撰稿人：Lia ／ 責任編輯：Zaphyra
2022年5月19日，一份由美國國家航空暨太空總署（NASA）科學家主導，發表於權威期刊《自然地球科學》的研究報告，提出了一種可能徹底改變火山災難應對模式的嶄新方法。研究團隊透過對過去二十年間，多座火山的衛星熱輻射歷史數據進行分析，發現了一種可識別的模式：在火山實際噴發前的數月乃至數年，其地表會出現微弱但持續的升溫現象。此一發現，意味著人類或將有能力把火山噴發的預警時間，從目前依賴地震活動監測所能達成的數天或數週，大幅延長至數月甚至數年，為災難應對策略的規劃與執行，開啟了前所未有的可能性。
該研究的科學基礎，在於火山噴發前的地下活動。當岩漿在庫室中逐漸積聚並向地表移動時，會釋放出大量的熱能與氣體，從而導致地表溫度發生難以察覺的變化。傳統的地面監測手段很難大規模且持續地捕捉這種細微的前兆，但長期在軌運行的地球觀測衛星—儘管其設計初衷並非針對火山監測—卻被動地記錄下了這些寶貴的數據。研究人員正是利用這些龐大的歷史數據檔案庫，回溯性地證實了熱異常信號作為一種「早期預警指標」的有效性，它往往早於傳統地震儀所能偵測到的顯著地動信號。
此項技術的突破，其意義遠不止於學術層面，更具有重大的政策與社會價值。它並非旨在取代現有的地震儀、氣體感測器與雷達等監測工具，而是作為一個關鍵的補充，構成一個更多元、更縱深的災害監測體系。更長的預警時間，將使政府與相關機構的災難管理思維，得以從被動的「緊急疏散」，轉向更為主動的「風險緩解」。例如，在加勒比海的聖文森火山事件中，數週的預警成功避免了人員傷亡，但若有更長的準備期，便可能採取措施保護關鍵的供水系統免受火山灰污染。同樣，2010年冰島火山噴發對全球航空業造成的巨大衝擊，若能提早數月預警，或可為產業鏈提供充足時間制定應變航路與調度計畫，從而大幅降低全球性的經濟損失。這項研究，實質上為人類在面對地球內部巨大力量時，提供了一種更具前瞻性的戰略視野。
全文
Lia. Independent Media 台北報導
火山，作為地球內部能量釋放的壯麗而可畏的表徵，其每一次的甦醒，都對人類社會的生存環境與經濟活動構成嚴峻的挑戰。從加勒比海聖文森島火山噴發導致的大規模居民疏散與火山灰圍城，到2010年冰島艾雅法拉火山（Eyjafjallajökull）噴發致使歐洲空中交通癱瘓，並對全球GDP造成近50億美元的損失—這些事件不斷提醒我們，火山活動的影響範圍，早已超越了地理的侷限，成為一個全球性的風險議題。長久以來，火山學家依賴地震儀等工具監測地動信號，通常能在噴發前數天或數週發出警報，這在爭取時間以疏散民眾、拯救生命方面，已取得了顯著成效。然而，一種來自太空的全新視角，正預示著火山預警能力的下一個世代性躍進。
2022年5月19日，一份由NASA科學家主導的研究報告，為這個領域帶來了突破性的進展。研究團隊發現，透過分析地球觀測衛星長期積累的熱輻射數據，能夠在火山出現顯著地震活動前的數月甚至數年，就捕捉到其「甦醒」的早期信號。這項技術的核心原理，在於對火山地表溫度微弱變化的精準監測。在火山進入新的活躍期之前，其地下的岩漿系統會開始升溫並上湧，這一過程會透過熱傳導與氣體釋放，使地表溫度緩慢上升。儘管這種溫度的變化幅度極小，但持續的衛星觀測卻能將其從背景環境的雜訊中分離出來，從而識別出一個清晰的、在噴發前數年即開始增溫，並在噴發後回落的行為模式。
值得注意的是，這項研究所使用的數據，大多來自於那些並非為火山監測而專門設計的衛星。這意味著人類在過去數十年的太空探索與地球觀測活動中，已經在無意間為自身建立了一個極其寶貴的全球火山熱活動歷史檔案庫。如今，透過新的分析方法，科學家們得以回溯這個檔案庫，從而驗證並建立起一套全新的早期預警模型。這項技術的出現，並非要否定或取代現有的監測手段，而是為火山學家們的「工具箱」增添了一件至關重要的戰略性工具。
美國地質調查局（USGS）的地球物理學家麥克·波蘭（Mike Poland）以一個生動的比喻闡釋了這一點：「如果你要蓋一棟房子，你不會只帶一把螺絲起子。你需要螺絲起子、錘子和鋸子。」衛星熱異常監測，就如同那把能夠在遠處發現地基問題的精密儀器，它提供的早期信號，可以引導地面團隊在特定區域部署更密集的地震儀、氣體感測器與雷達等設備，進行針對性的強化監測。這種「空地一體」的整合性觀測策略，將使火山預警系統的可靠性與縱深性都獲得質的提升。
