1816年,為什麼這一年詭異的沒有夏天,7月飛雪氣候大變?

歆琳科普


我讀過很多關於這段歷史的描述,大多都是這年夏天氣候變化厲害,夏天異常寒冷,農作物歉收,導致世界各地都處在饑荒和疾病中。

基本都表明是坦博拉火山的爆發導致導致氣溫下降,今天看到這個問題的時候,我又翻了一些資料,火山爆發是主要原因,其實還有另外一個原因:當時正處在小冰河時期的末期,火山爆發正好加劇了降溫現象。

為什麼火山爆發會導致氣候變化

我們大多人的意識裡應該是這樣的,火山噴發的火山灰遮擋了陽光導致氣溫下降,其實罪魁禍首不是火山灰,而是二氧化硫,因為火山灰最多幾周內就會“沉澱”下來。

火山噴發到高空的二氧化硫與水蒸氣結合形成硫酸,硫酸迅速凝結成微小的硫酸鹽氣溶膠,一般數量的硫酸鹽氣溶膠能在平流層存在幾個月。

這些硫酸鹽氣溶膠會吸收一些太陽輻射,這會使平流層變暖,同樣,因為更少的輻射到達地面,地球表面就會變得更冷。

還不止這些,因為這種簡單的冷暖對調,會影響從平流層到地面的高低氣壓模式,這些變化反過來又影響風的速度和方向,以及與之相關的氣溫和降水模式的變化。

坦博拉火山爆發是有紀錄以來最激烈的一次火山爆發,相當於廣島長崎那兩顆原子的5萬倍,即使所有的火山都有自己的特質,它們噴發時攜帶的物質各不一樣,但是像坦博拉火山這樣的巨型火山爆發,攜帶的二氧化硫必定不會少。

所以引起全球氣候變化是必然的,而氣候變化導致一系列社會問題,包括拿破崙的滑鐵盧都和這次火山爆發有關係。

太陽週期性活動

從14世紀開始,全球就進入了降溫模式,一直到19世紀,這個時間段被稱作小冰河時期,主要原因是太陽週期性活動,太陽黑子的急劇下降。

正所謂無巧不成書,1816年五月太陽黑子達到了有紀錄以來最低值(維基百科數據)。

最大的火山爆發加上最低的太陽黑子,這不冷才奇怪。

最後

當時中國是在嘉慶年代,有許多關於夏天很冷,有明顯霜凍現象(特別是在長江以北地帶),中國當時也也和其他地方一樣鬧饑荒,只是中國因為這個事件由盛轉衰。

這段歷史也非常有意思,感興趣可以去查閱一些資料,如果我擴張開來寫的話,估計打字打到我手殘。


怪羅科普


1816年詭異的一年

1816年在世界歷史上是一個比較特殊的年份,因為很多關於這一年的記載都提到了關於寒冷天氣的描述,而且集中在北半球。根據有關歷史文獻資料記載,1816年我國正處於嘉慶年間,那一年的農曆八月本應是最為酷熱之際,然而“天氣忽然寒如冬”,西南地區的雲南、貴州等地出現連續性的降雪,安徽、江西等地也要三伏天飄雪的記錄,很多農作物被凍死。

同樣,在美國,也有人記錄下了當時的情景:“7月伴冰雪而來,紐約和賓夕法尼亞部分地方覆蓋厚玻璃似的冰雪”。鑑於當時人們受限於科學技術水平,並沒有對這種反常現象出現的原因進行解釋,只是形象地描述出了這種現象的本身特徵以及對人們生產生活的極大影響。而有人也將德國拿破崙失敗的原因也歸結為低溫的影響。

可能的原因分析

那麼,從當前我們科學認知的角度,是否能夠解釋得通這種現象出現的原因呢?答案是肯定的。因為影響氣溫改變的主要決定因素,歸根結底就是地球表面吸收太陽輻射的數量及變化程度。而能夠改變地球吸收太陽輻射強度的原因,可以至少從兩個方面進行分析,一個是太陽本身,另一個是地球本身。

問題出在太陽嗎?

