中金：汤加火山爆发影响几何

2022年1月15日（北京时间12点10分左右），位于南太平洋的岛国汤加王国境内一座海底火山（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）发生猛烈喷发，火山喷发的同时伴有7.6级剧烈地震和海啸[1]。本次汤加火山喷发属于普林尼式[2]，引起了各方广泛关注。强烈的火山喷发，不仅给人类的生命财产带来严重威胁与危害，同时也会对全球气候系统和农作物生产造成一定影响。
图表：汤加火山爆发位置资料来源：NOAA，中金公司研究部我们认为，本次火山喷发分为短期和长期影响。具体来看：1）本次汤加火山爆发的VEI强度为5-6级，属于本世纪以来最强等级，同时引发越洋海啸。短期来看，一方面太平洋沿岸国际航运或受到影响，需要重点关注国内美豆到港情况；另一方面，全球气候一般受到大气环流和洋流影响，根据中国科学院大气物理研究所报告显示，一般来看，热带强火山喷发后的一年里，太平洋沃克环流显著减弱，因此对当前南美天气影响或较小[3]，但是火山喷发可能加剧市场对南美大豆和玉米单产的炒作情绪；2）长期来看，火山喷发或加速今年拉尼娜向中性转变，同时也有可能强化厄尔尼诺的生成。如果未来形成厄尔尼诺气候，将会给大豆主产区（美国中部平原，巴西中西部，阿根廷潘帕斯草原）带来充足降水，但同时棕榈油主要生产国印度尼西亚和马来西亚的带来干旱少雨的天气。从我国来看，厄尔尼诺主要影响我国长江流域的气候，北方地区夏季容易出现干旱、高温，南方易发生低温、洪涝。北冷南涝的气候或对北方小麦、玉米、大豆的生长带来不利影响，洪涝灾害也可能影响南方水稻生产，我们认为，当前在全球农产品低库存背景下，供给风险犹在，需持续关注本次火山爆发对北半球春播的影响。图表：拉尼娜概率预测资料来源：IRIS，中金公司研究部本次汤加火山爆发的VEI[4]强度为5-6级，属于本世纪以来最强等级，同时引发越洋海啸，对太平洋沿岸造成较大影响HungaTonga火山位于汤加福努阿福欧岛南东东方向约30公里处，处在太平洋板块与印度-澳大利亚板块俯冲边界上，是汤加-克尔马德克群岛火山弧的一部分，据Weather models估算，喷发高度至少25公里。本次火山爆发的强度很可能达到了VEI5级的上端，甚至有可能达到VEI6级，略低于1991年菲律宾皮纳图博火山喷发（VEI6级），强于2010年冰岛火山喷发（VEI2级）和2011年智利普耶韦火山喷发（VEI5级）。19世纪以来，VEI5级以上火爆爆发共11次，其中5级6次，6级4次，7级一次（详见下图）。图表：火山爆发指数（VEI）资料来源：USGS，中金公司研究部据全球水位监测数据，此次火山喷发引发了越洋海啸，影响了太平洋沿岸地区。截至2022年1月16日11点30分（北京时间），太平洋沿岸的智利、日本等国的潮位站监测到30厘米至150厘米的海啸波，我国潮位站最大海啸波幅在20厘米以下。太平洋海啸预警中心（PTWC）针对此次火山海啸发布了多期海啸预警信息，新西兰、汤加、斐济、日本、瓦努阿图、智利和澳大利亚等国家也针对此次事件发布了海啸预警。短期内太平洋沿岸国际航运或受到影响，需要重点关注美豆到港情况。短期来看，我们认为本次火山喷发对南美当前作物生长影响有限全球气候一般受到大气环流和洋流影响，太平洋沃克环流是热带地区最重要的大气环流系统之一，对全球多个地区的降水和极端天气气候事件等都有着重要的影响。本次火山喷发作为近30年最强的火山喷发之一，汤加火山喷发或会造成一些气候影响。据中国科学院大气物理研究所的研究结论，热带强火山喷发后的一年里，太平洋沃克环流显著减弱。因此在当前情况下，虽然本次火山爆发等级较强，但是对于南美当前作物生长影响有限。因此，短期来看，我们认为对于2-3月的南美天气影响或较为有限。图表：中性条件下沃克环流资料来源：NOAA，中金公司研究部长期来看，我们认为本次火山喷发或增加夏季拉尼娜发生概率，但对北半球影响或较小一方面加速催化夏季厄尔尼诺天气的形成。去年10月开始，沃克环流强劲，导致东太平洋下层冷海水上翻增强，洋面异常低温，拉尼娜气候已经形成（详见报告《拉尼娜或回归，市场价格如何演绎？》）。拉尼娜气候导致南半球巴西、阿根廷等国家高温少雨，北半球中国、美国等则出现寒潮低温天气。据IRIS预计，今年夏季拉尼娜气候大概率转为中性。如前文所述，热带火山喷发或导致沃克环流减弱，汤加火山所处位置正好是在厄尔尼诺的重点监测区域，火山喷发点在ENSO监测区附近，如果火山喷发导致气溶胶进入平流层过多，或将在夏季加速拉尼娜转中性的趋势，如果东太平洋的洋面温度升高，就会产生较暖而且湿润的上升气流，形成“厄尔尼诺”气候。图表：Nino指数海域划分资料来源：NOAA，中金公司研究部另一方面，“遮阳伞”效应影响下，全球温度或存下降风险，但北半球影响有限。火山爆发导致全球气温降低的主要原因是“遮阳伞”效应。一般来看，在强烈火山喷发后，大量极细的火山灰气溶胶进入平流层，需要几个月甚至更长的时间才能沉降到地面，它们会长期遮蔽阳光，类似一把隐形遮阳伞笼罩在地球上空。不过，“遮阳伞”效应有两个前提：首先是火山灰气溶胶要进入平流层或在平流层形成，因为在对流层的火山灰，会很快沉降到地面；其次是平流层的火山灰气溶胶要足够多。基于此，一般需要VEI6上端或者VEI7甚至更强的火山喷发。本次汤加火山喷发虽然也很强，但应该是VEI5上端或者VEI6下端的强度，不足以输送影响全球气候的巨量火山灰进入平流层，另一方面火山喷发地点在南半球相对高纬度地区，对北半球的影响或相对较小。基于此，我们认为本次火山喷发对于夏季北半球温度的影响仍需持续跟踪和评估。我们认为，热带火山爆发或提高全球极端天气发生概率，在全球农产品低库存背景下，供给风险犹在汤加火山爆发强度等级较高，如上文所述，火山喷发点在ENSO监测区附近，这或大概率削弱沃克环流，加速厄尔尼诺气候的形成。全球范围内来看：厄尔尼诺发生年，如果在12月到2月期间，那么赤道附近海岸线、秘鲁西北部、巴西南部、阿根廷中部、非洲赤道以东降水量会大概率增加；南美洲北部、中美洲、非洲南部、澳大利亚北部较以往更为干旱；如果发生在6月到8月期间，那么美国内陆地区、智利中部降水量会增加，而澳大利亚整个东部地区将会发生干旱，在中国则造成南涝北旱的状态。图表：厄尔尼诺气候全球影响资料来源：NOAA，中金公司研究部夏季厄尔尼诺气候对全球主要作物的影响如下：1）大豆、玉米主产区：在美国内陆、中部平原带来充沛的降水；2）棕榈油主要产区：通常厄尔尼诺会给棕榈油的主要生产国印度尼西亚和马来西亚的带来干旱少雨的天气；3）小麦产区：印度、澳大利亚等产区会发生干旱，美国（春小麦）则是多雨气候；4）产糖地区：通常厄尔尼诺会给糖的最大产区巴西的中南部带来多雨的天气，而给巴西东北部，泰国，印度和澳大利亚带来干燥的天气；5）中国：厄尔尼诺主要影响我国长江流域的气候，北方地区夏季容易出现干旱、高温，南方易发生低温、洪涝。北冷南涝的气候或对北方小麦、玉米、大豆的生长带来不利影响，洪涝灾害也可能影响南方水稻生产。