這種預警時間窗的指數級擴展—從「週」到「年」的跨越—其潛在的政策意涵與社會效益是巨大的。它將促使全球的災難管理框架，從以「緊急疏散」為核心的被動應對模式，向以「長期風險緩解」為核心的主動管理模式轉型。以聖文森火山噴發為例，當地的觀測站憑藉數週的預警成功撤離了兩萬名居民，避免了人員傷亡，這無疑是一次成功的危機應對。然而，當地的官員也指出，火山灰的降下，污染了島上所有的水庫，導致了嚴重的供水危機。倘若能有長達數月甚至一年的預警期，政府便有充足的時間規劃並實施如建造遮蔽設施、預先儲備和保護飲用水源等緩解措施，從而大幅降低火山噴發對民生基礎設施的二次衝擊。
將視角拉升至全球層面，2010年冰島火山噴發的案例更具啟示性。當時，巨量的火山灰雲團飄散至歐洲上空，導致了自第二次世界大戰以來最大規模的空中交通管制。這場危機暴露出現代社會高度互聯性背後的脆弱性。若當時能提早數月獲知火山即將進入高風險活躍期，全球的航空業、保險業與相關監管機構，將有充分的時間進行電腦模擬、規劃備用航線、調整航班計畫並預先溝通協調機制，從而將經濟損失與社會混亂降至最低。
當然，這項新技術要從研究走向全球範圍的實際部署，仍面臨諸多挑戰。地球上約有1500座活火山，處理如此龐大數量的衛星數據，需要藉助演算法與人工智慧的力量，並建立一個全球性的研究者協作網絡。但無論如何，這項研究已明確指出了一條充滿希望的前進道路。它告訴我們，在應對自然災害的挑戰時，科技的價值不僅在於發明全新的工具，更在於以創新的思維，重新審視並利用我們已有的數據資產。當我們能夠更早地聆聽到來自地球深處的脈動時，我們便為守護人類的家園，爭取到了最寶貴的資源—時間。
資料來源：
NASA Jet Propulsion Laboratory：NASA Study Finds Volcanoes May Warm Up Years Before Erupting
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-study-finds-volcanoes-may-warm-up-years-before-erupting
Nature Geoscience：Radiated heat points to early late-stage magma ascent at persistently active volcanoes
https://www.nature.com/articles/s41561-022-00959-8
The Guardian：Satellites can predict volcanic eruptions years in advance, study finds
https://www.theguardian.com/science/2022/may/19/satellites-can-predict-volcanic-eruptions-years-in-advance-study-finds
Reuters：How a St. Vincent volcano roared to life after decades of sleep
https://www.reuters.com/business/environment/how-st-vincent-volcano-roared-life-after-decades-sleep-2021-04-15/
U.S. Geological Survey (USGS)：Satellites can provide clues for impending eruptions
https://www.usgs.gov/news/featured-story/satellites-can-provide-clues-impending-eruptions
Science News：Satellite data could predict volcanic eruptions years in advance
https://www.sciencenews.org/article/satellite-data-predict-volcanic-eruptions
The Economist：How the eruption of Eyjafjallajökull in 2010 changed aviation
https://www.economist.com/the-economist-explains/2020/04/14/how-the-eruption-of-eyjafjallajokull-in-2010-changed-aviation