如果從太陽來看,其內部核聚變的程度能夠影響到太陽表面光球層離子體的運動強弱,從而決定了向外釋放能量的多少。但是太陽內部核聚變的發展進程是一個漫長的過程,而且目前太陽正處於中壯年時期,其內部核聚變的程度不可能發生巨大的變化,太陽向外輻射出的光和熱總體上看應該處於一個相對穩定的狀態。

問題出在地球上

那麼,問題只能出在地球本身。一種可能是地球自轉軸發生了偏轉,北半球太陽入射角變大,太陽輻射強度降低。但是這種情況發生的可能性也幾乎沒有,因為在太陽萬有引力和地球公轉、自轉離心力等作用力平衡的狀態下,地球的自轉軸也不可能在短期內一下子偏移很多,也不可能是地外小行星撞擊地球使其發生偏轉,如果那樣,就不會是地球溫度變冷那麼簡單,如果有可以使地球自轉軸偏轉的撞擊力,整個地球上的生物都將不復存在。

火山噴發是罪魁禍首

另外一種可能就是地球上空的大氣層出現了能夠遮擋太陽光線的成分,使光線無法穿透大氣層或者極大降低穿透率,歷史上恐龍滅絕的主流觀點就認為地球受到一顆巨大隕石的撞擊,隨後引發了大規模的火山噴發,大量的噴出物遮擋了陽光,綠色植物不能進行光合作用而枯萎,食草恐龍和食肉恐龍紛紛由於食物的短缺而死亡。查找了一下當時的歷史記載,那個時間段並沒有地球遭受地外行星撞擊的相關文字記錄,但是發現了在1815年時印度尼西亞發生了坦博拉火山爆發,問題就出在這裡。

1815年4月,沉寂了200多年的坦博拉火山突然爆發,據有關研究機構根據事後的火山灰和地質構造的改變,推測出這是人類歷史上最大規模的一次噴發,噴發的規模可以通過幾組數據來展示:一是熔岩覆蓋範圍最大直徑超過40公里;二是火山灰形成的煙雲覆蓋了100多萬平方公里的天空;三是拋灑在空中的粉塵量至少有上百億噸;四是噴發時的火山灰直衝高度達到40公里以上;五是坦博拉火山噴發後從海拔4000多米一下子降到2800多米。這些數據,可以直觀地展現這次火山噴發的能量和引發的破壞程度。

總結

在坦博拉火山噴發的影響下,數量巨大的火山煙層不但覆蓋了東南亞區域,而且隨著噴湧氣流強勢上衝,被帶入了平流層,隨著地球上空全球大氣環流的推動,這些火山煙塵逐漸飄到了世界各地,降低了地球很大範圍的區域特別是北半球大氣層的通透率,陽光照射到這些煙塵上,很大一部分被直接反射回宇宙空間,還有一部分被煙塵本身吸引,僅有很少一部分才照射到地球表面和近地空間,溫度自然很快降下來。因此,北半球大部分都受到了這個火山噴發的影響,而從火山噴發到煙塵飄落到全球各地,需要的時間正好是好幾個月,這就引發了1816年北半球的反常極端嚴寒天氣。


優美生態環境保衛者


6月雪7月寒8月凍通常可以用來形容詭異的氣候變化,這意味著是沒有夏天的,在人類的歷史上就曾發生過一次。1816年歐洲、北美以及部分亞洲地區發生了大災難死傷無數,就是因為在1816年是沒有夏天的,因為氣候原因農作物欠收或者絕收,發生了大面積的饑荒。


1816年是我國清朝嘉慶二十一年,又被稱為無夏之年,例如史籍中就有記載:“六月下旬北風寒,二十九日夜尤甚,次早九都、浩山見雪,木棉多凍傷。”

