Le eruzioni vulcaniche sono state trovate in grado di attenuare gli eventi El Niño nell'Oceano Indiano per un massimo di 8 anni.

27 ottobre 2023 funzionalità

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di Hannah Bird, Phys.org

Eruzioni vulcaniche che si verificano nelle regioni tropicali (23° N/S dell'equatore) sono state collegate alla brusca interruzione dei cicli climatici a scala globale nell'Oceano Indiano negli ultimi 1 milione di anni, secondo una nuova ricerca pubblicata in Geophysical Research Letters. L'El Niño Oscillazione Meridionale (ENSO) e l'Indian Ocean Dipole (IOD) sono interazioni climatiche oceaniche-atmosferiche che sono state trovate interrotte per quasi un decennio prima di tornare ai livelli basali pre-eruzione, e l'effetto aumenta con l'intensità dell'eruzione.

Il IOD si verifica a causa di un contrasto est-ovest nelle temperature della superficie marina, con temperature più fredde del normale nell'Oceano Indiano orientale e più calde nell'ovest. Durante la fase positiva, ciò comporta notevoli cambiamenti nelle temperature, nelle precipitazioni e nei modelli del vento nelle regioni vicine, con alluvioni che si verificano tipicamente in Africa Orientale e siccità in Asia orientale e in Australia. Queste condizioni si invertono durante una fase IOD negativa.

Benjamin Tiger, del Massachusetts Institute of Technology e del Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Sciences and Engineering, USA, e la Dr. Caroline Ummenhofer, sempre del WHOI, hanno modellato simulazioni utilizzando il Community Earth System Model Last Millennium Ensemble (CESM-LME) e dati di input provenienti da alcune delle più grandi eruzioni storiche, tra cui Samalas (1258), Kuwae (1452), Tambora (1815), Huaynaputina (1600) e Pinatubo (1991).

Hanno determinato che le forti eruzioni vulcaniche ai tropici inducono un IOD negativo nell'anno dell'eruzione, seguito da una fase positiva l'anno successivo, e che l'effetto è sufficientemente significativo da compensare la tendenza generale al raffreddamento osservata ai tropici dopo l'eruzione. Queste anomalie IOD positive e negative durano 7-8 anni dopo l'eruzione, prima che il segnale torni alle condizioni pre-eruzione.

Questo schema è ulteriormente influenzato dalla fase di un altro ciclo climatico che si verifica contemporaneamente, l'Oscillazione Pacifica Interdecadale (IPO), che dura 20-30 anni e si verifica su una zona più ampia che copre entrambi gli emisferi. Durante le fasi positive, l'Oceano Pacifico tropicale è più caldo e le regioni settentrionali più fredde, con il contrario nelle fasi negative.

I ricercatori hanno scoperto che una fase IPO negativa ha comportato un IOD negativo più forte e lo stesso vale per una IPO/IOD positiva, rendendo la temperatura della superficie marina del Pacifico tropicale durante l'IPO una chiave di influenza sulla forza della risposta iniziale dell'IOD.

Nel frattempo, le oscillazioni ENSO (dove la temperatura della superficie marina nell'Oceano Pacifico cambia fino a 3°C e provoca cambiamenti climatici) corrispondono al riscaldamento di El Niño dopo grandi eruzioni tropicali, in particolare nei mesi invernali boreali (dicembre-febbraio) del primo anno dopo l'evento vulcanico, con condizioni di La Niña predominanti successivamente.

Ciò può essere spiegato da un gradiente di temperatura migliorato tra terra e mare dell'Africa e dell'Oceano Indiano, che influenza i venti di scambio occidentali, oltre a una regione di risalita di acqua fredda nell'Oceano Pacifico orientale. Tiger e la Dr. Ummenhofer hanno anche scoperto che la risposta ENSO ritardava di 2 mesi rispetto a quella dell'IOD positivo. Nel frattempo, le simulazioni hanno identificato un IOD negativo che coincideva con condizioni di forte La Niña negli anni 3-5 dopo l'eruzione.

Un altro fattore che influenza la temperatura della superficie marina, e quindi le risposte climatiche, è la profondità della termoclina (un'abrupta gradienti di temperatura) nell'Oceano Indiano e Pacifico. Le eruzioni che si verificano in condizioni IPO positive hanno una termoclina più bassa nella regione dell'Indo-Pacifico Warm Pool e una termoclina più profonda nell'Oceano Indiano occidentale e nell'Est Pacifico, e viceversa in condizioni IPO negative.

Nel primo caso, la termoclina viene appiattita nell'Oceano Indiano orientale, il che indebolisce il gradiente di temperatura della superficie marina e quindi neutralizza l'IOD dopo l'eruzione. Mentre, per le condizioni di termoclina dell'altro caso, il gradiente di temperatura della superficie marina viene rafforzato, il che predispone il bacino dell'Oceano Indiano a eventi IPO negativi più forti dopo l'eruzione. Questi impatti sono più evidenti nel primo anno dopo l'evento e si attenuano successivamente.

È inoltre importante notare il momento di un'eruzione, una che si verifica in primavera boreale (marzo-maggio) probabilmente avrà un impatto sulla risposta IOD/ENSO nello stesso anno, mentre quelle che si verificano successivamente potrebbero avere un impatto climatico ritardato o più neutro.

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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