Onderzoekers hebben aangetoond dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering belangrijke gevolgen zal hebben voor de interactie van vulkanische gassen met de atmosfeer.

De onderzoekers, van de Universiteit van Cambridge en het UK Met Office, zeggen dat uitbarstingen van grote omvang grotere effecten zullen hebben naarmate het klimaat blijft opwarmen. Echter, de verkoelende effecten van kleine en middelgrote uitbarstingen kunnen met maar liefst 75% afnemen. Aangezien deze kleinere uitbarstingen veel frequenter zijn, verder onderzoek is nodig om te bepalen of het netto-effect extra opwarming of afkoeling zal zijn.

Waar en wanneer een vulkaan uitbarst, hebben we niet in de hand, maar naarmate de atmosfeer warmer wordt door klimaatverandering, de pluimen van as en gas uitgestoten door grote, maar zelden, vulkaanuitbarstingen zullen steeds hoger worden. Klimaatverandering zal ook het transport van vulkanisch materiaal versnellen – in de vorm van kleine, glanzende druppeltjes die vulkanische sulfaataerosolen worden genoemd - van de tropen tot hogere breedtegraden.

Voor grote uitbarstingen, het gecombineerde effect van deze verschijnselen zal ervoor zorgen dat de waas gecreëerd door vulkanische aerosolen ervoor zorgt dat meer zonlicht het aardoppervlak niet bereikt, uiteindelijk versterken van de tijdelijke afkoeling veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen. De resultaten worden gerapporteerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Toen de berg Pinatubo in de Filippijnen in 1991 uitbarstte, de effecten waren wereldwijd voelbaar. De pluim van de uitbarsting - de op een na grootste van de 20 ^e eeuw - meer dan 30 kilometer de lucht in reiken, vormen een laag van wereldwijde waas. 1992, deze waas zorgde ervoor dat de temperatuur op aarde met maar liefst 0,5 graden Celsius daalde. In vergelijking, door menselijke activiteiten is de temperatuur op aarde sinds 1850 met meer dan 1 graad Celsius gestegen. het effect van vulkanische aerosolen houdt slechts één of twee jaar aan, terwijl antropogene broeikasgassen het klimaat eeuwenlang zullen beïnvloeden.

"Behalve de gegevens die we hebben van recente uitbarstingen zoals Pinatubo, we kunnen ook het verkoelende effect van vulkanen zien dat tweeduizend jaar teruggaat uit de informatie in boomringen, " zei Dr. Thomas Aubry van Cambridge's Department of Geography, de eerste auteur van de krant. "Echter, we wilden de vraag vanuit de tegenovergestelde hoek bekijken:hoe kan een opwarmend klimaat de afkoeling door vulkaanuitbarstingen beïnvloeden?"

Vulkanische pluimen stijgen op als heteluchtballonnen:ze blijven stijgen tot een hoogte waar ze van nature drijven. De Cambridge-studie onderzocht hoe hoog in de atmosfeer deze pluimen kunnen opstijgen en wereldwijd kunnen worden vervoerd onder verschillende opwarmingsscenario's.

De onderzoekers gebruikten wereldwijde klimaatmodellen in combinatie met vulkanische pluimmodellen om te simuleren hoe de aerosolen die door vulkaanuitbarstingen worden uitgestoten, kunnen worden beïnvloed door klimaatverandering.

Ze ontdekten dat voor grote uitbarstingen zoals de berg Pinatubo, die meestal een of twee keer per eeuw voorkomen, klimaatverandering zal ervoor zorgen dat de pluimen hoger stijgen en de aerosolen zich sneller over de wereld verspreiden, wat resulteert in een verkoelend effect dat met 15% wordt versterkt. Veranderingen in oceaantemperaturen zullen naar verwachting de koeling verder versterken, en het smelten van ijskappen zal naar verwachting ook de frequentie en omvang van vulkaanuitbarstingen verhogen in plaatsen zoals IJsland.

Echter, voor middelgrote uitbarstingen zoals de Nabro-uitbarsting van 2011 in Eritrea, die doorgaans jaarlijks plaatsvinden, het effect zal met ongeveer 75% worden verminderd bij een high-end opwarmingsscenario. Dit komt omdat wordt voorspeld dat de hoogte van de tropopauze - de grens tussen de troposfeer en de stratosfeer erboven - zal toenemen, waardoor het voor vulkanische pluimen moeilijker wordt om de stratosfeer te bereiken. Aërosolen van vulkanische pluimen beperkt tot de troposfeer worden binnen enkele weken door neerslag weggespoeld, waardoor hun klimaateffecten relatief gering en veel meer gelokaliseerd zijn.

"Klimaatverandering is niet iets dat eraan komt - het is er al, zoals duidelijk blijkt uit het IPCC-rapport van deze week, " zei co-auteur Dr. Anja Schmidt, ook van de afdeling Geografie. "De effecten van klimaatverandering en sommige feedbacklussen die het kan veroorzaken, worden nu duidelijker. Maar het klimaatsysteem is complex:het begrijpen van al deze feedbacklussen is van cruciaal belang om onze planeet te begrijpen en nauwkeurige klimaatprojecties te maken."

"De nieuwe feedbackloops tussen klimaat en vulkaanuitbarstingen die we in dit werk benadrukken, worden momenteel niet verklaard door IPCC, " zei Aubry. "Het zou een nieuw licht kunnen werpen op de evolutie van toekomstige vulkanische invloeden op het klimaat. Zelfs als vulkanen een beperkte invloed hebben op het klimaat in vergelijking met de uitstoot van broeikasgassen door de mens, ze zijn een belangrijk onderdeel van het systeem."

"Als gevolg van frequentere en intensere bosbranden, evenals andere extreme gebeurtenissen, de samenstelling van de bovenste atmosfeer verandert voor onze ogen, en dat geldt ook voor ons begrip van de gevolgen van deze veranderingen, " zei Schmidt, die ook verbonden is aan het Yusuf Hamied Department of Chemistry. "Omdat we broeikasgassen blijven uitstoten, de manier waarop vulkanische emissies interageren met de atmosfeer zal blijven veranderen en het is belangrijk om deze interacties te kwantificeren om de klimaatvariabiliteit volledig te begrijpen."

De auteurs hopen meer vulkanologen en klimaatwetenschappers samen te brengen om niet alleen de mechanica achter de opkomst van vulkanische pluimen en de levenscyclus van aerosolen te begrijpen, maar ook hoe veranderingen in frequentie en grootte van uitbarstingen, veroorzaakt door deglaciatie en extreme neerslag, zal de toekomstige klimatologische effecten van vulkaanuitbarstingen vormgeven.