按照正常的氣候變化1816年初冬季逐漸結束,馬上就要氣溫回升春暖花開之際,但氣候變沒有按照大家預想的來變化,貌似逐漸的開始轉冷再次迎來冬季。在歐洲大部分地區天空中出現永久性的烏雲密佈,陽光非常匱乏。

1816年的天氣史無前例。春天照常到來。但是隨著寒冷的氣溫回升,季節似乎開始逆轉,在歐洲的一些地方,天空似乎永遠陰雲密佈,陽光的缺乏的非常嚴重,但是人們並不知道發生了什麼。直到進入19世紀之後,大家才瞭解到,1915年4月在印度洋的一個偏僻小島上,一座巨大火山爆發了,噴射出大量的火山灰。隨著大氣循環,這些火山灰覆蓋了很大的面積。由於火山灰遮雲蔽日會阻擋陽光的照射,因此1816年才出現了無夏的情況。



但當時是信息閉塞的年代,雖然位於這個巨大火山附近的國家居民直接受到影響死傷慘重,但是到了歐美國家就只是間接的影響了,最開始人們沒有把這兩件事聯繫到一起,但是隨著科學家的研究發現,一場巨大的火山爆發是可以導致“無夏之年”出現的。

在6500萬年前一顆直徑10公里的小行星,高速撞擊到地球表面,導致了90%以上的物種滅絕,恐龍是那一次生物大滅絕的主角。小行星撞擊直接產生的撞擊破壞力,並不會導致生物大量滅絕,但是後續的影響是不可估量的。

這顆小行星撞擊到淺海之中導致全球性的海嘯,同時巨大的撞擊引發強烈地震火山爆發,大量火山灰湧入大氣,同時各種碎片混入大氣,隨著循環遍佈全球。因為它們會遮擋陽光,時間如果過長那麼植物無法進行光合作用大量的死亡,最終食物鏈的基石崩塌了,大量的上層生物因食物短缺而死亡。


可以說1816年歐洲、北美以及亞洲地球的無夏之年主要的影響因素就是坦博拉火山的大爆發。但科學家認為僅僅是火山爆發它的影響力還不足以影響這樣這樣大的面積。有科學家認為1816的無夏之年與太陽還是有一定關係,太陽的很多活動例如黑子、耀斑等都是有一定週期的。當太陽黑子數量處在極小期的時候,地球接受到的太陽輻射能就會減少,這樣地球上的平均溫度相對來說就會偏低。



而從14世紀開始地球進入了小冰河時期,這段時間持續了好幾個世紀,1816年5月太陽黑子的數量是非常少的,科學家推測坦博拉火山爆發在加上時間是屬於小冰河期末期,兩者的影響之下才導致1816年沒有夏季。



科學黑洞


兩個世紀前,1816年成為沒有夏天的一年,導致農作物歉收和近乎饑荒的狀況。


1815年4月印度尼西亞的坦博拉火山——人類歷史上最大的火山爆發向大氣中噴射了數百萬噸的灰塵、灰燼和二氧化硫,暫時改變了世界氣候,全球氣溫下降了3度。

除了食物短缺之外,自然氣候變化還導致了疾病爆發、人們為了尋找更好的家園而大規模遷移,以及人們試圖理解這一切時的宗教復興。

這種情況可能會再次發生。大火山隨時都有可能爆發,而且幾乎沒有預警,這有可能改變氣候,暫時緩解人為的全球變暖。

火山爆發


1815年4月10日,在現在的印度尼西亞的蘇姆巴瓦島上,坦博拉火山爆發的威力是1980年聖海倫斯火山爆發的100倍。這次火山爆發為7級。

火山噴出的火山灰和浮石足以覆蓋每邊160公里的正方形區域,深度幾乎達到 3.6米。沒有夏天的一年。這是迄今為止人類歷史上最致命的火山爆發,造成至少71,000人死亡,其中多達12,000人直接死於火山爆發。

