火山灰擋不住太陽，但人類的煙囪能。這才是地球高溫的最終主因啊

火山噴發與特大山火能夠向大氣中注入數百萬噸的氣體與氣溶膠顆粒，其影響足以在激蕩全球氣溫的變幻中留下痕跡。在眾多錯綜復雜的氣候驅動因素背景下，想要精確捕捉某次特定事件的影響，其難度無異于在喧鬧擁擠的集會大廳中，辨聽出某一個人的低語。

近日，麻省理工學院的科學家們開發出一種精密的方法，能夠成功“靜音”背景噪音，識別出山火與火山噴發的特定信號。這項發表在《美國國家科學院院刊》上的研究，不僅捕捉到了這些自然事件在地球大氣溫度中留下的“指紋”，更揭示了它們對平流層與對流層影響的微妙差異。

研究團隊報告稱，他們在全球大氣溫度的變化中檢測到了三個重大自然事件引發的統計學顯著信號。這三個事件分別是：1991年的皮納圖博火山噴發、2019年至2020年的澳大利亞山火，以及2022年發生在南太平洋的洪阿湯加海底火山噴發。

盡管每次事件的性質迥異，但它們都對平流層產生了顯著影響。平流層位于對流層之上，而對流層作為大氣的最底層，正是近年來全球變暖加速最為顯著的地帶。這項新發現將為科學家進一步理清人為排放對全球氣溫變化的真實影響提供關鍵支撐。

研究結果顯示，皮納圖博火山表現出了典型的平流層升溫與對流層冷卻配對模式。相較之下，澳大利亞山火與洪阿湯加火山噴發雖然分別導致了平流層顯著的升溫或冷卻，但在事件發生后的頭兩年內，它們并未在對流層產生可被全球檢測到的強勁信號。

不同于皮納圖博火山導致的全球降溫，澳大利亞山火和洪阿湯加噴發可能并未在近年來全球地表變暖的加速中扮演關鍵角色。這意味著，變暖背后必然存在其他主導因素。

在過去的幾年中，全球平均地表溫度接連創下歷史新高。世界氣象組織近期證實，2023年至2025年是有記錄以來最熱的三年，而過去11年則是史上最暖的11年。世界正在變暖，其主因是數個世紀以來人類活動向大氣排放了海量的溫室氣體。

除了溫室氣體，大氣還承受著其他大規模的排放沖擊，包括火山噴發釋放的硫磺氣體和水蒸氣，以及山火產生的煙霧顆粒。李耀偉及其團隊一直試圖探究，這些自然事件是否會對全球氣溫產生可檢測到的影響。

這些事件在注入物質的高度和成分上都是非凡且獨特的。研究人員提出的核心問題是：這些事件是否真的擾動了全球氣溫，使其足以從自然的、氣象的“噪音”中脫穎而出？

團隊重點考察了三次大規模事件。皮納圖博火山向平流層注入了約2000萬噸火山氣溶膠，這是現代衛星儀器記錄到的最大量。澳大利亞火災向對流層上層和平流層注入了約100萬噸煙霧顆粒。

而洪阿湯加噴發則產生了衛星記錄中最劇烈的大氣爆炸，將近150000000噸水蒸氣送入平流層。

在研究過程中，團隊采用了“信噪比”分析方法。通過盡量減少其他已知因素對全球氣溫的“噪音”干擾，從而分離出與特定自然事件相關的溫度變化“信號”。

他們首先查閱了自1979年以來測量不同高度全球氣溫的衛星數據，這些數據來自平流層探測單元以及微波和高級微波探測單元。團隊匯編了從1986年至今的所有觀測記錄。

從這些測量結果中，研究人員可以清晰地看到對流層持續升溫和平流層持續冷卻的長線趨勢。這些長期趨勢主要與人為產生的溫室氣體有關，團隊首先從數據集中減去了這部分影響。

即便如此，剩下的基準線中依然包含由厄爾尼諾、拉尼娜以及大約11年周期的太陽活動引起的自然變率。團隊充分考慮了這些復雜的變數，并將這些自然波動的效應從數據中逐一剔除。

在最大限度地降低此類噪音后，剩下的任何溫度變化都可以更容易地追溯到那三次大規模自然事件并進行量化。當團隊將事件發生的時間節點與溫度測量值對齊時，每種事件如何影響全球氣溫的軌跡便清晰可見。

研究發現，在皮納圖博火山噴發后的兩年多時間里，全球對流層溫度下降了約0.7攝氏度。火山硫酸鹽氣溶膠充當了無數微小的反射器，將陽光散射回太空。留在平流層的氣溶膠吸收了地表發出的熱量，進而導致平流層升溫。

這一結果與以往對該事件的研究相吻合，證實了該方法的準確性。隨后，他們將相同的方法應用于影響尚不明確的澳大利亞山火和洪阿湯加噴發。

對于澳大利亞山火，他們發現煙霧顆粒導致全球平流層升溫幅度高達0.77攝氏度，這種影響持續了約五個月，但未在對流層產生明確的信號。由于煙霧顆粒在化學性質上與硫酸鹽完全不同，深色的顆粒能高效吸收太陽輻射，因此即使是相對少量的煙霧也能引起劇烈的升溫。

至于洪阿湯加火山，這次海底噴發導致平流層中上層出現全球降溫效應，降溫幅度達0.5攝氏度，并持續了數年。雖然這些事件在平流層高處造成了顯著的沖擊，但由于它們未能解釋對流層的持續高溫，這反而更強烈地指證了人類活動的影響。