1.洪阿-汤加-洪阿哈派火山 (Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai volcano)喷发事件回顾

北京时间1月15日中午12点10分前后，在南太平洋岛国汤加洪阿哈阿帕伊岛附近发生了一次猛烈的“普林尼型”（Plinian）火山喷发。据weathermodels网站估算，喷发高度至少25公里。卫星照片显示，火山喷发后，火山灰、蒸汽等在当地太平洋海面上空升腾而起，巨大的声响远在美国阿拉斯加都可以听到。此次喷发距离中华人民共和国驻汤加大使馆约70公里。

图1. 洪阿汤加洪阿哈派火山位置（2016年5月19日影像）

最大喷发

当地时间周五首次喷发，周六早上5:26第二次喷发（CNN affiliate Radio New Zealand）。两次喷发中，火山灰、气体和蒸汽组成的火山喷发柱喷射到20 km高空。卫星影像显示一个巨大的火山灰云和冲击波从喷发中心扩散。在周六的傍晚，空降火山灰在汤加首都努库阿洛法从天而降，首都所在的汤加塔布岛在周六出现了严重的海啸，海浪冲上沿海公路。总理杰辛达·阿德恩(Jacinda Ardern)在周日的新闻发布会上，海啸对努库阿洛法造成了“重大影响”，船只和巨石被冲上岸，沿岸的商店被毁。阿德恩说，电信受到了影响，但目前还不清楚破坏的范围有多广。他补充说，主要的海底电缆可能因断电而受到影响。

本次喷发报告

洪阿汤加洪阿哈派火山从2021年12月29日到2022年1月4日间歇持续活动，其中1月3日的火山活动明显减弱。

详情：12月28-29日，出现了几次苏特赛式喷发的火山碎屑涌浪，最长持续时间为30分钟；表现为气体、蒸汽、火山烟羽上冲到12.2 km高空并向北漂移。岛屿周围出现空降堆积物。在12月30日，岛屿周围的海水被染色，并可见浮岩，整日可见蒸汽和气体火山喷发柱，并有火山灰抛射现象。喷发柱上升到12 km高空并向北北东方向漂移。在12月31日早上，火山灰、蒸汽和气体组成的火山烟羽上升到3 km高度，喷发柱的蒸汽-气体部分最大上升到18 km高空。

2022年1月1-2日，在卫星数据中偶见蒸汽-气体喷发柱。一个小型的喷发柱上升到6-7 km高空（2日2220-2230），并向东北漂移。1月3日-4日，一股气旋过境该区域，使观察火山的视野变模糊。

Sources: Wellington Volcanic Ash Advisory Center (VAAC), Tonga Geological Services, Government of Tonga, Tonga Meteorological Services, Government of Tonga

喷发历史

历史影像

图2. 汤加土地调查与自然资源部门1991年航拍(published in Taylor and Ewart, 1997).

Hunga Tonga(右上)和Hunga Ha'apai(左)的小岛是一个巨大的海底山的山峰，位于猎鹰岛东南约30公里处。这两个岛屿大约有2公里长。它们有向内的悬崖，代表了位于岛屿东南向的一个大型海底破火山口边缘的西向和北向的残余。在Hunga Ha'apai东南3.2公里，Hunga Tonga南部3公里处可以看到一个浅滩，标志着历史上最显著的活跃火山口。

本次喷发卫星影像

图源：中国气象爱好者（微博）

图3. 本次喷发后的影像

2.地形影响

汤加人口约有10.4万，该国由汤加塔布、瓦瓦乌、哈派三大群岛和埃瓦、纽阿等小岛组成，共173个岛屿，其中36个有人居住。洪阿哈阿帕伊岛是高度活跃的汤加-克马德克群岛火山弧的一部分。而汤加首都位于火山喷发以南65公里的地方，许多地方据称已被火山灰覆盖。根据地形数据，汤加塔布岛的海拔大都在20米以下，受海啸影响会比较明显。新的喷发随时可能出现，由于此次火山喷发是海底火山喷发，主要危险就是海啸。