當火山爆發時,它不僅僅噴出火山灰雲,還能冷卻一個地區幾天,它還會噴出二氧化硫。


如果噴發足夠強烈,它會將二氧化硫噴射到平流層,距離地球表面10多公里。在那裡,二氧化硫與水蒸氣反應形成硫酸鹽氣溶膠。

因為這些氣溶膠漂浮在雨的高度之上,它們不會被沖走。相反,它們徘徊不去,反射陽光,冷卻地球表面,這是導致一年多後坦博拉火山爆發的天氣和氣候影響的原因。

悲慘的夏天

6月大雪紛飛,到八月來臨的時候,嚴重的霜凍進一步破壞或殺死了莊稼。寒冷潮溼的夏天導致了饑荒、食物騷亂、穩定的社區變成了流浪的乞丐以及史上最嚴重的斑疹傷寒疫情沒有夏天的一年。

科學家們的最佳估計是,1816年全球平均氣溫降低了近2度。陸地溫度降低了約3度。

多長時間會再次發生?



坦博拉規模的火山爆發平均每1000年發生一次,但較小的事件仍會對氣候產生重大影響。喀拉喀托火山1883年在印度尼西亞爆發,導致近五年後全球變冷,儘管它向大氣中噴射的物質比坦博拉火山少。

同樣,1991年菲律賓的皮納圖博導致全球氣溫降低了約1度。這種規模的火山爆發——大約是坦博拉火山爆發的六分之一——大約每100年發生一次。這些火山中的任何一個都可能再次爆發,規模可能達到坦博拉或更大。

科學家直到20世紀60年代和70年代才證實火山爆發和全球變冷之間的聯繫。

火山爆發在全球氣候變化中的作用可能被低估了。這也有助於解釋為什麼本世紀初火山活動增加時,全球變暖似乎會暫時減緩。

隨著全球氣溫創下新高,今天的大規模火山爆發可能會阻止人為的氣候變化。但是這種影響只是暫時的:一旦平流層的灰塵全部沉降下來,變暖將會從它停止的地方繼續下去,這個過程可能會持續幾年甚至十年。


軍機處留級生


1816年正值大清嘉慶年間,也就是嘉慶二十一年,這一年現在被人們稱為“無夏之年”。也就是在這一年間往常看似規律的季節變化突然被打破,在1815年冬季結束以後,按理說應該是到來了萬物復甦的暖春時節,但是這一年的冬天久久不肯離去,甚至到了立夏時節,寒冷的天氣也沒有好轉。

夏天的季節一般都是讓人酷熱難耐,你可能回想再怎麼寒冷,那至少也得十來度吧!但是就在這一年地球創下了人類歷史上全年平均氣溫的低點。不僅影響了春耕,而且霜凍導致了大片的植物根本從冬天就沒有緩過神來,直接被凍死,其中受災最為嚴重的是雲南地區,出現了大量的災民,人們飽受飢餓之苦,甚至最後只能靠賣兒女才能換一些口糧。

但就整個大清而言,由於疆土遼闊,各地受災程度不一,所以整個國家還算比較穩定。據記載,當時在安徽、江西等地均出現了6月、7月飛雪的現象。包括臺灣在內的很多省份都出現了罕見的霜凍。所以在咱們中國,人們又稱這一年為“凍死人的1816”。

其實不僅僅是大清,在同一時期北半球的許多國家和地區都遭受了罕見的氣候低溫,在整個北半球,受災最嚴重的當屬歐洲,當時的歐洲正結束了對拿破崙的戰爭,可以說是百廢待興,人們飽受戰爭的疾苦,加之糧食短缺,人們翹首期盼春天的到來,沒想到等來的是河流持續凍結,全年的漫天飛雪,草場褪去動物死亡,餓殍遍野。據估計當時僅歐洲就凍死、餓死將近二十萬人。北美洲的情況也不容樂觀,當時一位88歲的醫生愛德華在自己的日記中這樣寫道:

