Forskare har visat att klimatförändringar som orsakas av människor kommer att få viktiga konsekvenser för hur vulkaniska gaser interagerar med atmosfären.

Forskarna, från University of Cambridge och UK Met Office, säger att utbrott i stor skala kommer att få större effekter när klimatet fortsätter att värma. Dock, de kylande effekterna av små och medelstora utbrott kan krympa med så mycket som 75%. Eftersom dessa mindre utbrott är mycket vanligare, ytterligare forskning behövs för att avgöra om nettoeffekten kommer att bli ytterligare uppvärmning eller kylning.

Var och när en vulkan bryter ut är inget vi kan kontrollera, men när atmosfären värms på grund av klimatförändringar, asken och gasen från stora, men sällan, vulkanutbrott kommer att stiga allt högre. Klimatförändringar kommer också att påskynda transporten av vulkaniskt material - i form av små, glänsande droppar som kallas vulkaniska sulfat -aerosoler - från tropikerna till högre breddgrader.

För stora utbrott, den kombinerade effekten av dessa fenomen kommer att få diset som skapas av vulkaniska aerosoler att blockera mer solljus från att nå jordens yta, slutligen förstärka den tillfälliga kylningen orsakad av vulkanutbrott. Resultaten rapporteras i journalen Naturkommunikation .

När Mount Pinatubo i Filippinerna utbröt 1991, effekterna kändes över hela världen. Plummen från utbrottet - den näst största av 20 ^th århundradet - nådde mer än 30 kilometer in i himlen, bildar ett lager av globalt dis. År 1992, detta dis orsakade globala temperaturer att sjunka med så mycket som 0,5 grader Celsius. I jämförelse, mänsklig verksamhet har värmt den globala temperaturen med över 1 grad Celsius sedan 1850. Men effekten av vulkaniska aerosoler kvarstår bara i ett eller två år, medan antropogena växthusgaser kommer att påverka klimatet i århundraden.

"Utöver de data vi har från senaste utbrott som Pinatubo, vi kan också se den kylande effekten av vulkaner som går två tusen år tillbaka från informationen i trädringar, "säger doktor Thomas Aubry från Cambridge Department of Geography, tidningens första författare. "Dock, vi ville titta på frågan från motsatt vinkel:hur kan ett uppvärmande klimat påverka kylningen från vulkanutbrott? "

Vulkaniska plymer stiger som luftballonger:de fortsätter att stiga till en höjd där de är naturligt flytande. Cambridge -studien tittade på hur högt i atmosfären dessa plymer kan stiga och transporteras globalt under olika uppvärmningsscenarier.

Forskarna använde globala klimatmodeller i kombination med vulkaniska plommodeller för att simulera hur aerosoler som släpps ut från vulkanutbrott kan påverkas av klimatförändringar.

De fann att för stora utbrott som Mount Pinatubo, som vanligtvis förekommer en eller två gånger per sekel, klimatförändringar kommer att få plommon att stiga högre och aerosolerna sprids snabbare över världen, vilket resulterar i en kylningseffekt som förstärks med 15%. Förändringar i havstemperaturerna förväntas ytterligare förstärka kylningen, och smältningen av isark beräknas också öka vulkanutbrottens frekvens och storlek på platser som Island.

Dock, för medelstora utbrott som Nabro-utbrottet 2011 i Eritrea, som vanligtvis sker på årsbasis, effekten kommer att minska med cirka 75% under ett avancerat uppvärmningsscenario. Detta beror på att tropopausens höjd - gränsen mellan troposfären och stratosfären ovanför - förutses öka, vilket gör det svårare för vulkaniska plymer att nå stratosfären. Aerosoler från vulkaniska plumes begränsade till troposfären tvättas ut med nederbörd på några veckor, vilket gör deras klimatpåverkan relativt liten och mycket mer lokaliserad.

"Klimatförändringar är inte något som kommer - det är redan här, vilket tydligt framgår av veckans IPCC -rapport, "säger medförfattaren Dr Anja Schmidt, även från Institutionen för geografi. "Effekterna av klimatförändringar och några av de återkopplingsöglor som det kan orsaka blir allt mer uppenbara nu. Men klimatsystemet är komplext:att få grepp om alla dessa återkopplingsöglor är avgörande för att förstå vår planet och göra korrekta klimatprognoser."

"De nya återkopplingsslingorna mellan klimat och vulkanutbrott som vi lyfter fram i detta arbete är för närvarande inte redovisade av IPCC, "sa Aubry." Det kan kasta nytt ljus över utvecklingen av framtida vulkaniska influenser på klimatet. Även om vulkaner har ett begränsat inflytande på klimatet jämfört med mänskliga växthusgasutsläpp, de är en viktig del av systemet. "

"På grund av tätare och intensivare skogsbränder, liksom andra extrema händelser, sammansättningen av den övre atmosfären förändras framför våra ögon, och så är vår förståelse av konsekvenserna av dessa förändringar, "sa Schmidt, som också är ansluten till Yusuf Hamied Department of Chemistry. "När vi fortsätter att släppa ut växthusgaser, hur vulkaniska utsläpp interagerar med atmosfären kommer att fortsätta att förändras och det är viktigt att kvantifiera dessa interaktioner för att till fullo förstå klimatvariationen. "

Författarna hoppas kunna samla fler vulkanologer och klimatforskare för att inte bara förstå mekaniken bakom vulkanisk uppstigning och aerosol livscykel, men också hur förändringar i utbrottets frekvens och storlek, drivs av deglaciation och extrem nederbörd, kommer att forma de framtida klimateffekterna av vulkanutbrott.