[1]https://www.reuters.com/business/environment/impact-assessment-aid-efforts-underway-world-responds-tonga-tsunami-2022-01-16/

[2]普林尼式是最强大的一种火山爆发形式，能将火山灰喷洒到45公里以上的高空，然后覆盖大片区域，以古罗马时期的小普林尼记述维苏威火山喷发而得名，也称为“维苏威式喷发”。普林尼式火山喷发特征是喷射到平流层的火山气体及火山灰。

[3]Miao, J. P., T. Wang, H. J. Wang, and J. Q. Sun, 2018: Interannualweakening of the tropical Pacific Walker circulation due to strong tropicalvolcanism. Adv. Atmos. Sci., 35(6), doi: 10.1007/s00376-017-7134-y

[4]火山喷发的强度有一系列评级标准，最常用的是火山爆发指数（VEI），由美国科学家于1982年提出。这个指数按照喷发物的流量来判断，分为0到8级，对应喷出物流量从0.00001立方千米到1000立方千米。每增加一级，喷出物流量增加为十倍。或者分为几种经验等级，从最缓和到最猛烈依次为夏威夷式、斯通波利式、伏尔坎宁式、培雷式、普林尼式和超普林尼式。

文章来源

本文摘自：2022年1月17日已经发布的《大宗商品：汤加火山爆发影响几何》

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本文转载自《中金点睛》