Ein Vulkan am Äquator kann Europa über Jahre hinweg abkühlen: Warum Eruptionen in den Tropen größere Auswirkungen haben
Vulkanausbrüche haben weltweit langfristige Auswirkungen. Im Jahr 1815 brach der Tambora in Indonesien aus, was zum „Jahr ohne Sommer“ von 1816 führte, dessen Folgen auf der ganzen Welt zu spüren waren.
Bei Vulkanausbrüchen werden große Mengen Schwefeldioxid in die obere Atmosphäre freigesetzt, das mit Wasserdampf und Sauerstoff reagiert und dabei winzige Tröpfchen aus Schwefelsäure in Form eines Aerosols bildet.
Diese Tröpfchen streuen die einfallende Sonnenstrahlung und reflektieren sie zurück ins All, was dazu beiträgt, den Planeten über Monate oder sogar Jahre hinweg zu kühlen.
Neue Untersuchung
Kürzlich wurde in Geophysical Research Letters eine neue Studie veröffentlicht, die untersucht, ob der Standort eines Vulkans Einfluss darauf hat, wie stark sich die Nordhalbkugel abkühlt. Frühere Studien haben ergeben, dass Vulkanausbrüche in mittleren Breitengraden zwischen 30° und 70° (auch als extratropisch bezeichnet) eine stärkere Abkühlung bewirken als tropische Ausbrüche ähnlicher Stärke.
Die Forscher nutzten ein Klimamodell der NASA, um den Unterschied zwischen tropischen und extratropischen Eruptionen zu simulieren, bei denen im Sommer und im Winter unterschiedliche Mengen an Schwefelgas freigesetzt wurden. Das Team fand keine Hinweise auf eine stärkere Abkühlung in der nördlichen Hemisphäre aufgrund der Lage des ausbrechenden Vulkans. Was sie jedoch feststellten, war, dass extratropische Eruptionen die Abkühlung verdoppelten und nicht um das 7,5-Fache verstärkten, wie in früheren Studien beobachtet worden war.
Es ist möglich, dass extratropische Eruptionen aufgrund der Konzentration mikroskopisch kleiner Aerosole in der nördlichen Hemisphäre eine zusätzliche Abkühlung bewirken. Die Aerosole tropischer Eruptionen werden durch die Winde in beide Hemisphären transportiert, und dies ist der einzige Mechanismus, der in den extratropischen Gebieten zu einer stärkeren Abkühlung führen könnte. Es ist kein Prozess bekannt, der diese Abkühlung um das 7,5-Fache verstärken könnte.
Was das Team herausfand
Dr. Zachary McGraw von der Columbia University und sein Team überprüften diese Theorie, indem sie sie mit alten Klimadaten verglichen, um festzustellen, wie tropische und extratropische Eruptionen in der Vergangenheit das Klima beeinflusst haben. Baumringe sind ein Klimaindikator, den das Team in seiner Forschung heranzog. Diese Ringe werden in warmen und feuchten Jahreszeiten breiter und in kalten und trockenen Jahreszeiten schmaler.
Das Team analysierte Daten aus Baumringen in Verbindung mit historischen Aufzeichnungen über extratropische Eruptionen seit 1783 in Island, 536 n. Chr. in den mittleren Breiten und 43 n. Chr. in Alaska. Da es keine modernen extratropischen Eruptionen gibt, simulierten sie mehr als 100.000 ähnliche Eruptionen und die darauf folgende Abkühlung. Dies wurde mit mehreren tropischen Eruptionen nach dem Jahr 750 n. Chr. verglichen, um Klimamuster nach einer Eruption zu identifizieren und zu überprüfen, ob die Modellierung die Klimamuster in den historischen Aufzeichnungen abbilden kann.
Die Abkühlung der nördlichen Hemisphäre fällt mit häufigeren tropischen Eruptionen zusammen. Extratropische Eruptionen treten seltener auf, weshalb ihr Einfluss auf die Temperaturen der nördlichen Hemisphäre geringer ist. Die Lebensdauer der Aerosole bei extratropischen Eruptionen ist kürzer (bis zu 9 Monate) als bei tropischen Eruptionen (bis zu 3 Jahre). Dies führt zur Freisetzung von Schwefelgasen in die Atmosphäre in geringerer Höhe, zur Ausbreitung von Aerosolen durch Regen und Schnee aufgrund feuchterer und kälterer Klimabedingungen sowie zum Transport von Aerosolen aus den mittleren Breiten in Richtung der Pole.
Die Überprüfung und der Vergleich dieser Ergebnisse helfen den Wissenschaftlern dabei, die Auswirkungen von Eruptionen auf die Temperatur zu analysieren und sie mit langfristigen Klimatrends in Zusammenhang zu bringen, die durch andere Faktoren wie anthropogene Treibhausgasemissionen verursacht werden. Tropische Eruptionen haben einen größeren Einfluss auf die Abkühlung der Nordhalbkugel als extratropische Eruptionen. Diese Informationen ermöglichen es Wissenschaftlern, die weltweite Verteilung von Aerosolen zu modellieren, mögliche Probleme für die landwirtschaftliche Produktion und die weltweite Ernährungssicherheit sowie das Risiko von Ressourcenkonflikten, die zu geopolitischer Instabilität führen könnten, zu bewerten und Pläne zur Bewältigung von Klimarisiken zu entwickeln.
Artikelreferenz
McGraw et al.. No evidence for strongly enhanced Northern Hemisphere cooling from extratropical versus tropical eruptions.