“6月17日早晨氣溫下降到了零度以下;7月伴隨著冰雪而來,紐約和賓夕法尼亞州部分地方覆蓋上了一層厚玻璃似的冰雪。等到8月,幾乎所有綠色的植物都被冰封在了霜降之下。天氣極其寒冷,土地凍得堅硬,風雪呼嘯了一天,在中午的暗影處,冰柱有12英寸那麼長。”

以上就是1816年,北半球的狀況,當時的人們根本無法得知發生了什麼。但是現代的科學可以為此異常現象找到一個合理的解釋。那麼原因是地球氣候大變?進入了冰期?太陽出現了問題?下面我們就分析下地球溫度變化的因素:

  • 太陽光度問題?

  • 地軸傾角發生了變化?

  • 地球自身大氣的問題?

我們知道,地球上的光和熱都是來自太陽輻射,而大氣的溫度主要是由於陽光照射到地面上,通過地面的二次輻射(紅外輻射)來加熱大氣,而大氣層的厚度、成分也會影響大氣的溫度。並且地軸相對於黃道面傾角的變化也會影響地球南北半球單位面積內所接收到的光照量。

如果是太陽這一年出現了問題呢?根據我們目前所掌握的天體物理學知識,這種情況是不會發生的,因為我們的太陽是一顆G級恆星,壽命長達120億年左右,目前只存在了45億年,正值主序星階段,也就是壯年時期,其光度和輻射量在短時間以內是不會發生大的波動的。

再一個就是地球地軸的變化,我們知道地軸相對於黃道面的傾角是地球四季變化的主要原因,如果這一年北半球的夏天沒有來是因為地球的地軸發生了劇烈的波動導致的,那麼南半球的溫度也會發生變化,而隨之升溫,而且我們還能在北半球看到太陽在天空中的位置會靠近地平線,而不是在天穹的頂端,但是歷史記載並沒有出現這樣的情況。

而且我們現在知道,地球的地軸相對來說是很穩定的,雖然也會發生進動導致全球在某個時期進入冰期,但地軸的進動週期為25800年。也就是說,由於地軸變化引起的氣溫變化會導致全球在很長的一段時間內氣溫發生變化,而不僅僅是北半球或者僅僅是一年的時間。

因此剩下的最後問題就是出現在了北半球大氣的問題。我們知道溫室氣體的增加,例如二氧化碳、甲烷、水蒸氣的增多,會導致氣候變暖,這是因為這些氣體可以阻擋地球向太空中輻射熱量,就是你晚上睡覺時蓋了厚厚的被子一樣。但是大氣中塵埃的增加就會導致陽光無法穿透大氣層,使得大量的陽光被阻擋到外太空無法照射到地面上,地面沒有被加熱,那麼整個大氣的溫度就會降低,導致局部地區氣候發生短時間的波動。

因此我們在1816年之前的一些年份的記載中就找到了關相關的證據,這要從1812年說起,從這一年開始到“無夏之年”,全球進入了地質活躍的時期,世界上大大小小的火山噴發不斷,已經在四年間導致了全球大氣的嚴重汙染,火山灰進入大氣平流層中久久不能散去。也就是說,這幾年的氣候已經發生了一些小的變化,只是還沒有引起人們的注意。

真正的導火索就發生在1815年,這一年印度坦博拉火山發生了大規模的爆發。是人類歷史上最大的火山噴發之一。噴出的熔岩高度達45公里以上,直接把多達160平方公里的火山灰送進了平流層,其中還有1200萬噸到1.3億噸的二氧化硫,這些物質彌散到了北半球許多國家和地區的上空,嚴重阻擋了太陽光穿透大氣層。

