局部由小火山爆发造成的变暖裂谷

2018-05-16

来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员表明,过去15年来发生的“变暖中断”部分是由于小火山爆发造成的。 / em

科学家们早就知道,火山喷发造成的二氧化硫排放使得大气降温。当气体与高层大气中的氧气结合时形成的硫酸小滴可以持续数月,反射阳光远离地球并降低表面和低层大气中的温度。

以前的研究表明,21世纪初期的爆发可能会解释近三分之一的变暖过程中断。

“地球物理研究快报”(GRL)期刊在线提供的新研究进一步确定了由最近火山活动引起的观测气候信号。这项新研究补充了早先在11月发表的GRL文件,该文件依赖于地面,空气和卫星测量的组合,表明一系列21世纪的小火山喷发偏离了比先前估计的更多的太阳辐射。

“这项新工作表明,20世纪末和21世纪初的火山活动的气候信号可以在各种不同的观测数据集中检测到,”劳伦斯利弗莫尔国家实验室科学家兼研究的主要作者Benjamin Santer说。

有史以来最热的一年是1998年。此后,20世纪全球表面温度的急剧攀升似乎趋于平稳。尽管事实上全面的观测地面温度记录显示出许多加温速度放缓和加速的事实,但这种“断层”受到了相当大的关注。科学家此前曾表示,诸如太阳活动减弱和海洋吸热量增加等因素可能是近期温度升高的原因。在麻省理工学院的苏珊所罗门在科学杂志上发表了2011年的一篇论文(链接是外部的)之后,人们认识到火山活动的上升也可能与变暖中断有关。

在2011年科学论文之前,普遍的科学思想是,只有非常大的爆发 - 按照1991年爆发的估计2000万公吨(440亿磅)硫的菲律宾Mount Pinatubo火山爆发的规模 - 能够胜任影响全球气候。这种传统观点主要基于气候模式模拟。但根据麻省理工大气科学家David Ridley和11月份GRL论文的主要作者,这些模拟失去了火山活动的重要组成部分。

Ridley和他的同事们在两个大气层 - 平流层和对流层 - 大气层的最低层 - 所有天气发生的地方 - 的交叉处发现了这个难题的缺失部分。这些层在地球上方10至15公里(6至9英里)之间相遇。

喷发火山产生的硫酸液滴和气溶胶的卫星测量一般限制在15公里以上。低于15公里时,卷云会干扰卫星气溶胶测量。这意味着对于平流层下面可以达到10公里的两极,卫星测量结果错过了大部分火山气溶胶总量。

为了解决这个问题,Ridley及其同事的研究结合了地面,空中和空间仪器的观测结果,以更好地观测平流层下部的气溶胶。他们在一个简单的气候模型中使用了这些改进的火山喷雾总量估计,并估计自2000年以来,火山可能导致0.05摄氏度冷却到0.12摄氏度。

第二项由利弗莫尔主导的研究表明,在大气温度,湿度和大气层顶部反射的太阳辐射下,20日和21日初爆发的信号可以得到肯定。探测这些火山信号的重要一步是消除厄尔尼诺和拉尼娜造成的“气候噪音”。

“另一位Livermore作家Mark Zelinka表示:”这些火山特征在多个独立测量的气候变量中显而易见,这一事实的确支持了这样一种观点:尽管它们的大小适中,但它们正在影响气候。 “如果我们希望精确模拟模型中最近发生的气候变化,我们不能忽视这些小型火山喷发将太阳光远离地球的能力。”

出版物:

Benjamin D. Santer等人,“观察20世纪末和21世纪初火山活动的多变量信号”,地球物理研究快报,2014; DOI:10.1002 / 2014GL062366D。 A.Ridley等人,“Total volcanic systospheric aerosol optical depths and implications for global climate change,”Geophysical Research Letters,第41卷,第22期,第7763-7769页,2014年11月28日; DOI:10.1002 / 2014GL061541

来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室

图片:劳伦斯利弗莫尔国家实验室