2022年汤加火山爆发引发海啸

  继昨日洪阿哈阿帕伊发生火山喷发后，当地时间1月15日，南太平洋岛国汤加再次发生火山喷发，汤加、新西兰等国均发布海啸警报。

  本次汤加洪火山喷发，引发了一场里氏7.6级，震源深度33.8km的火山地震，汤加国家气象局已发布海啸预警。

  根据目前所掌握的信息，汤加火山喷发已经影响地壳、海洋和大气层，除了地震、海啸和云图表现外，南太平洋小岛，新西兰，澳洲均出现气压波动。这可能是30年来首次VEI6级爆发。

图1:汤加火山爆发 资料来源：网上资料整理，申万期货研究所 图2:汤加火山爆发 资料来源：网上资料整理，申万期货研究所

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  火山爆发对农产品影响逻辑

  与地震、台风等自然灾害类似，人类对火山爆发也进行了等级划分。NOAA(美国国家海洋和大气局)用喷发物质体积和喷发柱高度确定的喷发指数VEI来衡量火山喷发大小或强度。VEI 有八个等级，相邻两级之间喷发体积相差10倍。VEI=8的火山释放的能量相当于10.3级地震释放的能量。火山喷发强度越大，释放的能量越大，活动频率也就越小。

  由于火山爆发释放大量火山灰和温室气体进入大气循环中，因此其对全球气温将造成巨大的扰动。

  自上世纪80年代初，科学家逐渐认识到火山气体及其气溶胶是导致火山喷发对气候影响的主要原因。目前有关火山活动对气候影响的研究主要讨论火山喷出挥发分气体及其形成的气溶胶的气候效应。

  根据中国气象局的相关资料显示，火山喷出的气体主要包括水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢，其次还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、氮气、溴化氢、碘化氢等。它们对气候影响的持续时间是不同的，因此，分为短期效应和长期效应气体。

  已有研究表明，二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢属于短期气候效应火山气体，二氧化碳属于长期气候效应火山气体。

  中国科学院地质与地球物理研究所研究员郭正府在发表在《地球科学进展》上的论文中指出，火山喷发开始，二氧化硫作为一种温室气体主要导致火山口周围地区地表温度升高。随后，二氧化硫与大气中或火山喷出的水蒸气发生光化学反应，形成硫酸气溶胶；同时，火山硫化物气体与卤化物气体可在大气圈中形成酸雨。此外，氯化氢可以与臭氧发生反应，最终导致大气圈臭氧总量减少。

  火山气溶胶可以反射和吸收太阳辐射，造成地表温度下降。现代活火山观测结果表明：硫酸气溶胶和酸雨液滴在大气圈中滞留时间为数月至数年，因此，它们对气候的影响至多也仅为数年。

  考虑到此次火山爆发地是远离大陆和人口密集区的南太平洋上，火山爆发形成的气溶胶将会是影响未来一段时间气候的主要因素。这也就意味着，气溶胶导致的气温下降将最终影响全球农产品的产量。

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  火山爆发对农产品影响回顾

  从历史来看，最让人记忆深刻的火山爆发分别为：1815年印尼坦博拉火山大喷发、1883年喀拉喀托火山和1991年皮纳图博火山爆发。

  首先，1815年4月15日荷属东印度(今印尼)森巴瓦岛(Sumbawa)上坦博拉火山(Mount Tambora)爆发。坦博拉火山的爆发是人类历史上最大规模的火山爆发之一，其威力达到了VEI-7，在历史上是少有的，喷出150~170立方千米火山灰，能量可能达到了8亿吨TNT，火山灰柱高达45公里，属于超级普林尼式喷发，全球气温平均下降0.53度，1816年全年没有夏天。“无夏之年”因此得名。从对农产品的影响看，欧洲、北美洲及亚洲都出现灾情，夏天出现罕见低温；欧洲及美洲农业生产受影响尤甚；亚洲气候亦受影响，中国云南因而出现饥荒。根据相应的资料显示，当年北美新英格兰地区农作物大量失收，各种谷物价格急升，例如燕麦价格由1815年的每桶12美分暴涨至92美分。

  其次，对于喀拉喀托火山，其位于印度尼西亚巽他海峡中，拉卡塔岛附近。1883年等级为VEI-6的大爆发释放出21立方公里的火山灰，远在毛里求斯岛都能够听到这次喷发的剧烈声响，是人类历史上最大的火山喷发之一。该次喷发以及引发的海啸摧毁了数百个村庄和城市，36417人死于非命。原有的喀拉喀托火山的三分之二在爆发中消失，整个地球平均降温0.6摄氏度。

  最后，皮纳图博火山(Pinatubo)位于菲律宾吕宋岛，东经120.35°，北纬15.13°，海拔1486米。1991年6月15日的爆炸式大喷发是20世纪世界上最大的火山喷发之一，喷出了大量火山灰和火山碎屑流。火山喷发使山峰的高度大约降低了300米，并向平流层中喷射了两千万吨二氧化硫，对地球气候产生重大影响，进入平流层的二氧化硫减少了地球上的10%的阳光，使当年全球平均气温下降约0.5℃，结果导致了地球进入了两年的火山冬天。

图3:火山爆发对气候影响示意图 资料来源：网上资料整理，申万期货研究所

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  小结

  从上文可见，历史上数次火山爆发均对全球造成了温度下降的影响。特别是夏季降温更为明显。由于此次汤加火山爆发等级偏高(VEI-6级)，因此我们需要特别注意今明两年夏季农作物主产区的积温是否充足，特别是目前处于拉尼娜状态，北半球夏季容易出现低温多雨。如果积温不足，那么春播作物及果蔬类将容易发生减产。

  而在减产之后，对于库存偏低的作物，其价格波动更为剧烈，投资者需要密切跟踪产量的变化、摆脱过往历史波动对价格的认识并做好相应的风险管理。

文章来源：申银万国期货宏观金融研究

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