對2022年1月湯加洪阿哈阿帕伊島火山（Hunga Tonga-Hunga Ha’apai）注入大氣中的二氧化硫可能產生的冷卻效應的一項新分析得出結論，其影響將比最初認為的小得多–但是研究人員負責任地對這一結論添加了一些重要的警告。該分析出現在2022年3月1日的《大氣科學進展》雜誌上。
2022年1月15日，洪阿哈阿帕伊島海底火山猛烈噴發，這引起了公眾對其對全球氣候影響的廣泛關注。火山噴發后注入平流層的二氧化硫被氧化並轉化為硫酸鹽氣溶膠。這些氣溶膠在那裡停留一到兩年，並在那裡發揮作用，減少傳入的太陽輻射，導致短暫的全球冷卻。
地表溫度隨着火山氣溶膠的消散而恢復正常，因此一次火山噴發不足以改變長期的全球變暖趨勢，除非有一簇火山噴發可以持續幾個世紀，就像在過去千年的小冰河時期發生的那樣。
過去500年最大的火山噴發，1815年4月印度尼西亞坦博拉火山的噴發在世界許多地方造成了所謂的“無夏年”。熱帶地區和北半球的年平均表面溫度減少了0.4-0.8℃。
但是坦博拉火山噴發排放了53-58Tg的二氧化硫。衛星對洪阿哈阿帕伊島火山噴發的測量–它在過去一個世紀中多次噴發–顯示其火山灰已經到達30公里的高度，深入平流層，總質量只有約0.4Tg。
此前報道的一項初步估計認為，由於洪阿哈阿帕伊島火山的噴發，在未來一到兩年內，全球地表空氣溫度將下降0.03至0.1℃。
“這個報道的初步估計可能高估了影響，因為它沒有考慮到噴發發生的地點，這改變了平流層硫酸鹽氣溶膠的空間分佈–一個可以大幅改變結果的變量，”中國科學院大氣物理研究所的周天軍說，“這是因為南半球的火山噴發排放物主要局限於同半球和熱帶地區的循環，對北半球的影響較小。這反過來又導致了比那些北半球和熱帶火山更弱的全球冷卻。”
為了得出一個更準確的評估，建模需要考慮到硫酸鹽氣溶膠釋放的緯度。然而，糾正這一點是一個挑戰，因為在歷史記錄中很少有類似於洪阿哈阿帕伊島火山的南方火山噴發。幸運的是，在過去的一千年裡，使用大型南方火山爆發的氣候模型模擬提供了一個有用的參考。通過這種方式，研究人員發現在過去一千年中70次選定的火山噴發的強度與噴發后第一年的全球平均地表溫度反應之間存在明顯的相關性。
然後他們在模型模擬中挑選了六次特別大的熱帶噴發，並根據1991年皮納圖博火山噴發的強度對地表溫度反應進行了調整，當時噴出了20Tg的二氧化硫。模型模擬的結果被發現與現實世界的觀測結果相似，這表明他們的建模工作是在正確的軌道上。
然後，這些結果被縮小到洪阿哈阿帕伊島火山噴發的平流層注入0.4Tg的二氧化硫。最後的結果顯示，在洪阿哈阿帕伊島火山噴發后的第一年，全球平均表面溫度將只下降0.004℃。這屬於氣候系統內部變化的範圍。
南半球的降溫將比世界其他地區更強，最強的降溫超過0.01℃，發生在澳大利亞和南美的部分地區。中國大部分地區的降溫將小於0.01℃。
這意味着洪阿哈阿帕伊島火山的噴發不會強大到足以壓倒長期的全球變暖趨勢。
然而，研究人員確實對這些結論提出了一個警告。如果洪阿哈阿帕伊島火山噴發是一次性的事件，情況就會是這樣。自1月15日的事件以來，迄今沒有在洪阿哈阿帕伊島火山檢測到爆炸性的噴發。然而，它可能在未來再次變得活躍，因為這座火山在過去的100年中曾多次噴發過。
周天軍說：“因此，我們應該在未來幾天、幾個月和幾年內繼續監測洪阿哈阿帕伊島火山的活動。”
為了配合這樣的監測工作，該團隊將通過運行一些基於理想情況的實驗來擴展他們的研究（在其簡化中的情景假設，但對使模型更容易理解是有用的），試圖揭示如果在不久的將來發生更大規模的洪阿哈阿帕伊島火山噴發可能帶來的氣候影響。