El Niño -händelser - stora uppvärmningar i det tropiska Stilla havet som inträffar vartannat till sjunde år - har betydande miljömässiga och samhälleliga effekter i Nord- och Sydamerika och andra delar av världen. Tidigare forskning har visat att vulkanutbrott påverkar cyklerna El Niño - Southern Oscillation men mekanismerna för den kopplingen har inte varit tydliga. En ny studie publicerad i Vetenskapliga framsteg medförfattare av University of Hawai'i at Mānoa atmosfärforskaren Christina Karamperidou föreslår en ny förklaring till hur detta svar kan ske.

Vulkaner injicerar stora mängder små partiklar, aerosoler, högt in i atmosfären. Dessa partiklar fungerar som en spegel på himlen, reflekterar solljus tillbaka till rymden och orsakar en kylning som varar mellan ett och två år - och därmed kopplar vulkanutbrott till klimatsystemet.

I en datorsimulering, forskarna testade effekterna av ett vulkanutbrott som inträffade i tropikerna men långt från ekvatorn, antingen på norra eller södra halvklotet. Det simulerade utbrottet var storleken på händelsen 1815 vid Mount Tambora, när ett vulkaniskt berg på norra kusten av ön Sumbawa, Indonesien, exploderade i det största vulkanutbrottet i registrerad historia.

Konventionella teorier har fokuserat på det lokala, ekvatoriella effekter av vulkanisk kylning. I motsats till detta, den senaste studien visade att kylning skedde mestadels i regionen utanför tropikerna. Denna avlägsna kylning leder till ett vindskifte längs ekvatorn som gynnar början av El Niño -förhållanden när utbrottet inträffar i tropikerna och norr om ekvatorn och La Niña -förhållanden när utbrottet sker söder om ekvatorn.

"Vi visade i denna studie att huruvida explosiva vulkanutbrott leder till El Niño eller La Niña villkor beror inte bara på utbrottets halvklot och tillståndet i det tropiska Stilla havet vid utbrottet, men också på de storskaliga klimatförhållandena utanför tropikerna, "sa Karamperidou, biträdande professor vid UH Mānoas School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

"Faktiskt, i en tidigare studie, vi visade att vulkanutbrott på hög latitud på norra halvklotet, till exempel på Island, kan också leda till El Niño -förhållanden i tropikerna, "sa hon." Båda dessa studier belyser den extratropiska atmosfärens roll för att påverka utvecklingen av El Niño -evenemang, och i slutändan hjälpa oss att bättre förutsäga dess beteende och dess effekter som svar på inte bara vulkanutbrott utan även andra aerosolutsläpp inom och utanför tropikerna. "

Att förstå denna process ger insikt om svaret på mänskliga utsläpp som CO ₂ och aerosoler. På det här sättet, vulkaner är naturliga experiment som kan hjälpa forskare att bättre förstå klimatförändringar som orsakas av mänskliga aktiviteter.

Studien, publicerad i Vetenskapliga framsteg , leddes av Francesco S. R. Pausata, tidigare med Bolin Center for Climate Research och nu vid University of Quebec i Montreal.