Вулканическое воздействие на океаны
Взрывные извержения вулканов влияют на глобальный климат по-разному.
Снижение температуры поверхности моря
[ редактировать ]Одним из основных последствий деятельности вулканов является выброс серосодержащих в стратосферу газов , которые окисляются с образованием сульфатных аэрозолей . Стратосферные аэрозоли серы распространяются по всему земному шару посредством атмосферной циркуляции, вызывая охлаждение поверхности за счет рассеяния солнечной радиации обратно в космос. Охлаждающий эффект на поверхности океана обычно длится несколько лет, поскольку время жизни сульфатных аэрозолей составляет около 2–3 лет. [1] Однако в подземном океане сигнал охлаждения может сохраняться в течение более длительного времени и может оказывать влияние на некоторые десятилетние колебания, такие как атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC). [1] [2]
Вулканические аэрозоли огромных вулканов ( VEI >=5) напрямую снижают глобальную среднюю температуру поверхности моря (SST) примерно на 0,2–0,3 °C. [1] [3] более мягкое, чем падение общей приземной температуры в мире, которое составляет от ~ 0,3 до 0,5 ° C, [4] [5] [6] согласно как глобальным температурным данным, так и модельному моделированию. Обычно требуется несколько лет, чтобы вернуться к нормальной жизни.
Уменьшение содержания тепла в океане
[ редактировать ]
Сигналы вулканического охлаждения в содержании тепла в океане могут сохраняться в течение гораздо более длительного времени (десятилетние или много-десятилетние временные масштабы), намного превышая продолжительность вулканического воздействия. [2] [7]
Несколько исследований показали, что влияние Кракатау на содержание тепла может достигать одного столетия. [7] [8] Время релаксации последствий недавних вулканов обычно короче, чем до 1950-х годов. Например, время восстановления теплосодержания океана на Пинатубо , которое вызвало радиационное воздействие, сравнимое с Кракатау, кажется намного короче. Это связано с тем, что Пинатубо произошел на теплом и нестационарном фоне с увеличением воздействия парниковых газов . [7] Однако его сигнал все же мог проникать на глубину ~1000 м. [1]
Исследование 2022 года [9] по воздействию извержений вулканов на окружающую среду показало, что в восточной экваториальной части Тихого океана после извержения вулкана некоторые вулканы в низких широтах имеют тенденцию к потеплению. Но некоторые высокоширотные вулканы имеют тенденцию быть холоднее.
Изменение уровня моря
[ редактировать ]Поскольку тепловое расширение является ключевым фактором изменчивости уровня моря , снижение содержания тепла должно привести к снижению глобального среднего уровня моря в десятилетнем масштабе. [2] Однако Гринстед [2007] утверждал, что значительный подъем уровня моря является первой прямой реакцией на извержение вулкана, а после этого уровень моря начинает падать. Одним из возможных объяснений этого явления является дисбаланс потоков океанской массы . После извержения вулкана испарение над океаном уменьшится, поскольку оно во многом определяется изменением температуры поверхности океана. Быстрая реакция испарения на охлаждение поверхности и запоздалая реакция речного стока на связанное с этим уменьшение количества осадков приводят к повышению уровня моря. Примерно через 1–2 года сток рек становится меньше из-за уменьшения количества осадков и меньшего таяния морского льда , что приводит к падению уровня моря. [10]
Уровень кислорода и углерода в океане
[ редактировать ]В 2023 году несколько ученых изучили извержение горы Пинатубо в июне 1991 года и обнаружили, что оно привело к увеличению концентрации кислорода и углерода в океане, которое сохранялось в течение многих лет. [11]
Усиление AMOC
[ редактировать ]Результаты ряда модельных исследований показывают, что Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC) усиливается вулканической активностью. [1] [12] [13] Глубоководное образование в северной части Атлантического океана позволяет аномалиям ТПО эффективно погружаться в глубокие глубины океана, поскольку скорость опрокидывания изменяется в зависимости от изменений солености . Уменьшение таяния льда в летнее время и количество осадков из-за охлаждения вулкана повышают соленость вблизи Гренландского моря и еще больше снижают статическую стабильность, что означает, что больше поверхностных вод опускается в глубокие глубины океана. Исследования Стенчикова и др. (2009) и Иви (2012) предполагают, что и Кракатау, и Пинатубо, возможно, усилили опрокидывающую циркуляцию. И увеличение AMOC, по-видимому, является самым сильным примерно через десять лет после извержения вулкана, с магнитудой около одного свердрупа для Кракатау и Пинатубо . [1] [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Стенчиков Г., Делворт Т.Л., Рамасвами В., Стоуффер Р.Дж., Виттенберг А. и Зенг Ф. (2009). Вулканические сигналы в океанах. Журнал геофизических исследований, 114 (D16), 1–13. дои : 10.1029/2008JD011673
- ^ Jump up to: а б с Черч, Дж., Уайт, Нью-Джерси, и Арбластер, Дж. М. (2005). Значительное десятилетнее воздействие извержений вулканов на уровень моря и теплосодержание океана. Природа, 438(7064), 74–7. дои : 10.1038/nature04237
- ^ Энджелл, Дж. К. (1988). Влияние E1 Nifio на определение границ тропосферного охлаждения из-за извержений вулканов. Журнал геофизических исследований, 93, 3697–3704.
