Ekstratropiske vulkaner påvirker klimaet mere end antaget

Udbruddet af Pinatubo -bjerget i 1991 havde en betydelig indvirkning på klimaet, faldende global middeltemperatur med ca. 0,5 ° C. Ligesom de berømte udbrud i Krakatau (1883) og Tambora (1815), Pinatubo ligger i troperne, som er blevet betragtet som en vigtig faktor, der ligger til grund for dens stærke klimatvingning. Imidlertid, en international forskergruppe ledet af GEOMAR har nu offentliggjort en undersøgelse i tidsskriftet Naturgeovidenskab der viser, at eksplosive ekstratropiske udbrud kan have en stærk indvirkning på klimaet, også.

I de seneste årtier har ekstratropiske udbrud, herunder Kasatochi (Alaska, OS., 2008) og Sarychev Peak (Rusland, 2009) har injiceret svovl i den nedre stratosfære. Den klimatiske tvang af disse udbrud har, imidlertid, været svag og kortvarig. Indtil nu, forskere har stort set antaget, at dette er en afspejling af en generel regel - at ekstratropiske udbrud fører til svagere tvang end deres tropiske modstykker. Forskere fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, universitetet i Oslo, Max Planck Institute for Meteorology i Hamborg sammen med kolleger fra Schweiz, Storbritannien og USA modsiger nu denne antagelse i det internationale tidsskrift Naturgeovidenskab .

"Vores undersøgelser viser, at mange ekstratropiske vulkanudbrud i de sidste 1, 250 år har forårsaget markant overfladekøling over den nordlige halvkugle, og faktisk, ekstratropiske udbrud er faktisk mere effektive end tropiske udbrud med hensyn til mængden af ​​halvkuglekøling i forhold til mængden af ​​svovl, der udsendes af udbrudene, "siger Dr. Matthew Toohey fra GEOMAR, første forfatter til den aktuelle undersøgelse.

Stor køling efter vulkanudbrud opstår, når vulkaner injicerer store mængder svovlgasser i stratosfæren, et lag af atmosfæren, der starter i cirka 10 til 15 kilometers højde. Der, svovlgasserne producerer en svovlholdig aerosoldåge, der vedvarer i måneder eller år. Aerosolerne afspejler en del af indgående solstråling, som ikke længere kan nå de nederste lag af atmosfæren og Jordens overflade.

Indtil nu, antagelsen var, at aerosoler fra vulkanudbrud i troperne har en længere stratosfærisk levetid, fordi de skal migrere til mellem eller høje breddegrader, før de kan fjernes. Som resultat, de ville have en større effekt på klimaet. Aerosoler fra udbrud på højere breddegrader ville blive fjernet hurtigere fra atmosfæren.

De seneste ekstratropiske udbrud, der havde minimale, men målbare virkninger på klimaet, passer til dette billede. Imidlertid, disse udbrud var meget svagere end Pinatubos. For at kvantificere klimapåvirkningen af ​​ekstratropiske kontra tropiske udbrud, Dr. Toohey og hans team sammenlignede nye, langsigtede rekonstruktioner af vulkansk stratosfærisk svovlindsprøjtning fra iskerner med tre rekonstruktioner af sommertemperaturen på den nordlige halvkugle fra træringe tilbage til 750 CE. Overraskende, forfatterne fandt ud af, at ekstratropiske eksplosive udbrud frembragte meget stærkere halvkuglekøling i forhold til deres estimerede svovludslip end tropiske udbrud.

For at forstå disse resultater, Dr. Toohey og hans team udførte simuleringer af vulkanudbrud i midten til høje breddegrader med svovlmængder og injektionshøjder svarende til Pinatubos. De fandt ud af, at aerosolens levetid fra disse ekstratropiske eksplosive udbrud kun var marginalt mindre end for tropiske udbrud. Desuden, aerosolen var for det meste indeholdt i udbrudets halvkugle snarere end globalt, hvilket forstærkede klimapåvirkningen inden for udbrudets halvkugle.

Undersøgelsen viser videre betydningen af ​​injektionshøjde inden for stratosfæren for klimapåvirkningen af ​​ekstratropiske udbrud. "Injektioner i den nederste ekstratropiske stratosfære fører til kortvarig aerosol, mens dem med stratosfæriske højder, der ligner Pinatubo og de andre store tropiske udbrud, kan føre til aerosollevetid, der stort set ligner de tropiske udbrud, "siger medforfatter prof. dr. Kirstin Krüger fra universitetet i Oslo.

Resultaterne af denne undersøgelse vil hjælpe forskere med bedre at kvantificere i hvilken grad vulkanudbrud har påvirket tidligere klimavariabilitet. Det tyder også på, at fremtidens klima vil blive påvirket af eksplosive ekstratropiske udbrud. "Der har været relativt få store eksplosive udbrud registreret i ekstratroperne sammenlignet med troperne i de seneste århundreder, men de sker helt sikkert, "siger Dr. Toohey. Den stærkeste afkølingsepisode på den nordlige halvkugle i de sidste 2500 år blev indledt af et ekstratropisk udbrud i 536 CE. Denne nye undersøgelse forklarer, hvordan 536 CE -udbruddet kunne have frembragt en så stærk afkøling.