Vulkanutbrott avger sulfataerosoler via vulkaniska plymer, som kan stanna i stratosfären i månader till år, reflekterar solljuset tillbaka ut i rymden, kylning av jordens lägre atmosfär eller troposfär under en lång tidsperiod. Man tror traditionellt att på grund av atmosfäriska cirkulationsmönster, utbrott i tropikerna kan ha en effekt på klimatet i båda halvkloten medan utbrott på medel- eller höga breddgrader bara påverkar halvklotet där de bryter ut.

"Väl, det är inte alltid fallet, " säger Dr Xue Wu, motsvarande författare till en nyligen publicerad studie i Atmosfärskemi och fysik . "Vi har hittat bevis som visar att en vulkan på hög latitud kan förbättra aerosollagret i den tropiska stratosfären, och har också inverkan på klimatet på båda hemisfärerna."

WU kommer från Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation (LAGEO), Institutet för atmosfärsfysik, kinesiska vetenskapsakademin. Hon arbetade med Dr Sabine Griessbach och Dr Lars Hoffmann från Jülich supercomputing center, Forschungszentrum Jülich, Germay på ett fall av vulkanutbrott på hög latitud. De använde den lagrangiska partikelspridningsmodellen - MPTRAC och satellitobservationer med flera källor för att studera transporten av vulkanisk aerosol från vulkanutbrottet Sarychev på hög latitud (48°N, 153°E).

Studien visade att när Sarychev-vulkanen bröt ut i juni 2009, den asiatiska sommarmonsunens (ASM) anticykloncirkulation höll på att utvecklas. Den anticykloniska cirkulationen underlättade meridional transport av aerosoler från den extratropiska övre troposfären/nedre stratosfären till den tropiska tropopausregionen. Sedan, aerosolarna steg långsamt i den uppåtgående grenen av Brewer-Dobson-cirkulationen (BDC), den primära cirkulationen i stratosfären, och spridda med de polvända grenarna av BDC till båda hemisfärerna. Med hjälp av ASM anticykloncirkulationen, detta vulkanutbrott på hög latitud kommer inte bara att påverka klimatet på det norra halvklotet där Sarychev ligger, men har också inverkan på södra halvklotet, precis som ett tropiskt utbrott gör.

Baserat på deras beräkning, även om det bara fanns cirka 4 procent av den totala SO2 från Sarychev-utbrottet (1,2±0,2 ¹⁰⁶ ton) transporteras till den tropiska stratosfären, det skulle resultera i 6 ±1 ¹⁰⁴ ton sulfataerosol, vilket är flera gånger högre än 1,5-2 ¹⁰⁴ ton per år som krävs för att förklara ökningstrenden för den tropiska stratosfäraerosolen. Tvärtom, om Sarychev bröt ut på vintern, aerosolen skulle vara begränsad till den polära sidan av de starka subtropiska strålarna, deponeras eller tvättas ut från atmosfären på relativt kort tid.

WU säger, "Allt handlar om timing. Om en vulkan på hög latitud får ett utbrott när de omgivande atmosfäriska förhållandena är gynnsamma för transport, det är väl värt mer uppmärksamhet."

Under det senaste decenniet, Sarychev-utbrottet 2009 var inte det enda fallet av ASM-cirkulationen som transporterade sulfataerosol till den tropiska stratosfären. "Vi kan förvänta oss mer i framtiden, säger Wu.