科爾蓋特大學地質學助理教授凱倫·哈普對此進行了解釋
圖片：¿PHOTODISC 火山爆發每年向大氣中注入火山灰和氣溶膠雲，併產生超過1億噸的二氧化碳。 |
1784年，本傑明·富蘭克林在巴黎擔任美國首任外交代表期間，首次將火山與全球氣候聯絡起來。他觀察到，1783年夏季，歐洲和美國的氣候都異常寒冷。地面過早結冰，初雪在地面上不融化地停留，冬季比往常更嚴寒，而且似乎“整個歐洲和北美大部分地區都籠罩著持續的霧霾”。
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本傑明·富蘭克林觀察到的確實是火山活動的結果。冰島拉基裂縫系統（一系列火山，熔岩透過地面裂縫而不是從單點噴發）的一次巨大噴發導致了這些混亂。拉基火山爆發在超過八個月的活動中產生了約14立方公里的玄武岩（稀薄、黑色、流動的熔岩）。然而，就全球氣候而言，更重要的是，拉基事件還產生了一片可能已到達平流層的火山灰雲。這片雲在歐洲造成了濃密的霧霾，使陽光變暗，可能遠至西伯利亞。除了火山灰外，噴發雲主要由大量的二氧化硫 (SO2)、氯化氫 (HCl) 和氟化氫氣體 (HF) 組成。這些氣體與大氣中的水結合產生酸雨，破壞莊稼並殺死牲畜。當然，影響在冰島最為嚴重；最終，超過75%的冰島牲畜和25%的人口死於饑荒或拉基火山爆發雲的有毒影響。後果也波及到冰島以外的地區。來自美國的氣溫資料顯示，1783-1784年冬季出現了創紀錄的低溫。事實上，整個北半球的氣溫下降了約1攝氏度。這聽起來可能不多，但它對糧食供應和整個北半球人民的生存產生了巨大影響。相比之下，最近一次冰河時期的全球氣溫僅比目前平均水平低約5攝氏度。
大型火山爆發對全球氣候產生如此深遠的影響有很多原因。首先，火山爆發產生大量的二氧化碳 (CO2)，這是一種已知會導致溫室效應的氣體。這種溫室氣體捕獲地球表面輻射出的熱量，形成一種環繞地球的絕緣層。溫室效應對於我們的生存至關重要，因為它將我們星球的溫度維持在適宜居住的範圍內。然而，人們越來越擔心我們燃燒化石燃料產生的二氧化碳等氣體會將系統推得太遠，導致全球範圍內的過度變暖。毫無疑問，火山爆發會向大氣中新增二氧化碳，但與人類活動產生的數量相比，其影響實際上微不足道：火山爆發每年產生約1.1億噸二氧化碳，而人類活動產生的二氧化碳幾乎是這個數量的10,000倍。
到目前為止，火山對氣候更實質性的影響來自於大氣霧霾的產生。大型噴發柱將火山灰顆粒和富含硫的氣體注入對流層和平流層，這些雲可以在火山活動發生後的幾周內環繞地球。細小的火山灰顆粒減少了到達地球表面的陽光量，並降低了全球平均氣溫。含硫氣體與大氣中的水結合形成酸性氣溶膠，這些氣溶膠也吸收入射的太陽輻射並將其散射回太空。
來自大型火山爆發的火山灰和氣溶膠雲迅速在大氣中擴散。1883年8月26日和27日，喀拉喀托火山爆發，這是一次災難性事件，噴出了約20立方公里的物質，噴發柱高達近40公里。黑暗立即籠罩了鄰近的印度尼西亞爪哇島和蘇門答臘島。然而，細小的顆粒隨著大氣環流向西移動。到8月28日下午，來自喀拉喀托火山爆發的霧霾已經到達南非，到9月9日，它已經環繞地球一週，之後又多次環繞地球，才最終沉降出大氣層。
最初，科學家們認為火山平流層火山灰雲對全球氣溫的影響占主導地位。然而，1982年墨西哥埃爾奇瓊火山的爆發改變了這一觀點。僅僅兩年前，聖海倫斯火山的重大噴發使全球氣溫降低了約0.1攝氏度。相比之下，規模小得多的埃爾奇瓊火山爆發卻產生了三到五倍的全球降溫效果。儘管埃爾奇瓊火山的火山灰雲較小，但它排放的富含硫的氣體量是聖海倫斯火山的40多倍，這表明大氣硫氣溶膠的形成對全球氣溫的影響比火山爆發期間產生的火山灰量更為顯著。硫酸鹽氣溶膠似乎需要幾年時間才能沉降出大氣層，這也是其影響如此廣泛和持久的原因之一。
火山爆發的大氣影響在1991年菲律賓皮納圖博火山的爆發中得到了證實。皮納圖博火山的噴發雲高達大氣層40公里以上，噴射出約1700萬噸二氧化硫，略高於1982年埃爾奇瓊火山的兩倍。富含硫的氣溶膠在三週內環繞地球，產生的全球降溫效果大約是埃爾奇瓊火山的兩倍。1992年和1993年，北半球降溫高達0.6攝氏度。此外，氣溶膠顆粒可能導致了同一時期臭氧消耗速率的加快。有趣的是，一些科學家認為，如果沒有埃爾奇瓊火山和皮納圖博火山等大型火山爆發的降溫效應，人類活動造成的全球變暖效應將更為顯著。
除了全球氣溫下降和酸雨之外，大型火山爆發還具有其他氣候影響。懸浮在大氣中的火山灰和氣溶膠顆粒散射紅色波長的光，通常導致世界各地出現色彩絢麗的日落和日出。1883年喀拉喀托火山爆發雲的壯觀光學效應在世界各地被觀察到，並可能激發了眾多藝術家和作家的創作靈感。例如，英國畫家威廉·阿斯科夫特在倫敦泰晤士河上空描繪的火熱的傍晚天空的發光、鮮豔的渲染，可能就是遠處喀拉喀托火山爆發的結果。
1815年，印度尼西亞坦博拉火山向大氣中噴射的火山灰和火山氣體比歷史上任何一次火山爆發都多，並導致全球範圍內顯著的大氣降溫，就像幾十年後的喀拉喀托火山一樣。新英格蘭和歐洲受到的打擊尤其嚴重，降雪遲至八月，農作物大量歉收。這次火山爆發寒冷、潮溼和令人不快的氣候影響導致1816年被稱為“無夏之年”，並啟發了拜倫勳爵寫下
“明亮的太陽熄滅了，星星 在永恆的太空中黑暗地遊蕩 無光無路，冰冷的地球 在無月的空氣中盲目而變黑； 早晨來了又去——又來了， 卻沒有帶來白天——”
有一個故事說，拜倫邀請了一些朋友在他位於瑞士的家中度過那個夏天，在日內瓦湖畔放鬆身心。缺乏陽光和溫暖的夏季天氣導致這群人舉辦了一場比賽，創作鬼故事來消遣。其中一位客人瑪麗·雪萊為這次比賽創作了著名小說《弗蘭肯斯坦》，這表明除了重大的氣候影響外，火山爆發還會產生一些出乎意料的深遠影響。
答案最初於2002年4月15日釋出。