- ^ Рампино, М., и Селф, С. (1982). Исторические извержения Тамборы (1963 г.), их стратосферные (1815 г.), Кракатау (1883 г.) и аэрозоли Агунга, а также климатическое воздействие. Четвертичные исследования, 18, 127–143.
- ^ Энджелл, Дж. К., и Коршовер, Дж. (1985). Изменения температуры поверхности после шести крупных вулканических извержений между 1780 и 1980 годами. Журнал климата и прикладной метеорологии, 24, 937–951.
- ^ Миннис, П., Харрисон, Э.Ф., и Стоу, LL (1993). Радиационное воздействие на климат в результате извержения горы Пинатубо. Наука, 259, 1369–1508.
- ^ Jump up to: а б с Глеклер П.Дж., Вигли ТМЛ, Сантер Б.Д., Грегори Дж.М., Ачутарао К. и Тейлор К.Э. (2006). Вулканы и климат: след Кракатау сохраняется в океане. Природа, 439(7077), 675. два : 10.1038/439675a
- ^ Делворт, Т.Л., Рамасвами, В., и Стенчиков, Г.Л. (2005). Влияние аэрозолей на моделируемую температуру и теплосодержание океана в 20 веке. Письма о геофизических исследованиях, 32 (24), 2–5. дои : 10.1029/2005GL024457
- ^ Ху, Ивэй; Ли, Бокси; Инь, Юэ (30 декабря 2022 г.). «Причины извержений вулканов и их влияние на окружающую среду» . Основные достижения в области науки, техники и технологий . 26 : 391–396. дои : 10.54097/hset.v26i.4013 . ISSN 2791-0210 .
- ^ Гринстед А., Мур Дж. К. и Евреева С. (2007). Данные наблюдений о воздействии вулканов на уровень моря и глобальный водный цикл . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 104 (50), 19730–4. дои : 10.1073/pnas.0705825104
- ^ Фэй, Аманда Р.; МакКинли, Гален А; Ловендуски, Николь Сюзанна; Эддеббар, Ясир А.; Леви, Майкл Н; Лонг, Мэтью С.; Оливарес, Холли; Рустаги, Ри Р (09 июля 2022 г.). «Немедленное и долгосрочное воздействие извержения горы Пинатубо на запасы кислорода и углерода в океане» . дои : 10.1002/essoar.10511826.1 . Проверено 22 февраля 2023 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Джонс, Г.С., Грегори, Дж.М., Стотт, П.А., Тетт, SFB, и Торп, РБ (2005). Моделирование МОЦАО реакции климата на сверхизвержение вулкана. Динамика климата, 25 (7-8), 725–738. два : 10.1007/s00382-005-0066-8
- ^ Jump up to: а б Иви А.М., Хермансон Л., Хейнс К. и Саттон RT (2012). Механизмы, связывающие вулканические аэрозоли с атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией. Журнал климата, 25 (8), 3039–3051. два : 10.1175/2011JCLI4067.1