Ученым давно известно, что вулканы охлаждают атмосферу из-за диоксида серы, который выделяется во время извержений. Капли серной кислоты, образующиеся при соединении газа с кислородом в верхних слоях атмосферы, могут сохраняться в течение многих месяцев, отражая солнечный свет от Земли и понижая температуру на поверхности и в нижних слоях атмосферы.Предыдущие исследования показали, что извержения в начале 21 века могут объяснить до трети недавнего перерыва в потеплении.
Новое исследование, доступное в Интернете в журнале Geophysical Research Letters (GRL), дополнительно идентифицирует наблюдательные климатические сигналы, вызванные недавней вулканической активностью. Это новое исследование дополняет более раннюю статью GRL, опубликованную в ноябре, которая опиралась на комбинацию наземных, воздушных и спутниковых измерений, показывая, что серия небольших извержений вулканов 21-го века отклонила значительно больше солнечной радиации, чем предполагалось ранее.«Эта новая работа показывает, что климатические сигналы вулканической активности конца 20-го и начала 21-го века могут быть обнаружены в различных наборах данных наблюдений», — сказал Бенджамин Сантер, ученый из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса и ведущий автор исследования.
Самый теплый год за всю историю наблюдений — 1998 год. После этого резкое повышение глобальной приземной температуры, наблюдавшееся в течение ХХ века, казалось, прекратилось.
Этот «перерыв» привлек значительное внимание, несмотря на тот факт, что полная запись температуры поверхности, полученная в результате наблюдений, показывает множество случаев замедления и ускорения темпов потепления. Ученые ранее предполагали, что такие факторы, как слабая солнечная активность и повышенное поглощение тепла океанами, могут быть причиной недавнего затишья в повышении температуры. После публикации статьи Сьюзан Соломон из Массачусетского технологического института (MIT) в журнале Science в 2011 году в журнале Science было признано, что всплеск вулканической активности также может быть причастен к потеплению.До публикации Science в 2011 году преобладающим научным мнением было то, что только очень крупные извержения — в масштабе катастрофического извержения горы Пинатубо в 1991 году на Филиппинах, в результате которого было выброшено около 20 миллионов метрических тонн (44 миллиарда фунтов) серы — были способны влиять на глобальный климат.
Эта общепринятая точка зрения в значительной степени основывалась на моделировании климатических моделей. Но, по словам Дэвида Ридли, атмосферного ученого из Массачусетского технологического института и ведущего автора ноябрьской статьи GRL, в этих симуляциях отсутствовал важный компонент вулканической активности.Ридли и его коллеги обнаружили недостающий фрагмент головоломки на пересечении двух атмосферных слоев, стратосферы и тропосферы — самого нижнего слоя атмосферы, где присутствует любая погода.
Эти слои встречаются на высоте от 10 до 15 километров (от шести до девяти миль) над Землей.Спутниковые измерения капель серной кислоты и аэрозолей, образующихся при извержении вулканов, обычно ограничиваются расстоянием более 15 км. Ниже 15 км перистые облака могут мешать спутниковым измерениям аэрозолей. Это означает, что по направлению к полюсам, где нижняя часть стратосферы может достигать 10 км, спутниковые измерения пропускают значительную часть общей вулканической аэрозольной нагрузки.
Чтобы обойти эту проблему, в исследовании Ридли и его коллег были объединены наблюдения с наземных, воздушных и космических приборов, чтобы лучше наблюдать аэрозоли в нижней части стратосферы. Они использовали эти улучшенные оценки общего количества вулканических аэрозолей в простой климатической модели и подсчитали, что вулканы могли вызывать похолодание на 0,05-0,12 градуса Цельсия с 2000 года.Второе исследование, проведенное Ливермором, показывает, что сигналы этих извержений конца 20-го и начала 21-го можно точно идентифицировать по температуре атмосферы, влажности и отраженному солнечному излучению в верхних слоях атмосферы.
Жизненно важным шагом в обнаружении этих вулканических сигналов является устранение «климатического шума», вызванного Эль-Нинос и Ла-Нинас.«Тот факт, что эти вулканические сигнатуры проявляются во множестве независимо измеренных климатических переменных, действительно поддерживает идею о том, что они влияют на климат, несмотря на их умеренные размеры», — сказал Марк Зелинка, другой автор из Ливермора. «Если мы хотим точно смоделировать недавнее изменение климата в моделях, мы не можем пренебрегать способностью этих небольших извержений отражать солнечный свет от Земли».