Вулканы могут временно приостановить глобальное потепление

Приостановить на некоторое время рост глобальной температуры может только активная вулканическая деятельность.

Основными веществами, поступающими в атмосферу во время извержений, является водяной пар, углекислый газ, сернистый газ (двуокись серы) и пепел. Глобально повлиять на земную атмосферу способны те извержения, во время которых вещество выбрасывается на высоты более 15-18 км, достигая стратосферы. Как правило, это извержения с индексом VEI от 5 и более.

Силу извержения вулканов принято оценивать при помощи специального индекса VEI (Volcanic Explosivity Index), который основан на объёме извергнутого материала и может колебаться от 0 (для извержений, с объёмом выбросов менее 10 тыс. м³) до 8 («мегаколоссальное») — для извержений, выбрасывающих в атмосферу более 1000 км³ (1012 м³) пепла и высотой эруптивной колонны более 25 км.

Схематическое представление реакции климатической системы на мощное вулканическое извержение

Аэрозольный экран

Попадая в большом количестве в стратосферу, продукты извержений могут там задерживаться на несколько лет, создавая «аэрозольный экран». Здесь нужно большее внимание обратить именно на сернистый газ (SO2), который в присутствии водяных паров окисляется до серной кислоты (H2SO4). Мельчайшие капельки этой кислоты образуют в атмосфере взвесь, которая может существовать от 1 до нескольких лет. Аэрозольный экран на время своего существования сокращает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, но одновременно, с ростом концентрации парниковых газов (прежде всего СО2), увеличивается и парниковый эффект.

Всё же, действие экрана пересиливает конкурента и на некоторое время наблюдается снижение глобальной температуры в тропосфере (в то время как температура стратосферы наоборот возрастает). Вулканический мелкодисперсный пепел, проникая в стратосферу также участвует в уменьшении количества поступающей солнечной энергии, а в тропосфере он способствует формированию большего количества облачности, что дополнительно ослабляет инсоляцию.

Эффект влияния на глобальную температуру хорошо заметен на графике от научного центра Berkeley Earth, специализирующемся на изменениях климата:

Влияние крупных извержений на ход глобальной температуры воздуха над сушей

Хорошо заметно, как сразу после крупных вулканических извержений, глобальная температура снижалась на 0,5 — 2 градуса, а затем возвращалась до прежнего или чуть более высокого уровня. Здесь красной линией показана упрощённая модель, выражающая среднюю глобальную температуру поверхности суши как линейную комбинацию сульфатных выбросов вулканов и логарифма концентрации CO2. Поэтому, в наше время большое внимание уделяется мониторингу сульфатных выбросов во время извержений, ведь от их количества напрямую зависит динамика термического режима нижней атмосферы.

За последние примерно 450 лет в истории Земли произошло несколько серьёзных извержений, повлиявших на климат и даже на ход истории в некоторых случаях:

1. 1600 год, 19 февраля — извержение вулкана Уайнапутина, Перу; 6 баллов VEI. Сильнейшее извержение вулкана в Южной Америке за историческое время, которое, по некоторым оценкам, вызвало общемировое понижение температуры и стало причиной неурожая в России 1601—1603 и начала Смутного времени.
2. 1783 год — извержение вулкана Лаки, Исландия (19,6 км³ лавы). Вызванное извержением понижение температуры в северном полушарии привело в 1784 году к неурожаю и голоду в Европе.
3. 1815 год — извержение вулкана Тамбора на острове Сумбава, сила достигла 7 баллов VEI; объём выбросов в атмосферу порядка 150—180 км³. Оно вызвало всемирное понижение средней температуры на 0,4—0,7 °C, а в некоторых областях — на 3—5 °C в течение 1816 года (т. н. «год без лета»).
4. 1883 год — «целиком» взорвался вулкан Кракатау; объём выброса тефры составил 18 км³. Взрывная волна не менее 7 раз обошла земной шар, а звук извержения был слышен более чем за 4000 км от эпицентра!
5. 1912 год — извержение вулкана Новарупта на Аляске силой 6 баллов, объём выбросов составил 17 км³, из которых на землю выпало около 11 км³. Столб пепла поднялся на 20 км, а звук был слышен за 1200 км.
6. 1991 год — извержение вулкана Пинатубо на филиппинском острове Лусон силой 6 баллов, вызвавшее временное падение температуры на 0,5 °C. Было выброшено около 20 Мт сернистого ангидрида.

Таким образом, вулканический пепел и взвесь серной кислоты увеличивает планетарное альбедо (отражательную способность). Количество осадков в период «вулканической зимы» как правило, заметно уменьшается, особенно в тропических и экваториальных регионах (за счёт снижения испаряемости). Однако, по мере разрушения такого экрана, глобальная температура вновь возвращается к прежнему значению, а иногда наблюдается ещё более стремительный рост, чем до извержения (за счёт поступивших объёмов углекислого газа во время извержения).

Следите за погодой и климатом вместе с нами!

С Уважением, Маглипогода!

Информация, которая размещается на сайте, не считается официальной. 
На всех страницах функционирует система уведомления правописания. Обнаружив ошибку или неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.