Результати дослідження опубліковано в журналі Geophysical Research Letters. Його авторка та автори, серед яких доктор Закарі Макгроу з Колумбійського університету, перевіряли, чи залежить інтенсивність похолодання від географічного розташування вулкана.
Під час потужних вивержень у стратосферу потрапляє багато діоксиду сірки. Там він взаємодіє з водяною парою та киснем, і утворюються мікроскопічні краплі сірчаної кислоти. Вони формують аерозолі, які розсіюють і відбивають сонячне випромінювання назад у космос. Через це до поверхні надходить менше тепла, а похолодання може тривати від кількох місяців до років.
Що перевіряли
Вважається, що більшість вивержень, які впливають на клімат, відбуваються в тропіках. Приклад — виверження індонезійського вулкана Тамбора в 1815 році, після якого 1816-й назвали «роком без літа». Водночас попередні дослідження припускали, що виверження в середніх широтах (від 30° до 70°) можуть охолоджувати Північну півкулю значно сильніше за тропічні такої самої потужності.
Науковці використали кліматичну модель NASA та змоделювали виверження в тропіках і середніх широтах з різними обсягами викидів сірчистих газів у різні сезони. Припущення не підтвердилося: за сприятливого сценарію виверження в середніх широтах посилювало похолодання лише вдвічі, а не в 7,5 рази, як стверджувалося раніше.
«Використовуючи великий ансамбль моделювань, ми виявили, що співвідношення позатропічного та тропічного охолодження послідовно перебуває в межах двократного діапазону», — зазначили автори.
Пояснення вони бачать в особливостях поширення аерозолів: після вивержень у середніх широтах вони переважно залишаються в Північній півкулі, а після тропічних можуть поширюватися в обидві, розподіляючи охолодження рівномірніше. За словами дослідників, це єдиний виявлений наразі механізм, що пояснює сильніший вплив позатропічних вивержень.
Перевірка історичними даними
Для перевірки моделювання вчені проаналізували давні кліматичні дані та річні кільця дерев. Вони врахували виверження в Ісландії (1783 рік), у середніх широтах (приблизно 536 рік) та на Алясці (43 рік до нашої ери). Також змоделювали 100 тисяч гіпотетичних позатропічних вивержень і порівняли з даними про тропічні, що відбулися після 750 року нашої ери. Похолодання в Північній півкулі найчастіше збігається в часі саме з тропічними виверженнями.
Різницю можуть пояснювати кілька чинників:
- тривалість перебування аерозолів в атмосфері: після позатропічних вивержень до дев'яти місяців, після тропічних до трьох років;
- викид сірчастих газів на менші висоти;
- інтенсивніше вимивання аерозолів дощем і снігом у холодніших і вологіших регіонах;
- перенесення частинок із середніх широт до полюсів.
За словами вчених, результати допоможуть точніше оцінювати вплив вулканічної активності на клімат і розрізняти короткочасні природні похолодання та довгострокові зміни, зумовлені викидами парникових газів. Це також важливо для прогнозування ризиків у сільському господарстві та оцінки глобальної продовольчої безпеки, адже раптове зниження температури може призвести до неврожаїв і дефіциту продовольства.