图源：中国气象爱好者

图源：科学黑洞SciBLH（微博）

图源：外交部网站

洪阿哈阿帕伊岛（Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai）火山是高度活跃的汤加-克马德克群岛火山弧的一部分，位于汤加首都努库阿洛法以北65公里，海拔约100米。但隐藏在海平面之下的是一座高约1800米，宽20公里的巨型海底火山。

在过去的几十年里，这座海底火山经常喷发，2009年的喷发之后才“浮出水面”形成了一个新的岛屿。最近较为严重的一次喷发是在2014年底至2015年初，该火山多次喷发，当时曾造成汤加空中交通瘫痪。而正是在这次喷发后，才有了洪阿哈阿帕伊岛（Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai）的诞生。

图源：中国气象爱好者（微博）

汤加洪阿哈阿帕伊岛位于此次巨型喷发的火山口上，一直以来生生灭灭，一会儿变大一会儿变小。就在1月15日中午的大喷发前，此岛已经因为一次小喷发断成两截，中间部分沉入海底；大喷发后，高清图像因为火山灰等原因暂不可得，但根据遥感数据，这个岛应该已经基本沉入海底。

3. 火山形成背景与喷发原因

3.1 地质背景

南半球太平洋板块向西侧的澳大利亚板块之下俯冲，形成了海洋岛弧（托富阿岛（Tofua）火山弧）。在距今约5-6 Ma，弧后扩张开始，在岛弧附近形成Lau伸展盆地。Lau盆地的裂陷作用破坏了古老的岛弧体系，分别在盆地东西两侧形成Lau 和 汤加（Tonga）山脉。现今的活动火山主要是沿着残存的汤加山脊的西侧分布，这些火山形成了汤加火山链。本次喷发的Hunga Tonga火山就位于汤加火山链的北段。

图 汤加火山地质背景

该处喷发的火山岩通常主要以玄武安山岩为主，熔岩中含少量的英安岩，这些火山岩地球化学上属于钙碱性火山岩系列，说明与板块俯冲和“地幔楔”熔融有着直接关系。

3.2 水下火山喷发原理

奥克兰大学的火山学家克罗宁（Shane Cronin）解释道，通常而言，海底火山的岩浆缓慢上升到海水中时，即使温度高达1200℃，岩浆和水之间也会形成一层蒸汽薄膜。这层薄膜为岩浆的外表面提供了一层隔热层，使其冷却。然而，当充满火山气体的岩浆从地下喷发出来时，岩浆迅速进入水中，会迅速破坏掉蒸汽薄膜，使热岩浆与冷水直接接触。

火山研究人员称之为“燃料冷却剂相互作用”，类似于武器级的化学爆炸。极端猛烈的爆炸将岩浆撕裂，引爆了一个连锁反应——新的岩浆碎片将炽热的内部表面暴露在水里，爆炸不断重复，最终喷射出火山颗粒，造成超音速爆炸。

4. 灾害及影响范围：

喷发后约20分钟，距离火山喷发点约65公里、汤加王国首都所在的塔布岛就受到海啸袭击并失联，随后海啸抵达斐济、瓦努阿图，晚上10点前后日本也测到了1米的海啸波高。澳大利亚、新西兰发布了海啸警报或提醒，就连一万公里之外的日本都发布了海啸预报。火山喷发的声音更是传遍汤加、斐济和瓦努阿图，就连2000公里外的新西兰北岛都能听到隐隐约约、类似打雷的声音。种种迹象表明，这场火山喷发的强度很可能达到了VEI5级的上端，甚至有可能达到VEI6级，有可能是1991年菲律宾皮纳图博以来，全球最强的火山喷发之一。

海啸传播时效图

日本气象厅表示，由于汤加火山爆发引发的海啸，1月15日日本海岸的潮汐可能会更高，但预计不会造成财产损失。 1月16日凌晨，日本气象厅对奄美群岛和托卡拉群岛发布海啸预警，称海啸高度可能高达3米； 同时，向日本列岛太平洋一侧发布海啸预警，预计海啸可能高达1米。 这是日本自 2016 年 11 月以来首次发布海啸警报。