正是地球大氣被火山噴發物的汙染導致了來年北半球氣溫的異常,本應是穿暖花開的日子,卻下起了大雪並夾雜著火山灰,整天天空看起來顏色異常的古怪。不過,當今全球的氣溫正好相反,我們在未來甚至會經歷漫長的"無冬之年"。


量子科學論


1816年3月,地球北半球的氣溫開始回升,人們期待的春天似乎就要來了,然而讓人們沒有想到的是,在1個月以後,天氣並沒有像往常一樣繼續回暖,反而開始不斷地降溫,並且在接下來的時間裡這種情形也沒有停止,隨著氣溫的持續下降,很多地方都出現了7月飛雪的異常天氣,在北美地區甚至還出現了暴風雪。

(上圖為1816年的夏天)

這一年在後來被人們稱為“無夏之年”,也是人類所經歷的有記載以來最冷的一年,根據相關記載,在這段時間裡天空一片昏暗,夏天變成冬天,本該盛夏的季節卻是大雪紛飛。如此詭異的天氣讓當時的人們苦不堪言,大量的動植物被凍死,耕地大面積地減產甚至是絕收,從而導致了一場席捲全球的饑荒,數以萬計的人類在這場災難中失去了寶貴的生命。

1816年,為什麼這一年詭異的沒有夏天,7月飛雪氣候大變?

在過去的日子裡,科學家通過多方面的研究工作,最終確定了導致這次災難的“罪魁禍首”——火山爆發。

研究表明,從1812年開始,地球上的火山運動就開始變得活躍,它們不斷地將地球內部的各種物質釋放到大氣層中,而在1815年4月5日,位於印度尼西亞松巴哇島北部的坦博拉火山的爆發,將地球上的這次火山運動演繹到了極致。

相關數據表明,坦博拉火山爆發指數(VEI)高達7級,是迄今為止人類所記載到的威力最大的火山爆發。坦博拉火山的猛烈爆發從4月5日開始,一直持續到了當年的7月中旬,火山爆發形成的衝擊波、火山碎屑流以及地震毀滅了附近的一切,大約有6萬人因為此次事件的直接影響而喪生。

根據統計,在此次火山爆發事件中,總共有150至170立方公里的物質從坦博拉火山中噴湧而出,其形成的煙柱可以高達三四十公里,大量細小的火山灰以及二氧化硫等有害氣體進入了地球高空中的平流層,然後隨著大氣的流動擴散到整個地球的上空。

二氧化硫在大氣中很容易形成氣溶膠,這些氣溶膠可以有效地遮擋陽光,細小的火山灰也可以起到同樣的效果。之前的火山運動已經使地球大氣層中累積了不少的這類物質,而坦博拉火山的爆發更是使大氣層中這類物質的總量出現了巨大的增長,因此可以說,正是這些物質在地球上空遮天蔽日,極大地減弱了太陽輸送給地球的光與熱,才造成了1816年時地球的天空一片昏暗,夏天變成冬天,從而成為了有記載以來最冷的一年。

看到這裡可能有人會產生一個疑惑:坦博拉火山是1815年4月份爆發的,為什麼“無夏之年”是1816年呢?其實答案很簡單,那就是地球是很大的,火山噴出的物質需要很長的時間才能完成擴散到全球的過程。

為了這次驚天動地的大爆發,坦博拉火山“醞釀”了差不多5千年的時間,在此次爆發平靜下來之後,人們發現坦博拉火山的山體高度降低了1千多米之多,還形成了一個深約700米、直徑約6千米的巨型火山口。在1913年的時候,坦博拉火山還發生過一次規模很小的噴發,這說明了它依然是活火山,在未來的某一天,也許它會再次爆發。

值得一提的是,我們似乎不用太過在意這座火山,因為地球上還有對人類威脅更大的火山——黃石超級火山,科學家的估計,當黃石超級火山爆發的時候,至少會噴出1千立方公里的物質,這可比坦博拉火山“區區的”1百多立方公里厲害多了。


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