未来的火山爆发可能会造成更多的气候破坏。
1815年4月,研究人员重点研究了印度尼西亚坦博拉火山的灾难性喷发,该火山被认为引发了1816年所谓的“没有夏天的一年”。他们发现,如果2085年发生类似的喷发,气温将大幅下降,尽管这不足以抵消未来气候变化导致的变暖。未来喷发后,冷却时间的增加也会更严重地破坏水循环,从而减少全球降水量。
1865438+2005年至2085年气候变化的原因与海洋有关,因为随着全球变暖,海洋会变得更加分层,所以火山爆发带来的气候影响无法缓解。
“我们发现海洋在减速过程中起着非常重要的作用,它还会延长1815年火山爆发造成的地表冷却。”火山爆发是这样的——这是一个持续了一年左右的冷却时间。“但是海洋改变了时间尺度。他们不仅抑制了最初的降温,还让降温蔓延了好几年。
仔细看看致命的过去。
坦博拉火山的喷发是过去几个世纪以来最大的一次喷发。它向高层大气中注入大量二氧化硫,并将其转化为硫酸盐颗粒,这种颗粒被称为气溶胶。这层反光气溶胶冷却了地球,引发了一系列反应,导致1816年出现了一个极寒的夏天,尤其是在欧洲和北美东北部。“没有夏天的一年”被归咎于大面积的作物歉收和疾病,导致全球超过6.5438亿人死亡。
为了更好地理解和量化坦博拉火山爆发的气候影响,并探索如果气候变化继续其当前的发展轨迹,这些影响可能会有所不同,研究团队转向了NCAR和更广泛的科学家开发的复杂的计算机模型。
科学家观察了地球系统模型的两组模拟。第一个项目由CESM上一个千年综合项目完成,该项目模拟了850年至2005年的地球气候,包括历史记录中的火山爆发。第二组假设温室气体排放继续有增无减,这是由2085年运行CESM和重复假设的坦博拉火山爆发造成的。
历史模型模拟显示,坦博拉火山爆发后,两个抵消过程有助于调节地球的温度。由于平流层中的气溶胶开始阻挡部分太阳热量,这种冷却因冰雪覆盖的土地增加而增强,冰雪覆盖的土地将热量反射回太空。同时,海洋在平衡方面也起着重要的作用。随着海洋表面变冷,较冷的水下沉,使较暖的水上升,并向大气中释放更多的热量。
当海洋本身大大冷却时,气溶胶层开始消散,使更多的太阳热量再次到达地球表面。在这一点上,海洋发挥了相反的作用,使大气温度更低,因为海洋比陆地需要更长的时间来变暖。
“在我们的模型中,我们发现地球实际上在第二年达到了最低温度,那时气溶胶几乎消失了。”“结果在1816,气溶胶不需要停留一年,直到一年没有夏天,因为那时海洋已经大大冷却了。”
海洋气候变化
当科学家们研究2085年的气候如何应对假设的坦博拉火山爆发时,他们发现地球将在冰雪覆盖的土地上经历类似的增长。
然而,在2085年,海洋的冷却能力将大大降低。因此,未来地球表面冷却的程度可能高达40%。然而,科学家警告说,准确的震级很难量化,因为他们对未来火山爆发的模拟量相对较少。
这种变化的原因与一个更加分层的海洋有关。随着气候变暖,海面温度上升。海洋表面的水温越高,它就越不能与下面更冷、密度更小的水混合。
在模型中,这种海洋分层的增加意味着火山爆发后的冷却水被截留在表面,而不是在海洋深处混合,从而向大气中释放热量。
科学家还发现,未来的火山喷发对降雨的影响将比坦博拉火山的历史喷发更大。较冷的海洋表面温度减少了蒸发到大气中的水量,从而减少了全球平均降水量。
虽然发现未来类似坦博拉火山爆发对地球的响应会比过去更加严重,但科学家们注意到,2085年火山爆发导致的平均地表降温(约1.1摄氏度)将不足以抵消人类活动导致的气候变化导致的气候变暖(约4.2摄氏度至2085年)。
科学家说:“气候系统对1815年印度尼西亚坦博拉火山爆发的反应让我们看到了未来潜在的惊喜,但我们的气候系统可能会非常不同。”