Какое значение для климата имеют извержения вулканов?

Пролежав бездействующим более 40 лет, вулкан Кальбуко прошлой ночью дважды извергался в течение нескольких часов. Взрыв выбросил огромное облако пепла над югом Чили.

Компания Carbon Brief спросила у ряда экспертов, что извержения вулканов означают для климата, и можем ли мы ожидать, что это последнее событие будет иметь глобальные последствия.

Охлаждающий эффект

Извержения вулканов могут влиять на климат двумя основными способами.

Во-первых, они выделяют углекислый газ, вызывающий парниковый эффект, способствуя потеплению атмосферы. Но эффект очень маленький. Считается, что выбросы вулканов с 1750 года по крайней мере в 100 раз меньше, чем выбросы от сжигания ископаемого топлива.

Во-вторых, диоксид серы, содержащийся в облаке пепла, может производить охлаждающий эффект, объясняет профессор Джим Маккуэйд, профессор состава атмосферы в Университете Лидса:

«Двуокись серы быстро превращается в сульфатный аэрозоль, который вместе с мелким вулканическим пеплом образует частичный барьер для поступающей солнечной радиации».

Вы можете увидеть это в видео НАСА ниже, которое отображает движение частиц в атмосфере Земли. Примерно через 2 минуты вы можете увидеть последствия извержения вулкана на Мадагаскаре, недалеко от восточного побережья Африки.

Взвешенные частицы в атмосфере Земли. Кредит: НАСА

Взрывоопасность

Не все извержения вулканов одинаковы. Извержения вулканов оцениваются от нуля до восьми по шкале взрывоопасности, измеряемой количеством пепла и обломков, которые они производят.

До Кальбуко самым последним значительным извержением вулкана было извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в июне 1991 года. По словам министра правительства Чили, оно было оценено как шесть, в то время как первое из извержений Кальбуко было оценено как четыре или пять. .

Вулкан Кальбуко, район озер, Чили. Фото: Франциско Негрони/Алами.

Характеристики облака пепла во многом определяют, влияет ли извержение вулкана на климат или нет.

Одним из важных факторов является то, насколько высоко он поднимается в атмосферу, говорит профессор Ричард Аллан, профессор климатологии Университета Рединга:

«Если вулканическое извержение достаточно велико, чтобы достичь стратосферы — выше 8 км в полярных регионах и выше 15 км в тропических регионах — отсутствие погоды на этих высотах означает, что выброшенные аэрозольные частицы могут задерживаться в течение нескольких лет, отражая солнечный свет обратно. в космос и охлаждая планету».

Облако пепла Пинатубо простиралось на 35 километров в атмосферу, охлаждая некоторые части мира на 0,4°C в течение двух лет после извержения.

Не только впечатляющие извержения могут повлиять на климат. Недавние исследования показали, что даже небольшие извержения могли способствовать более медленному повышению температуры поверхности за последние 15 лет или около того по сравнению с предыдущими десятилетиями.

Спутниковые снимки показывают, что облако пепла Кальбуко достигло высоты не менее 14 км, сообщила Carbon Brief доктор Аня Шмидт, исследователь вулканических воздействий и опасностей из Университета Лидса.

Климатические воздействия

Еще одним важным фактором, определяющим влияние извержения вулкана на климат, является количество двуокиси серы, содержащейся в пылевом облаке. И количество может быть огромным. По оценкам Маккуэйда, недавние извержения Бардарбунга и Холухраун в Исландии произвели столько же диоксида серы, сколько весь Европейский Союз в 2014 году.

Оказавшись в стратосфере, быстрые ветры могут быстро разнести облако пепла по всему миру, придав локальному извержению глобальное воздействие.

Это только начало, но предыдущий опыт показывает, что извержение Кальбуко не будет производить такое большое количество серы, объясняет Шмидт:

«Исходя из извержений других чилийских вулканов, таких как Чайтен или Пуйеуэ Кордон Каулле, огромных выбросов диоксида серы не ожидается и это не подтверждается спутниковыми данными».

По словам Шмидта, географическое положение Кальбуко также может ограничивать любое глобальное влияние:

«Глобальные климатические воздействия также маловероятны из-за южной широты извержения, но если скорость массового выброса диоксида серы увеличится, это извержение может временно увеличить концентрацию аэрозольных частиц в верхней тропосфере и нижней стратосфере».

Шмидт говорит, что сейчас приоритетом является обеспечение безопасности полетов путем мониторинга и прогнозирования того, как рассеивается облако пепла.

Тропические осадки

Извержения вулканов могут влиять не только на температуру. Недавние исследования показывают, что извержения могут повлиять на положение внутритропической зоны конвергенции (ITCZ), огромного пояса низкого давления, который является основным источником дождя для большей части Африки.

Это имеет значение для погоды в Атлантическом океане, как сообщает Carbon Brief доктор Дуг Смит, который возглавляет исследования по прогнозированию климата на десятилетие в Метеорологическом бюро Великобритании:

«Если извержение произойдет преимущественно в одном полушарии, то можно ожидать, что ITCZ ​​сместится из этого полушария. Таким образом, в этом случае ITCZ ​​может сместиться на север, что будет способствовать выпадению осадков в Сахеле, но также усилит активность атлантических ураганов».

Столкновения также могут достичь Тихого океана и повлиять на явление Эль-Ниньо, которое в настоящее время там назревает, говорит Смит:

«Есть также признаки того, что вулканы могут способствовать возникновению Эль-Ниньо в течение года или двух, за которыми, возможно, последует тенденция к Ла-Нинья. Похоже, там уже есть здание Эль-Ниньо, так что, может быть, этот вулкан усилит это?»

Пар и пепел поднимаются после извержения вулкана Кальбуко 30 апреля 2015 года. Предоставлено: National Geographic Creative / Alamy Stock Photo

Возможность исследования

По словам доктора Майкла Дж. Паволониса, специалиста по вулканическим облакам из Национального управления океанических и атмосферных исследований США, может пройти некоторое время, прежде чем последствия извержения Кальбуко в полной мере проявятся:

«Это продолжающееся извержение… слишком рано делать какие-либо выводы относительно воздействия на климат».

Но если она окажется значимой, у ученых появится уникальная возможность для исследований. Мониторинг воздействия извержений помогает климатологам совершенствовать модели, которые предсказывают, как климат будет реагировать на выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, объясняет Маккуэйд.

Он добавляет, что извержения вулканов, достигающие стратосферы, также дают ученым представление о том, на что способны методы геоинженерии:

«Было высказано предположение, что можно охладить наш климат с помощью схем управления солнечным излучением, которые направлены на искусственное создание отрицательного воздействия путем преднамеренного введения материала в стратосферу».

«Геоинженерия — очень спорная тема со многими неизвестными последствиями», — говорит Маккуэйд. Изучение извержений вулканов может быть самым близким для ученых подходом к глобальному эксперименту без риска.