Große explosive Vulkanausbrüche außerhalb der Tropen beeinflussen das Klima stärker als bisher angenommen

Ausbruch des Sarychev Peak im Jahr 2009 von der ISS aus gesehen. Schwefelgase wurden bis in die Stratosphäre transportiert. Foto: NASA

In einer Studie im Rahmen des vom BMBF geförderten MiKlip-Projekts ALARM haben Dr. Matthew Toohey vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Meeresforschung in Kiel, Dr. Hauke Schmidt und Dr. Claudia Timmreck vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg sowie Prof. Kirstin Krüger von der Universität Oslo gemeinsam mit Eiskern- und Baumringexperten aus der Schweiz, England und den USA untersucht, wie explosive extratropische Eruptionen das Klima auf der Nordhalbkugel beeinflussen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Nature Geoscience veröffentlicht.

Extratropische Vulkanausbrüche galten bisher als weniger effektiv eine großflächige Oberflächenabkühlung zu verursachen als tropische Vulkanausbrüche, da der ausgestoßene Schwefel in hohen Breiten eine kürzere Lebensdauer in der Atmosphäre hat. In ihrer Studie bestimmten die Autoren die Klimaauswirkungen von extratropischen und tropischen Eruptionen in Bezug auf ihre Schwefelemissionen neu. Hierfür verglichen sie neue Berechnungen des vulkanischen Schwefeleintrags aus Eiskernen mit drei Rekonstruktionen der Sommertemperatur der nördlichen Hemisphäre aus Baumringen des letzten Jahrtausends. Sie fanden heraus, dass extratropische explosive Ausbrüche eine viel stärkere hemisphärische Kühlung erzeugen als bisher angenommen wurde.

Die Autoren erklären dieses Ergebnis mit Hilfe von stratosphärischen Aerosolsimulationen für Pinatubo-ähnliche Eruptionen in verschiedenen Breitengraden der nördlichen Hemisphäre. Die Simulationen zeigen, dass die Lebensdauer des vulkanischen Aerosols aus solchen explosiven Ausbrüchen außerhalb der Tropen nur geringfügig kleiner ist als bei tropischen Ausbrüchen. Das Aerosol verbleibt dabei meist auf der Halbkugel, wo der Ausbruch stattfand, anstatt global verteilt zu werden. Daher produzieren Eruptionen in den Extratropen der Nordhalbkugel bis zu 80 Prozent größere Strahlungsantriebsanomalien als tropische Eruptionen für eine vergleichbare Schwefelemission und Emissionshöhe.

Obwohl die relative Anzahl an außertropischen großen explosiven Ausbrüchen im Vergleich zu tropischen klein ist, spielen sie eine wichtige Rolle für das Klima. Die stärkste Abkühlungsperiode der nördlichen Hemisphäre der letzten 2500 Jahre resultierte aus einem extratropischen Ausbruch im Jahr 536 n. Chr. und markierte den Beginn der Spätantiken Kleinen Eiszeit. Ergebnisse dieser Studie werden aber nicht nur dazu beitragen, vergangene Klimaänderungen besser zu verstehen und zu interpretieren, sondern auch vorherzusagen, welche Klimaänderungen zu erwarten sind, sobald der nächste große extratropische Ausbruch stattgefunden hat.

Originalveröffentlichung:
Toohey, M., K. Krüger, H. Schmidt, C. Timmreck, M. Sigl, M. Stoffel, R. Wilson (2019): Disproportionately strong climate forcing from extratropical explosive volcanic eruptions. Nature Geoscience, https://doi.org/10.1038/s41561-018-0286-2

Weitere Informationen:
Pressemeldung des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Meeresforschung

Kontakt:

Dr. Matthew Toohey
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Meeresforschung
Tel.: 0431 600 4180
E-Mail: mtoohey@we dont want spamgeomar.de

Dr. Hauke Schmidt
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 405
E-Mail: hauke.schmidt@we dont want spammpimet.mpg.de

Dr. Claudia Timmreck
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 384
E-Mail: claudia.timmreck@we dont want spammpimet.mpg.de