大型火山喷发事件能否显著影响ENSO是自80年代起一直被激烈讨论的课题。过去基于树轮资料的研究（如Li et al., 2013, Nature Climate Change）认为大型火山喷发事件能显著激发厄尔尼诺（ENSO暖事件），而近期基于NINO3.4区域附近珊瑚资料的研究（Dee et al., 2020, Science）则发现影响并不显著。为何基于两种代用资料的研究会得出相反的结论？我校大气科学学院教师朱丰与国际合作者于今年在Nature Communications发文，基于古气候资料同化方法，利用树轮与珊瑚两种代用资料重建了过去千年ENSO指数序列（图1），重新评估了大型火山喷发事件对ENSO的影响，并找出了过去两类研究结论产生分歧的主要原因，讨论了当前基于古气候重建研究这一课题面临的挑战。
该研究表明，基于树轮与珊瑚两种代用资料的重建显示的ENSO对于大型火山喷发事件的响应并无明显分歧，造成过去两类研究得出相反结论的首要原因是分析时选取火山喷发事件的依据不同。过去基于树轮资料的研究采用的依据是“火山爆发指数”（VEI），衡量的是火山喷发物的体积。而过去基于珊瑚资料的研究采用的依据是“火山硫化物平流层注入量”（VSSI），衡量的是火山喷发出的硫化物进入平流层的质量。由于火山爆发时喷发出的硫化物在进入平流层后能在数月内扩散至全球，并通过阻挡太阳辐射影响全球气候，因此VSSI能反映火山喷发事件的气候影响，而VEI与气候影响并无直接关联（例如2022年1月爆发的汤加火山虽具有高VEI等级但气候影响微弱，见Zuo et al., 2022）。
该研究发现，如果依据VEI选取喷发事件，则该研究重建的ENSO序列也能得到与过去基于树轮资料的研究相同的分析结果，即大型火山喷发事件能“显著”激发厄尔尼诺（图2右）；而如果依据VSSI这一更能反映气候影响的指标选取喷发事件，则该研究与过去基于树轮资料的ENSO重建都一致得到了“不显著”的分析结果（图2左；原文图4），表明研究结论对事件的选取具有高敏感性。因此，“大型火山喷发事件能显著激发厄尔尼诺”这一观点至少目前仍缺乏有力的观测证据。
近期基于气候模式模拟的研究表明，诸如火山喷发的位置、强度、季节以及火山喷发时ENSO所处的状态等因素都可能影响最终ENSO响应的强弱。这一方面表明“激发厄尔尼诺”需要满足特定的条件，不能一概而论。另一方面，如此多的自由度也要求我们在寻找观测证据时，必须利用更多的观测样本来分离各因素的影响，才能提取出清晰的响应信号；这在当前仍十分困难，但为未来的观测研究提供了思路。
论文信息：
F. Zhu, J. Emile-Geay, K. J. Anchukaitis, G. J. Hakim, A. T. Wittenberg, M. S. Morales, M. Toohey, J. King, A re-appraisal of the ENSO response to volcanism with paleoclimate data assimilation. Nat Commun. 13, 747 (2022). doi:10.1038/s41467-022-28210-1
图1: 基于古气候资料同化方法融合了树轮与珊瑚资料的过去千年ENSO指数重建
图2: 该研究中的ENSO重建在不同火山喷发事件选取依据（VSSI，VEI）下的时序叠加分析对比
