Вулкани та клімат: як виверження впливають на Північну півкулю, пояснюють вчені

Вулканічна активність: як виверження змінюють клімат Землі та роль аерозолів

Вулканічні виверження, особливо потужні, здатні суттєво впливати на клімат планети, спричиняючи похолодання, яке може тривати від кількох місяців до кількох років. Цей ефект зумовлений викидом у стратосферу значних обсягів діоксиду сірки. У верхніх шарах атмосфери цей газ взаємодіє з водяною парою та киснем, утворюючи мікроскопічні краплі сірчаної кислоти. Ці краплі формують аерозолі, які діють як відбивачі, спрямовуючи сонячне випромінювання назад у космос. Як наслідок, до земної поверхні надходить менше теплової енергії, що призводить до зниження температури.

Географічне розташування виверження: ключовий фактор впливу на клімат

Довгий час вважалося, що найбільший вплив на клімат мають виверження, що відбуваються у тропічних регіонах. Яскравим прикладом є виверження індонезійського вулкана Тамбора у 1815 році, яке спричинило глобальні кліматичні аномалії, а 1816 рік увійшов в історію як “рік без літа”. Однак, останні дослідження ставлять під сумнів цю гіпотезу, вказуючи на значний вплив вивержень у позатропічних широтах на температуру Північної півкулі.

Доктор Закарі Макгроу з Колумбійського університету та його колеги провели дослідження, щоб з’ясувати, чи залежить інтенсивність кліматичного похолодання від географічного розташування вулкана. Раніше припускалося, що виверження в середніх широтах (30°–70° північної та південної широти) можуть спричиняти значно сильніше охолодження Північної півкулі, ніж аналогічні за потужністю тропічні виверження.

За допомогою кліматичної моделі NASA вчені змоделювали виверження як у тропіках, так і в середніх широтах, враховуючи різні обсяги викидів сірчистих газів та сезонність подій. Результати моделювання спростували попередні припущення. Дослідники виявили, що виверження в середніх широтах посилюють похолодання лише приблизно вдвічі, а не в 7,5 разів, як стверджувалося раніше.

“Використовуючи великий ансамбль моделювань… ми виявили, що співвідношення позатропічного та тропічного охолодження послідовно перебуває у межах двократного діапазону”, – констатували науковці. Одним із можливих пояснень такої різниці є особливості поширення аерозолів. Після вивержень у середніх широтах аерозолі переважно залишаються в межах Північної півкулі, тоді як аерозолі від тропічних вивержень можуть поширюватися в обидві півкулі, рівномірніше розподіляючи ефект охолодження.

Для підтвердження результатів моделювання науковці проаналізували давні кліматичні дані, зокрема, вивчаючи річні кільця дерев, які відображають зміни температури та кількості опадів. Були враховані дані про історичні виверження вулканів в Ісландії (1783 рік), у середніх широтах (близько 536 року) та на Алясці (43 рік до нашої ери). Крім того, було змодельовано 100 тисяч гіпотетичних позатропічних вивержень для порівняння з кліматичними даними про тропічні виверження, що відбулися після 750 року нашої ери. Аналіз показав, що похолодання в Північній півкулі найчастіше збігається в часі саме з тропічними виверженнями.

Це може пояснюватися кількома факторами: тривалістю перебування аерозолів в атмосфері (після позатропічних вивержень вони зазвичай зберігаються до дев’яти місяців, тоді як після тропічних – до трьох років), викидом сірчистих газів на менші висоти, а також більш інтенсивним вимиванням аерозолів дощем і снігом у холодніших регіонах.

Результати цього дослідження є важливими для більш точної оцінки впливу вулканічної активності на клімат та для розрізнення короткочасних природних похолодань від довгострокових змін, спричинених, зокрема, антропогенними викидами парникових газів. Це також має значення для прогнозування ризиків у сільському господарстві та оцінки глобальної продовольчої безпеки, оскільки раптове зниження температури може призвести до неврожаїв та дефіциту продовольства.