Извержения вулканов способны охлаждать поверхность планеты на месяцы и даже годы, однако масштаб этого влияния, как выяснилось, во многом определяется географическим положением источника выбросов. Об этом сообщает РБК-Украина со ссылкой на результаты исследования, опубликованные в рецензируемом журнале Geophysical Research Letters. Работа, выполненная доктором Закари Макгроу из Колумбийского университета и его коллегами, ставит под сомнение устоявшиеся представления о том, что внетропические извержения многократно превосходят тропические по климатическому воздействию.
Механизм вулканического охлаждения: от диоксида серы до аэрозолей
Физика процесса хорошо изучена. При мощных извержениях в стратосферу попадают значительные объёмы диоксида серы. Там этот газ взаимодействует с водяным паром и кислородом, в результате чего образуются микроскопические капли серной кислоты. Именно они формируют так называемые «отражающие аэрозоли», которые рассеивают и отражают солнечное излучение обратно в космос. К поверхности планеты поступает меньше тепловой энергии, и на Земле наступает похолодание, которое может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет. Классический пример — извержение индонезийского вулкана Тамбора в 1815 году, последствия которого привели к тому, что 1816 год вошёл в историю как «год без лета».
Гипотеза о превосходстве средних широт и её проверка
Ряд недавних исследований указывал на чрезвычайно большое влияние внетропических извержений на температуру в средних широтах Северного полушария. Предварительные расчёты предполагали, что извержения в диапазоне от 30° до 70° широты могут вызывать охлаждение до 7,5 раз сильнее, чем тропические извержения аналогичной мощности. Для проверки этой гипотезы команда Макгроу задействовала климатическую модель NASA: были смоделированы извержения как в тропиках, так и в средних широтах, с учётом различных объёмов выбросов сернистых газов и сезона, в котором происходило событие. Полученные результаты предварительных предположений не подтвердили: при наиболее благоприятном сценарии извержение в средних широтах усиливало похолодание лишь вдвое, а не в 7,5 раза.
Исторические данные и 100 тысяч смоделированных сценариев
Чтобы верифицировать результаты численного моделирования, исследователи проанализировали данные об исторических извержениях: в Исландии (1783 год), в средних широтах (примерно 536 год н. э.) и на Аляске (43 год до н. э.). Помимо этого, эксперты смоделировали 100 тысяч гипотетических внетропических извержений, чтобы сопоставить их последствия с климатическими данными о тропических извержениях, произошедших после 750 года н. э. Результаты показали, что похолодание в Северном полушарии чаще всего совпадает во времени именно с тропическими извержениями, а не с внетропическими.
Единственный механизм и практическое значение
Учёные констатировали, что соотношение внетропического и тропического охлаждения последовательно находится в пределах двухкратного диапазона. По их словам, единственной выявленной причиной более сильного влияния внетропических извержений являются особенности распространения аэрозолей в атмосфере. Разница между сценариями может дополнительно объясняться сезонностью извержения, объёмом выбросов и конкретными метеорологическими условиями. Практическое значение работы выходит за рамки чистой науки: уточнённые оценки вулканического охлаждения необходимы для прогнозирования рисков в сельском хозяйстве и оценки глобальной продовольственной безопасности. Внезапное понижение температуры способно привести к неурожаям, дефициту продовольствия и обострению конкуренции за ресурсы, создавая дополнительные риски для общества в целом.