自然资源部海啸预警中心根据最新监测结果分析，中国沿海海域于16日凌晨监测到海啸波，其中浙江石浦站最大海啸波幅约20厘米，其余潮位站海啸波幅均小于15厘米。此次过程未对中国沿岸造成灾害性影响。

喷发影响解读

对于本次喷发（1月14-15日）还没有明确的VEI等级，因为VEI等级是对爆炸性火山的喷发物估算建立的，还需要对喷发物的整体计算才能够明确。从喷发烟羽高度可以大致推测喷发规模，但是喷发烟羽高度受到很多因素影响，例如：VEI-5的喷发烟羽高度为10-25 km。根据这个指标，可以暂时地、粗略地认为1月14日的喷发为VEI-5，1月15日的喷发规模为VEI-6，实际上很有可能高估了喷发规模。

从新华社发布的的喷发视频来看，爆炸后的冲击波扩散速度最快；火山灰云在上升时有一个向左快速移动的现象，很可能是以下原因造成的：1，大爆炸之后，其他爆炸的冲击波影响；2，拍摄时间间隔影响；还需要进一步的确认。

从现有资料来看（1991年，2016年，2022年），洪阿汤加岛和洪阿哈派两个岛屿经历了分开—合并—分开的过程，都是由于火山喷发的堆积物出现—消失导致的。

5. 气候影响

在最激烈的喷发之后，火山灰烟云没有沿着对流层西风带自西向东飘，而是反其道而行之，向西边的澳大利亚飘去。这说明火山灰已进入平流层。

目前南半球正值盛夏，低纬平流层吹强东风。由于南北半球高空风环流相对独立，短期内，进入平流层的火山灰主要往西移动覆盖南半球，对北半球影响有限。平流层火山灰对地面气候产生影响通常需要数月时间。若后续无大规模喷发，以目前的量级而言，对全球气温变化难以形成直接干预。

作为新世纪乃至近30年最强的火山喷发之一，汤加火山喷发会带来一些气候影响。南半球中高纬度的澳洲南部、巴西南部、新西兰、阿根廷、智利及南非的气候将首当其冲；火山喷发点在ENSO监测区附近，警惕火山喷发通过海气遥相关作用，影响风海流，甚至在拉尼娜转中性的趋势上催生厄尔尼诺；火山喷发如果持续很久，气溶胶进入平流层过多，北半球阶段性冷事件及与之相关的强对流等极端天气，今年有可能增多。

6. 目前的问题

1、火山灰太多，据新西兰方面的消息，塔布岛的火山灰已经厚达2厘米，严重影响飞机前往和通讯恢复；

2、水源问题，火山灰会污染水源，也会影响补给；

3、可能出现的新一轮喷发。

本次火山爆发的火山岛上没有居民，汤加主要人口在塔布岛上，塔布岛离火山口大约65公里，中间有太平洋阻隔。所以说塔布岛不会山崩地裂或沉入海底，也不会遭到最致命的极炙热熔岩流、碎屑流袭击，岛上大多数居民的生命应该是可以保全的；但需要注意：

1、本次火山喷发出现了极强的冲击波，英国都测到了气压变化，根据残缺的数据，汤加首都曾出现了10分钟20百帕的降压，已经超过了超强台风眼墙中的降压，冲击波对汤加的损伤不知有多大；

2、塔布岛遭到了比较严重的海啸袭击，而这个岛本身海拔不高，如果反应不快，在海边风险非常大；

3、火山喷发的巨大爆炸声在2000公里外的新西兰都能听见，汤加塔布岛居民的听力应该会严重受损，且有诱发其他疾病的风险；

4、火山灰、有毒气体有可能影响。

资料收集与分析：中国灾害防御协会火山专业委员会、中国地震局地质研究所

作者：赵勇伟 陈正全 王丽竹