Les éruptions volcaniques ont été trouvées pour atténuer les événements El Niño dans l'océan Indien pendant jusqu'à 8 ans.

27 octobre 2023 feature

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par Hannah Bird, Phys.org

Les éruptions volcaniques survenant dans les régions tropicales (23°N/S de l'équateur) ont été liées à une perturbation brutale des cycles climatiques à l'échelle mondiale dans l'océan Indien au cours du dernier million d'années, selon une nouvelle recherche publiée dans les Lettres de recherche géophysique. El Niño Southern Oscillation (ENSO) et Indian Ocean Dipole (IOD) sont des interactions climatiques océan-atmosphère qui ont été trouvées perturbées pendant près d'une décennie avant de revenir aux niveaux de référence d'avant l'éruption, et cet effet s'intensifie avec une intensité d'éruption plus élevée. .

Le IOD se produit en raison d'une différence est-ouest de températures de surface de la mer, avec des températures plus fraîches que la normale dans l'est de l'océan Indien et plus chaudes à l'ouest. Pendant la phase positive, cela entraîne des changements considérables dans les températures, les précipitations et les schémas de vent dans les régions voisines, avec des inondations qui se produisent généralement en Afrique de l'Est et des sécheresses en Asie de l'Est et en Australie. Ces conditions s'inversent pendant une phase négative du IOD.

Benjamin Tiger, du Massachusetts Institute of Technology et du Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Sciences and Engineering, aux États-Unis, et le Dr Caroline Ummenhofer, également de WHOI, ont modélisé des simulations en utilisant Community Earth System Model Last Millennium Ensemble (CESM-LME) et les données d'entrée de certaines des plus grandes éruptions historiques, notamment Samalas (1258), Kuwae (1452), Tambora (1815), Huaynaputina (1600) et Pinatubo (1991).

Ils ont déterminé que les fortes éruptions volcaniques dans les tropiques induisent une phase négative du IOD l'année de l'éruption, suivie d'une phase positive l'année suivante, et que l'effet est suffisamment important pour l'emporter sur la tendance générale de refroidissement observée dans les tropiques après l'éruption. Ces anomalies IOD positives et négatives durent 7 à 8 ans après l'éruption, avant que le signal ne revienne aux conditions d'avant l'éruption.

Ce schéma est également influencé par la phase d'un autre cycle climatique coexistant, l'Oscillation interdécennale du Pacifique (IPO), qui dure de 20 à 30 ans et se produit sur une plus grande zone couvrant les deux hémisphères. Pendant les phases positives, l'océan Pacifique tropical est plus chaud et les régions nord plus fraîches, avec l'inverse dans les phases négatives.

Les chercheurs ont constaté qu'une phase négative du IPO entraînait un IOD négatif plus fort, et la même chose pour un IPO/IOD positif, ce qui fait de la température de surface de la mer du Pacifique tropical pendant l'IPO une influence clé sur la force de la réponse initiale du IOD.

Entre-temps, les oscillations de l'ENSO (où les changements de température de surface de la mer de l'océan Pacifique atteignent jusqu'à 3°C et entraînent des changements climatiques) correspondent à un réchauffement d'El Niño après de grandes éruptions tropicales, en particulier pendant les mois d'hiver boréal (décembre-février) de la première année après l'événement volcanique, avec des conditions de La Niña prédominantes par la suite.

Cela peut s'expliquer par un gradient de température renforcé entre les terres et la mer d'Afrique et de l'océan Indien, qui influence les vents d'ouest, ainsi que par une région de remontée d'eau plus fraîche dans le Pacifique oriental. Tiger et le Dr Ummenhofer ont également constaté que la réponse de l'ENSO était en retard par rapport à celle du IOD positif de 2 mois. Entre-temps, les simulations ont identifié un IOD négatif coïncidant avec des conditions de La Niña forte dans les années 3 à 5 après l'éruption.

Un autre facteur qui affecte la température de surface de la mer, et donc les réponses climatiques, est la profondeur de la thermocline (un gradient de température abrupte) dans les océans Indien et Pacifique. Les éruptions survenant dans des conditions positives du IPO ont une thermocline plus faible dans la région du bassin Indo-Pacifique chaud et une thermocline plus profonde dans l'ouest de l'océan Indien et l'est du Pacifique, et vice versa dans le cas du IPO négatif.

Dans le premier cas, la thermocline est peu profonde dans l'est de l'océan Indien, ce qui affaiblit le gradient de température de surface de la mer et neutralise donc l'IOD post-éruption. En revanche, pour les conditions de thermocline négative, le gradient de température de surface de la mer est renforcé, ce qui prépare le bassin de l'océan Indien à des événements du IPO négatif plus forts après l'éruption. Ces impacts sont les plus importants la première année après l'événement, puis s'atténuent.

Il est également important de noter le moment d'une éruption, celle qui se produit au printemps boréal (mars-mai) a le plus de chances d'avoir un impact sur la réponse du IOD/ENSO la même année, tandis que celles qui surviennent plus tard peuvent avoir un impact climatique retardé ou plus neutralisé.

In addition to affecting climate, the aerosols released from volcanic eruptions impact global radiative forcing, the balance between incoming and outgoing solar radiation. This results in atmospheric cooling post-eruption that can last months or years, so the forcing on IOD/ENSO must be strong in order to outweigh the impact of reduced temperatures.

These findings are important for regions prone to volcanic eruptions to conduct risk assessments and prepare for the resulting extreme climate events, potentially helping to alleviate some of the impacts on the environment and local communities.

Journal information: Geophysical Research Letters

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