目前，当圣海伦斯火山几度爆发、火山灰正在北美上空沉降之际，人们的注意力将转向这次事件对世界天气与气候的较长时期的影响。本来，近几年关于大气中二氧化碳随着人类历史的发展而增加对今后五十到一百年内是否将产生重大气候变化的可能性，人们怀有戒心。而且，由于火山活动而喷射进同温层的火山灰的高层的自然机制对重大的气候变化，已属责无旁贷，所以必须认真考虑如何千方百计地预测未来的世界气候。当B. 富兰克林旅居巴黎时，就曾经提出：1783~1784年欧洲出现的严冬苦寒，1783年五、六月间爆发的冰岛火山是罪魁祸首。

由火山爆发形成的大气中的浮游微粒，经过对流层上限而进入同温层，能够在那里滞留几年。最初几个月过后，在同温层风系的影响下，形成一层几乎足以覆盖半个地球的火山灰幕，偶或由于爆发规模之大，使整个地球都被覆盖。火山灰幕的分布取决于喷射地点的纬度、火山灰到达的高度、火山灰粒子的大小和灰幕发展中同温层的环流情况。大体上，这种环流有助于把北半球中、高纬度火山爆发所产生的灰幕局限于北纬三十度以北的区域；与此相反，像低纬度的印度尼西亚的克拉卡托（1883年）与阿贡（巴厘岛，1963年）两火山的爆发，却有向整个地球散布的倾向。关于圣海伦斯的情况，虽则火山灰喷入了中纬度，但却极有可能将向较一般更宽广的范围播散。这是因为五月份是同温层中较低赤道向分流最盛行的月份。

经过前、后散射和火山灰幕的吸收，使辐射平衡发生变动，以致到达地球表面的太阳的能量减少，这当然也是灰幕的影响。这些过程的相对重要性，有相当大的一部分因灰幕的高度和火山灰的粒子与大气中浮游微粒的大小及其化学组成而异。事实上，经常会产生某些性质各异的层次，因此，要计算影响辐射平衡的数学解是很复杂的。太阳表面直接辐射的减少，在某种程度上由于增加了各向弥漫的辐射而有所抵消。

当巨大的突发性火山爆发时，这些预计中的能的变动，相信足够使大气环流和气候发生变化。由于火山灰幕的吸收，结果使地球表面所接受的能减少，并使同温层温度转暖，从而导致较低大气层转冷。莱姆通过精密的研究（英国皇家学会哲学学报A266，425；1970），已经详述了这些灰幕的影响，并且已经对公元1500年以来主要的火肉爆发事件做了一个年表。

最近为了提供火山活动对较低大气层环流与气温所受重大影响的估计，已经从事了理论上的模拟Hunt（每月气候评论105，3，247；1977）已经使用了九级综合环流模型，对克拉卡托级喷射的火山灰对气候的影响作了评价，半球范围内平均表面温度下降的极大值约为0.3°C左右，大概发生于喷射开始的三个月以后。Pollack等（地理研究杂志81，1071；1976）从事于十九世纪八十年代火山活动高潮时期表面温度变化的模拟试验。他们发现了大致转冷1°C左右的结果，并且强调，同温层由于硫酸微粒影响能量平衡而发生变化的重要性。另一方面，Deirmendjian的结论（高等地球物理16，267；1973）则认为重大的火山爆发的一般气象学参数影响气候的有力证据还不多。

许多经验的和统计学的研究已经展示了火山活动影响气候与大气环流的证据。Mass与Schneider（大气科学杂志34，1995；1977）已经从大气气温记录中找到了一个短期的火山信号。Kelly（自然268，616；1977）已经注意到中部英格兰的气温与北大西洋的西风同突发性的火山活动程度之间长期趋于一致。Bryson和Goodman（科学207，1041；1980）最近提出，两年以上的气象预告需要预测火山活动总的水平。他们指出，十七世纪与十九世纪初突发性火山活动频率之高，成了这个时期可能处于小冰河期的一个重要因素；同时，二十世纪气候的普遍转暖，则是这一时期火山活动降级的结果。可是，Miles和Gildersleaves（自然271，735；1978）不相信这种降级足使观察温度转变。最后，许多作家都把六十年代中期对流层气温的急剧下降归咎于1963年印度尼西亚阿贡火山的爆发。

这些理论的和实验的研究，仅仅涉及了问题的概貌，许多实质性问题还有待解答。例如发生于不同年代、不同时间和不同纬度的火山爆发的影响怎么样？随着个别爆发与火山活动频率长期起伏而变动的气候的空间模型是什么？甚至在“浩如烟海”的气候记录中如何辨别个别爆发的影响？每一年的气候变异；总得归因于任何一次爆发的结果，但却又未必易于事先分晓，除非是极大规模的爆发。

因此，圣海伦斯事件在气候学上的重大意义是难以讲得十分深到的。而且对喷射物体积的可靠估计也尚无实用价值，第一次估计认为1980年5月发生的爆发事件的喷出物是3 ~ 7立方公里，但这种物质中究竟有多少到达同温层则不清楚。然而，数量相当庞大的喷出物确已进入对流层上限，却是可信的。基于目前的证据，可见本世纪主要的中、高纬度的火山爆发，只有阿拉斯加的卡特马依（1912年）可能是较大的，尽管对它的喷出物的体积估计还存在极大的分歧。今年五月十八日圣海伦斯首次爆发，它的规模同堪察加的Ksudatch（1907），Bezymianny和印尼的阿贡火山属于同级。阿贡火山的爆发，在气候学上可能最具重大意义，因为它位于赤道的缘故。但是，无论如何，圣海伦斯火山的爆发终将有力地证明它是属于本世纪最强烈的火山活动之列。圣海伦斯从1842年的一次爆发之后的十三年中，Cascade山脉发生了另外三次爆发，即1843年的Rainier山和1854年的Baker山和Hood山的爆发。

关于近年来火山爆发对气候的影响，我们还不能丝毫不爽地作出预言，但是火山灰幕即将昭示我们以令人瞩目的影响。例如太阳落山以后，有时可以观察到一道明亮的红色辉光徘徊于地平线附近；还可以看到日华或者毕氏（Biship's）光环围绕着太阳。这些，都是南美危地马拉Fuego山爆发（1974年）后普遍出现的效应。前些日子，绵亘着的火山灰幕已经使地球上大片地区的上空呈现出灰蒙蒙的奶白色达几个月之久。类似的惹人注目的这些效应，已经在英国著名画家特纳（Turner）的笔下出现了。

过去关于火山爆发对气候影响的主要问题之一是缺乏信得过的资料。以前，有关重大的火山爆发之后喷入同温层的火山灰的数量与成分的情报是不足的。只有在近几年来对大气层的精确观察，特别是对大气高层的观察，已经是很容易做到的事了，所以从某种意义上说，圣海伦斯灾难性的爆发为中纬度重大爆发事件在物理学、化学、气象学和气候学方面提供了详细研究的首要的好机会。

[Nature，285卷5766期]