Vulkaanuitbarstingen stoten sulfaataerosolen uit via vulkanische pluimen, die maanden tot jaren in de stratosfeer kunnen blijven, reflecterend zonlicht terug in de ruimte, afkoeling van de lagere atmosfeer of troposfeer van de aarde gedurende een lange tijdsperiode. Traditioneel wordt aangenomen dat vanwege atmosferische circulatiepatronen, uitbarstingen in de tropen kunnen een effect hebben op het klimaat op beide halfronden, terwijl uitbarstingen op middelhoge of hoge breedtegraden alleen effect hebben op het halfrond waar ze uitbarsten.

"We zullen, het is niet altijd het geval, " zegt Dr. Xue Wu, de corresponderende auteur van een recent gepubliceerde studie in Atmosferische scheikunde en natuurkunde . "We hebben bewijs gevonden dat aantoont dat een vulkaan op hoge breedte de aerosollaag in de tropische stratosfeer kan versterken, en hebben ook invloed op het klimaat van beide halfronden."

WU is van het Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation (LAGEO), Instituut voor Atmosferische Fysica, Chinese Wetenschapsacademie. Ze werkte samen met Dr. Sabine Griessbach en Dr. Lars Hoffmann van het supercomputercentrum Jülich, Forschungszentrum Jülich, Duitsland over een vulkaanuitbarsting op hoge breedtegraad. Ze gebruikten het Lagrangiaanse deeltjesdispersiemodel - MPTRAC en satellietwaarnemingen met meerdere bronnen om het transport van vulkanische aerosolen van de vulkaanuitbarsting Sarychev op hoge breedte (48 ° N, 153°O).

De studie onthulde dat toen de Sarychev-vulkaan in juni 2009 uitbarstte, de Aziatische zomermoesson (ASM) anticyclonale circulatie was zich aan het ontwikkelen. De anticyclonale circulatie vergemakkelijkte het meridionale transport van aerosolen van de extratropische bovenste troposfeer/lagere stratosfeer naar het tropische tropopauzegebied. Vervolgens, de aerosolen stegen langzaam op in de opwaartse tak van de Brewer-Dobson-circulatie (BDC), de primaire circulatie in de stratosfeer, en verspreid met de poleward takken van de BDC naar beide hemisferen. Met behulp van de ASM anticyclonale circulatie, deze vulkaanuitbarsting op hoge breedte zal niet alleen het klimaat op het noordelijk halfrond beïnvloeden waar de Sarychev zich bevindt, maar hebben ook invloed op het zuidelijk halfrond, net zoals een tropische uitbarsting dat doet.

Op basis van hun berekening hoewel er slechts ongeveer 4 procent van de totale SO2 was van de Sarychev-uitbarsting (1,2 ± 0,2 ¹⁰⁶ ton) getransporteerd naar de tropische stratosfeer, het zou resulteren in 6 ±1 ¹⁰⁴ ton sulfaataërosol, die meerdere malen hoger is dan de 1.5-2 ¹⁰⁴ ton per jaar nodig om de stijgende trend van de tropische stratosferische aerosol te verklaren. Integendeel, als de Sarychev in de winter zou uitbarsten, de aerosol zou beperkt blijven tot de polaire kant van de sterke subtropische jets, worden afgezet of in relatief korte tijd uit de atmosfeer worden weggespoeld.

WU zegt, "Het draait allemaal om timing. Als een vulkaan op hoge breedte uitbarst terwijl de atmosferische omstandigheden gunstig zijn voor transport, het is meer aandacht waard."

In het afgelopen decennium, de uitbarsting van de Sarychev in 2009 was niet het enige geval waarbij de ASM-circulatie sulfaataerosol naar de tropische stratosfeer transporteerde. "Misschien verwachten we in de toekomst meer, ' zegt Wu.