Vulkanudbrud på høje breddegrader har global indflydelse

Vulkanudbrud udsender sulfataerosoler via vulkanske faner, som kan opholde sig i stratosfæren i måneder til år, reflekterer sollys tilbage i rummet, afkøling af jordens nedre atmosfære eller troposfære over en længere periode. Det antages traditionelt, at på grund af atmosfæriske cirkulationsmønstre, udbrud i troperne kan have en effekt på klimaet i begge halvkugler, mens udbrud på mellem eller høje breddegrader kun har indflydelse på den halvkugle, hvor de bryder ud.

"Godt, det er ikke altid tilfældet, " siger Dr. Xue Wu, den tilsvarende forfatter til en nyligt offentliggjort undersøgelse i Atmosfærisk kemi og fysik . "Vi har fundet beviser, der viser, at en vulkan på høje breddegrader kan forbedre aerosollaget i den tropiske stratosfære, og har også indflydelse på klimaet på begge halvkugler."

WU er fra Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation (LAGEO), Institut for Atmosfærisk Fysik, kinesiske videnskabsakademi. Hun arbejdede sammen med Dr. Sabine Griessbach og Dr. Lars Hoffmann fra Jülich supercomputing center, Forschungszentrum Jülich, Germay på et vulkanudbrud på høje breddegrader. De brugte den lagrangske partikelspredningsmodel - MPTRAC og multi-source satellitobservationer til at studere transporten af ​​vulkansk aerosol fra vulkanudbruddet Sarychev på høje breddegrader (48°N, 153°E).

Undersøgelsen afslørede, at da Sarychev-vulkanen brød ud i juni 2009, den asiatiske sommermonsun (ASM) anticykloncirkulation var ved at udvikle sig. Den anticykloniske cirkulation lettede den meridionale transport af aerosoler fra den ekstratropiske øvre troposfære/nedre stratosfære til den tropiske tropopause-region. Derefter, aerosoler steg langsomt i den opadgående gren af ​​Brewer-Dobson cirkulationen (BDC), det primære kredsløb i stratosfæren, og spredt med de polerette grene af BDC til begge halvkugler. Ved hjælp af ASM anticykloncirkulationen, dette vulkanudbrud på høje breddegrader vil ikke kun påvirke klimaet på den nordlige halvkugle, hvor Sarychev ligger, men har også indflydelse på den sydlige halvkugle, ligesom et tropisk udbrud gør.

Baseret på deres beregning, selvom der kun var omkring 4 procent af den samlede SO2 fra Sarychev-udbruddet (1,2±0,2 ¹⁰⁶ tons) transporteret til den tropiske stratosfære, det ville resultere i 6 ±1 ¹⁰⁴ tons sulfat aerosol, hvilket er flere gange højere end 1,5-2 ¹⁰⁴ tons om året, der kræves for at forklare stigningstendensen for den tropiske stratosfæriske aerosol. Tværtimod, hvis Sarychev brød ud om vinteren, aerosolen ville være begrænset til den polære side af de stærke subtropiske stråler, aflejres eller skylles ud af atmosfæren på relativt kort tid.

WU siger, "Det handler om timing. Hvis en vulkan på høje breddegrader går i udbrud, når de omgivende atmosfæriske forhold er gunstige for transport, det er mere opmærksomhed værd."

I det seneste årti, Sarychev-udbruddet i 2009 var ikke det eneste tilfælde af ASM-cirkulationen, der transporterede sulfataerosol til den tropiske stratosfære. "Vi kan forvente mere i fremtiden, " siger Wu.