erupțiile vulcanice pot avea un efect masiv asupra climei Pământului. Cenușa vulcanică și gazele din erupția din 1815 a muntelui Tambora, Indonezia, de exemplu, au contribuit la 1816 fiind „anul fără vară”, cu eșecuri ale culturilor și foamete în emisfera nordică. În 1991, erupția Muntelui Pinatubo din Filipine a răcit clima timp de aproximativ 3 ani.
erupțiile vulcanice mari, cum ar fi Tambora și Pinatubo, trimit nori de cenușă și gaze în atmosferă. Aerosolii sulfați din aceste pene împrăștie lumina soarelui, reflectând o parte din ea înapoi în spațiu. Această împrăștiere încălzește stratosfera, dar răcește troposfera (stratul cel mai de jos al atmosferei Pământului) și suprafața Pământului.
„ceea ce contează cu adevărat este dacă acestea sunt injectate în stratosferă.”
acum, noi cercetări publicate în Nature Communications au descoperit că schimbările climatice ar putea crește efectul de răcire al erupțiilor mari ca acestea, care apar de obicei de câteva ori în fiecare secol. Studiul a constatat, de asemenea, că efectele de răcire ale erupțiilor mai mici și mai frecvente ar putea fi reduse dramatic.
” ceea ce contează cu adevărat este dacă acestea sunt injectate în stratosferă—adică peste 16 kilometri la tropice în condițiile climatice actuale și mai aproape de 10 kilometri la latitudini mari”, a explicat Thomas Aubry, geofizician la Universitatea Cambridge din Regatul Unit și autorul principal al noului studiu. „Dacă sunt injectate la aceste altitudini, pot rămâne în atmosferă câțiva ani. Dacă sunt injectate la altitudini mai mici, în esență vor fi spălate de precipitații în troposferă. Efectul climatic va dura doar câteva săptămâni.”
puterea unei erupții vulcanice influențează altitudinea la care gazele intră în atmosferă, erupțiile mai puternice injectând mai mulți aerosoli în stratosferă. Flotabilitatea gazelor contribuie, de asemenea, la altitudinea la care se stabilesc în atmosferă. Schimbările climatice ar putea afecta această flotabilitate: pe măsură ce atmosfera se încălzește, devine mai puțin densă, crescând cota la care aerosolii ating flotabilitatea neutră.
modelarea Muntelui Pinatubo
Aubry și colegii săi au folosit modele atât de climă, cât și de pene vulcanice pentru a simula ce se întâmplă cu aerosolii emiși de o erupție vulcanică în climatul actual și cum s-ar putea schimba până la sfârșitul secolului cu încălzirea globală continuă. În modelele lor, toate erupțiile au avut loc la Muntele Pinatubo.
au descoperit că pentru erupțiile cu magnitudine moderată, înălțimea la care aerosolii sulfați se instalează în atmosferă a rămas aceeași într-un climat mai cald. Dar efectul de răcire al acestor erupții a fost redus cu aproximativ 75%. Această discrepanță are mai puțin de-a face cu emisiile vulcanice și mai mult de-a face cu atmosfera: se estimează că înălțimea stratosferei va crește odată cu schimbările climatice. Aerosolii din erupțiile vulcanice moderate vor fi, prin urmare, mai predispuși să rămână în troposferă și să fie îndepărtați de ploaie, reducându-și potența.
penele vulcanice vor crește cu aproximativ 1, 5 kilometri mai sus în stratosferă într-un climat mai cald.
pentru erupțiile mari, modelele au indicat că penele vulcanice vor crește cu aproximativ 1, 5 kilometri mai sus în stratosferă într-un climat mai cald. Această schimbare a înălțimii va duce la răspândirea mai rapidă a aerosolilor în întreaga lume. Această creștere a răspândirii aerosolilor se datorează în principal unei accelerații prezise a circulației Brewer-Dobson, care deplasează aerul în troposferă în sus în stratosferă și apoi spre poli. Schimbarea circulației Brewer-Dobson este asociată cu schimbările climatice.
pe lângă îmbunătățirea efectului global de răcire al aerosolilor, creșterea răspândirii aerosolilor reduce viteza cu care particulele de sulfat se ciocnesc între ele și cresc. Acest lucru crește și mai mult efectul lor de răcire, permițându-le să reflecte mai bine lumina soarelui.
„există un punct dulce în ceea ce privește dimensiunea acestor particule minuscule și strălucitoare, unde sunt foarte eficiente în împrăștierea luminii solare”, a explicat Anja Schmidt, om de știință atmosferic la Universitatea din Cambridge și coautor al lucrării. „Se întâmplă ca în acest scenariu de încălzire globală care a simulat, aceste particule să crească aproape de dimensiune, unde sunt foarte eficiente în ceea ce privește împrăștierea.”
” descoperim că forțarea radiativă (cantitatea de energie eliminată din sistemul planetei de aerosolul vulcanic) ar fi cu 30% mai mare în climatul cald, comparativ cu climatul actual”, a spus Aubry. „Apoi, sugerăm că ar amplifica răcirea suprafeței cu 15%.”
Stefan br-Nimann, un om de știință climatic de la Universitatea din Berna, care nu a fost implicat în noua cercetare, a declarat că studiul este interesant, deoarece ” ne face să ne gândim la procesele implicate într-un mod nou.”
br Inktoknnimann a remarcat, totuși, că simulările și-au limitat modelele la erupțiile Muntelui Pinatubo în timpul verii. Ar fi interesant să vedem dacă concluziile sunt încă valabile pentru erupții la diferite latitudini și în diferite anotimpuri, a spus el.
o stratosferă în schimbare
este dificil de spus dacă răcirea amplificată de la erupțiile vulcanice mari sau scăderea răcirii de la erupțiile mai mici vor avea un efect net asupra climei, a spus Aubry.
Schmidt a spus că creșterile actuale ale frecvenței și intensității incendiilor forestiere ar putea modifica, de asemenea, efectele climatice ale erupțiilor vulcanice, deoarece acestea afectează compoziția stratosferei. „Există într-adevăr o mulțime de poluare cu aerosoli în stratosferă, probabil la o scară pe care nu am mai văzut-o până acum.”
citare:
Allen, M. (2021), schimbările climatice vor modifica efectele de răcire ale erupțiilor vulcanice, Eos, 102, https://doi.org/10.1029/2021EO163297. Publicat la 20 septembrie 2021.