Ηφαιστειακή ψύξη
Οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν σημαντικό ψυκτικό αντίκτυπο στο κλίμα
Το κλίμα έχει θερμανθεί κατά περίπου 1,4C τα τελευταία 170 χρόνια ως αποτέλεσμα των ανθρώπινων εκπομπών CO2 και άλλων αερίων του θερμοκηπίου που έχουν συσσωρευτεί στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, τα αέρια του θερμοκηπίου δεν είναι το το μόνο πράγμα που έχει αντίκτυπο στο κλιματικό σύστημα.
Σημαντικές ηφαιστειακές εκρήξεις μπορούν να οδηγήσουν σε ψύξη που διαρκεί μερικά χρόνια μετά την έκρηξη, εκπέμποντας μεγάλες ποσότητες θείου που αντανακλούν με το φως διοξειδίου του θείου σε υψηλά επίπεδα στην ατμόσφαιρα.
Οι ακριβείς κλιματικές επιπτώσεις μιας έκρηξης καθορίζονται από διάφορους παράγοντες. Αυτοί περιλαμβάνουν:
- Πώς πόσο θείο εκπέμπεται. Ορισμένες ηφαιστειακές εκρήξεις είναι περισσότερο ή λιγότερο θειούχες πλούσιες, με τη συνολική περιεκτικότητα σε θείο να καθορίζει το πιθανό μέγεθος της ψύξης που προκύπτει από την έκρηξη
- Πόσο εκρηκτική ήταν η έκρηξη. Το διοξείδιο του θείου είναι σχετικά βραχύβιο στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας (τροπόσφαιρα) όπου πέφτει ή βρέχει σε διάστημα ημερών έως εβδομάδων. Μόνο όταν εκτοξεύεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα (στρατόσφαιρα) από μια ιδιαίτερα εκρηκτική έκρηξη μπορεί να συμβάλει σε αρκετά μακρόχρονη ψύξη ώστε να μεταβάλει σημαντικά το παγκόσμιο κλίμα.
- Πόσο κοντά βρίσκεται το ηφαίστειο στις τροπικές περιοχές.
Εάν μια έκρηξη συμβεί σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη (π.χ. η έκρηξη του Λάκη το 1783 στην Ισλανδία), τα αερολύματα που θα προκύψουν θα συγκεντρωθούν σε ένα ημισφαίριο και θα έχουν μικρότερο παγκόσμιο αντίκτυπο (αν και μεγάλο περιφερειακό!). Αντίθετα, οι εκρήξεις κοντά στους τροπικούς έχουν ως αποτέλεσμα τα αερολύματα να κατανέμονται και στα δύο ημισφαίρια.
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα απλό κλιματικό μοντέλο (FaIR) για να προσομοιώσουμε τις επιπτώσεις των πρόσφατων ηφαιστειακών εκρήξεων στην παγκόσμια επιφανειακή θερμοκρασία, αφαιρώντας άλλους παράγοντες (π.χ. El Nino και La Nina) που θα μπορούσαν να περιπλέξουν την ερμηνεία μόνο των καταγραφών της επιφανειακής θερμοκρασίας.
Τα μοντέλα μας επιτρέπουν επίσης να πάμε πιο πίσω στο χρόνο μέχρι το 1750, αν και για περιόδους στο πιο μακρινό παρελθόν πρέπει να συμπεράνουμε το μέγεθος των ηφαιστειακών εκρήξεων και την περιεκτικότητά τους σε θείο μέσω καταγραφών σε ιζήματα και πυρήνες πάγου.
Εδώ τρέξαμε 841 παραλλαγές του μοντέλου FaIR σε όλο το χώρο των παραμέτρων για να αντιστοιχίσουμε το εύρος της κλιματικής υαισθησίας και απόκρισης που προσδιορίστηκε ως «πολύ πιθανό» στην πρόσφατη 6η έκθεση αξιολόγησης της IPCC. Αυτό μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε και τη διάμεσο απόκριση όσο και το διάστημα αβεβαιότητας 5ου-95ου εκατοστημορίου.
Το Tambora ξεχωρίζει ως η ισχυρότερη έκρηξη στη σύγχρονη ιστορία με μεγάλη διαφορά. Μετά το Tambora ακολούθησε το «έτος χωρίς καλοκαίρι», όπου μια ομίχλη κρεμόταν πάνω από τον ουρανό για αρκετά χρόνια, πολλές καλλιέργειες απέτυχαν και υπήρξαν αρκετοί σοβαροί λιμοί σε όλο τον κόσμο.
Μπορούμε επίσης να συμπεριλάβουμε το Λάκι σε αυτό το διάγραμμα (αν και το Ταμπόρα είναι τόσο μεγάλο που επικαλύπτεται!).
Σημειώστε ότι αυτό δείχνει την επίδραση της παγκόσμιας θερμοκρασίας, οπότε υποτιμά το μέγεθος της αντίδρασης του Βόρειου Ημισφαιρίου σε αυτή την έκρηξη:
Μετά την έκρηξη του Λάκη, ο Μπέντζαμιν Φράνκλιν ανέφερε ότι:
«Κατά τη διάρκεια αρκετών καλοκαιρινών μηνών του έτους 1783, όταν η επίδραση της ακτίνων του ήλιου για τη θέρμανση της γης σε αυτές τις βόρειες περιοχές θα έπρεπε να είναι μεγαλύτερη, υπήρχε συνεχής ομίχλη σε όλη την Ευρώπη και σε μεγάλο μέρος της Βόρειας Αμερικής. Η ομίχλη αυτή ήταν μόνιμης φύσης- ήταν ξηρή και οι ακτίνες του ήλιου φάνηκε να έχουν μικρή επίδραση στη διάλυσή της, όπως εύκολα κάνουν σε μια υγρή ομίχλη που προέρχεται από το νερό. Φυσικά, η καλοκαιρινή επίδρασή τους στη θέρμανση της Γης ήταν εξαιρετικά μειωμένη. η επιφάνεια ήταν νωρίς παγωμένη. Ως εκ τούτου, τα πρώτα χιόνια παρέμειναν πάνω της αδιατάρακτα και δέχονταν συνεχείς προσθήκες. Ως εκ τούτου, ο αέρας ήταν πιο παγωμένος και οι άνεμοι πιο ψυχροί. Ως εκ τούτου, ίσως ο χειμώνας του 1783-84 να ήταν πιο σκληρός από οποιονδήποτε είχε συμβεί εδώ και πολλά χρόνια».
Πρότεινε μάλιστα ότι η αιτία μπορεί να ήταν «η τεράστια ποσότητα καπνού, που συνεχίζει να βγαίνει κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού από την Hekla στην Ισλανδία και από εκείνο το άλλο ηφαίστειο που αναδύθηκε από τη θάλασσα κοντά στο νησί αυτό, ο οποίος καπνός μπορεί να εξαπλώνεται με διάφορους ανέμους στο βόρειο τμήμα του κόσμου».
Η πρόσφατη έκρηξη Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HT) το 2022 ήταν αρκετά εκρηκτική, για παράδειγμα, αλλά συνέβη κάτω από το νερό, εξέπεμψε λιγότερο θείο από το Pinatubo και πρόσθεσε μια τεράστια ποσότητα υδρατμών στη στρατόσφαιρα που εξισορρόπησε το αεροζόλ ψύξης.
Ο ατμοσφαιρικός
επιστήμονας του 