Количественная оценка влияния вулканических извержений на климат

Крупные вулканические извержения выбрасывают в стратосферу значительное количество серы, которая, превращаясь в аэрозоли, блокирует солнечные лучи и вызывает охлаждение поверхности Земли на несколько лет. Международная группа исследователей разработала метод, опубликованный в Nature Geoscience, для точного измерения и моделирования вызванного падения температуры.

Извержение вулкана Пинатубо в июне 1991 года, считающееся крупнейшим вулканическим событием XX века, выбросило в стратосферу 20 миллионов тонн диоксида серы и вызвало глобальное похолодание в среднем на 0,4°C. Для оценки охлаждающего эффекта от крупнейших извержений за последние 1500 лет ученые традиционно используют два подхода: дендроклиматологию (анализ древесных колец) и климатическое моделирование. Однако до сих пор результаты этих методов противоречили друг другу, что мешало точной оценке воздействия крупных извержений на климат.

Исследователям из Женевского университета (UNIGE), Института Пьера-Симона Лапласа, IRD, Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергии (CEA) и Национального центра научных исследований (CNRS) удалось согласовать эти подходы. Дендрохронологи создали новую реконструкцию летних температур Северного полушария за последние 1500 лет, основанную на данных о максимальной плотности поздней древесины, собранных от Скандинавии и Сибири до Квебека, Аляски, Альп и Пиренеев. Она показала, что после крупного извержения похолодание сильнее, чем считалось ранее, и длится не более трех лет на полушарином масштабе.

Параллельно климатологи с помощью усовершенствованной модели рассчитали падение температуры от двух крупнейших извержений последнего тысячелетия — Самаласа (1257 г.) и Тамборы (1815 г.) в Индонезии. Модель учитывает местоположение вулкана, период извержения, количество диоксида серы и реалистично симулирует жизненный цикл вулканических аэрозолей. «Этот необычный подход позволяет реалистично смоделировать размер частиц вулканических аэрозолей и, следовательно, время их жизни в атмосфере, что напрямую влияет на масштаб и продолжительность вызванного извержением похолодания», — объясняет исследователь UNIGE Маркус Штоффель.

Впервые результаты реконструкций и климатических моделей сошлись, показав, что извержения Тамборы и Самаласа вызвали падение средней летней температуры в Северном полушарии на 0,8–1,3°C летом 1816 и 1258 годов соответственно. Оба метода также согласуются в оценке продолжительности значительного похолодания — два-три года. Эти результаты открывают путь к лучшей оценке роли вулканизма в изменении климата.