拉喀托和皮纳图博山这样的大规模火山喷发通常通过将气体，尘埃和灰烬反射回太空来冷却地球表面。相比之下，汤加火山没有向平流层注入大量的气溶胶，火山喷发产生的大量水蒸气可能具有小的暂时变暖效应，因为水蒸气会捕获热量。当额外的水蒸气从平流层循环出来时，这种影响就会消散，并且不足以明显加剧气候变化的影响。
注入平流层的大量水可能只是因为水下火山的火山口 – 一个盆地形状的洼地，通常在岩浆喷发或从火山下面的浅室排水后形成 – 在海洋中处于正确的深度：大约490英尺（150米）以下。任何较浅的海水，都不会有足够的海水被喷发的岩浆过热来解释Millán和他的同事看到的平流层水蒸气值。再深一点，海洋深处的巨大压力都可能使火山爆发变得平息。
MLS仪器非常适合探测这种水蒸气羽流，因为它可以观察地球大气层发出的自然微波信号。测量这些信号使MLS能够“看到”像灰云这样的障碍物，这些障碍物可以使平流层中测量水蒸气的其他仪器失明。“MLS是唯一具有足够密集的覆盖范围以捕获发生的水蒸气羽流的仪器，也是唯一一个不受火山释放的灰烬影响的仪器
