Holdet har udviklet en simulering af Mount Pinatubo -udbruddet i 1991. Den blå skygge repræsenterer svovldioxid, den hvide skygge repræsenterer sulfat -aerosoler, og det orange område repræsenterer vulkansk aske. Kredit:KAUST
Detaljeret modellering af virkningen af vulkanudbrud på El Niño Southern Oscillation (ENSO) har vist, at klimasvaret på disse begivenheder afhænger af tidspunktet for udbruddet og de foregående forhold. Forskningen, ledet af KAUST -forskerne Evgeniya Predybaylo og Georgiy Stenchikov, aftaler en mangeårig debat om vulkanudbrudets rolle i globale klimaforstyrrelser.
"ENSO er et træk ved det tropiske Stillehavs klima, med temperaturmønstre, nedbør og vind, der svinger mellem varmere El Niño og køligere La Niña -faser hvert andet til syv år, "forklarer Predybaylo." På grund af den store størrelse i det tropiske Stillehav, ENSO kontrollerer klimaet i mange andre dele af kloden og er ansvarlig for tørke, oversvømmelser, orkaner, hedebølger og andre alvorlige vejrhændelser. For at evaluere disse risici, det er vigtigt at have korrekte fremskrivninger og forudsigelser om fremtidig ENSO -adfærd. "
Klimamodellering indikerer, at ENSO er meget følsom over for eksterne forstyrrelser, såsom forøget kuldioxid i atmosfæren eller vulkanudbrud. Selvom store vulkanudbrud, ligesom Mount Pinatubo -udbruddet i 1991, vides at have forårsaget udbredt afkøling på grund af refleksion af solstråling, sådanne effekter har været svære at bevise ved modellering.
"Der var tidligere ingen modelleringskonsensus om, hvordan Stillehavet reagerer på sådanne klimatologisk store vulkanudbrud, med klimamodeller, der forudsiger forskellige og ofte modstridende reaktioner, "siger Sergey Osipov fra forskerholdet.
Fordi det tropiske Stillehavsklima i sig selv er meget varierende, modelleringen skal udføres omhyggeligt for at adskille det udbrud-drevne havrespons fra tilfældige variationer. Dette kræver et stort antal klimasimuleringer ved hjælp af en model, der kan simulere både den strålende effekt af vulkanudbrud og en realistisk ENSO -cyklus. For at opnå dette, holdet samarbejdede med Andrew Wittenberg fra Princeton University, OS, at køre CM2.1 -klimamodellen ved hjælp af KAUSTs supercomputer.
Sommerfugleeffekten:KAUSTs model viser, hvordan vulkanudbrud kan forstyrre det globale klima ved at påvirke El Niño sydlige oscillation. Kredit:© 2020 KAUST; Anastasia Serin
"Efter at have kørt mere end 6, 000 klimasimuleringer, der dækker næsten 20, 000 modelår og analyse af dataene, "siger Predybaylo, "vi fandt ud af, at ENSO's reaktion på stratosfæriske vulkanudbrud stærkt afhænger af udbrudets sæsonbestemte tidspunkt og atmosfærens og havets tilstand i Stillehavet på det tidspunkt."
I særdeleshed, undersøgelsen viste, at selv meget store udbrud synes at have ringe synlig effekt på ENSO om vinteren eller foråret, mens sommerudbrud næsten altid frembringer et stærkt klimarespons.
"De principper og teknikker, der er udviklet i vores undersøgelse, kan også anvendes på forskellige typer observationsdata og multimodelundersøgelser af fremtidige klimaændringer, herunder virkningerne af global opvarmning, "siger Predybaylo.