Vulkanutbrott är bland de viktigaste naturliga orsakerna till klimatförändringar, spelat en ledande roll under det senaste årtusendet. Injektioner av sulfataerosoler i den nedre stratosfären minskar den inkommande solstrålningen, kyler i sin tur ytan. Som en naturlig yttre kraft till jordens klimatsystem, vulkaniska aerosolers inverkan på klimatet har varit en stor oro för det vetenskapliga samhället och allmänheten.

På senare år har Forskare har funnit att det finns ett samband mellan vulkanutbrott och El Niño-Southern Oscillation (ENSO) baserat på rekonstruktioner och modellsimuleringar, vilket manifesteras i ökad/minskad havsytatemperatur (SST) gradient över det ekvatoriala Stilla havet. Eftersom ENSO påverkar det globala klimatet genom atmosfäriska teleförbindelser, det är av stor vikt att förstå vulkanutbrottens inverkan på ENSO fasförändringar. Många studier har visat fenomenet, men skälen förblir tvetydiga.

Nyligen, Zuo Meng, en doktorand från Institute of Atmospheric Physics, kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med hennes mentorer Prof. Zhou Tianjun och biträdande Prof. Man Wenmin, använde CESM Last Millennium Ensemble (LME) simuleringar, som har den största ensemblen av LM-simuleringar, att undersöka effekterna av norra, tropiska och södra vulkanutbrott på det tropiska Stilla havet SST. Analys av simuleringarna indikerar att Stilla havet har en betydande El Niño-liknande varm SST-anomali fem till 10 månader efter nordliga och tropiska utbrott, med Niño3-indexet toppar på vintern nästa år. Jämfört med nordliga utbrott, den varma SST-anomalien är huvudsakligen begränsad till östra Stilla havet med en starkare intensitet efter tropiska utbrott.

Efter sydliga utbrott, Stilla havet visar en svagare uppvärmningsanomali över östra Stilla havet, och tiden då Niño3-indexet når sin topp är ungefär fyra månader tidigare än efter nordliga och tropiska utbrott. De främjar ytterligare den underliggande mekanismen:Förskjutningen av den intertropiska konvergenszonen (ITCZ) kan förklara det El Niño-liknande svaret på nordliga utbrott, som inte är tillämpligt för tropiska eller sydliga utbrott. Istället, den västliga anomalien i västra Stilla havet utlöst av den dynamiska termostatmekanismen i havet kan förklara de divergerande SST-svaren efter tre typer av utbrott.

"I motsats till tidigare arbeten om effekterna av vulkanutbrott på SST, våra resultat är baserade på CESM-LME-simuleringen. Ur ett modelleringsperspektiv, Ensemblesimuleringar är den mest användbara metoden för att studera vulkanpåtvingade svar. Viktigast, de olika mekanismerna för SST-svar på tre typer av utbrott kan hjälpa oss att bättre förstå de divergerande bildningsprocesserna för SST-anomalier, ", sa förstaförfattaren Zuo Meng. "Vi hoppas att resultaten är användbara för att mildra och anpassa klimatförändringarna efter vulkanutbrott och de tillhörande socioekonomiska effekterna, och kan också ge insikt för att förstå framtida SST-förändringar inducerade av stora vulkanutbrott."

Motsvarande författare Prof. Man Wenmi sa, "Skillnader ses också mellan olika modeller. Skillnaden kan bero på osäkerheterna i rekonstruktionen av externa tvingande vulkaniska aerosoldata, modellbias, och även det initiala tillståndet för vulkanutbrott. Vi hoppas kunna fördjupa vår förståelse för de tropiska Stillahavsreaktionerna på olika vulkaniska krafter och de fysiska processerna genom att använda VolMIP-experimenten som har definierat en koordinerad uppsättning idealiserade vulkaniska störningsexperiment som ska utföras i linje med CMIP6-protokollet inom en snar framtid. "