Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (förkortat Hunga Tonga) bröt ut den 15 januari 2022 i Stillahavsriket Tonga. Det skapade en tsunami som utlöste varningar över hela Stillahavsområdet och skickade ljudvågor runt jorden flera gånger.
En ny studie publicerad i Journal of Climate utforskar klimatpåverkan av detta utbrott.
Våra fynd visar att vulkanen kan förklara förra årets utomordentligt stora ozonhål, såväl som den mycket blötare än förväntade sommaren 2024.
Utbrottet kan ha kvardröjande effekter på vårt vinterväder i många år framöver.
Vanligtvis leder röken från en vulkan – och i synnerhet svaveldioxiden som finns inuti rökmolnet – i slutändan till en avkylning av jordens yta under en kort period.
Detta beror på att svaveldioxiden omvandlas till sulfataerosoler, som skickar solljus tillbaka ut i rymden innan det når ytan. Denna skuggningseffekt innebär att ytan svalnar ett tag, tills sulfatet faller tillbaka till ytan eller regnar ut.
Detta är inte vad som hände för Hunga Tonga.
Eftersom det var en undervattensvulkan producerade Hunga Tonga lite rök, men mycket vattenånga:100–150 miljoner ton, eller motsvarande 60 000 olympiska simbassänger. Den enorma värmen från utbrottet förvandlade enorma mängder havsvatten till ånga, som sedan sköt högt upp i atmosfären med kraften från utbrottet.
Allt det vattnet hamnade i stratosfären:ett lager av atmosfären mellan cirka 15 och 40 kilometer över ytan, som varken producerar moln eller regn eftersom det är för torrt.
Vattenånga i stratosfären har två huvudsakliga effekter. En, det hjälper till i de kemiska reaktionerna som förstör ozonskiktet, och för det andra, det är en mycket potent växthusgas.
Det finns inget prejudikat i våra observationer av vulkanutbrott för att veta vad allt detta vatten skulle göra med vårt klimat, och hur länge. Detta beror på att det enda sättet att mäta vattenånga i hela stratosfären är via satelliter. Dessa har bara existerat sedan 1979, och det har inte varit ett utbrott liknande Hunga Tonga på den tiden.
Experter inom stratosfärvetenskap runt om i världen började undersöka satellitobservationer från utbrottets första dag. Vissa studier fokuserade på de mer traditionella effekterna av vulkanutbrott, såsom mängden sulfataerosoler och deras utveckling efter utbrottet, några koncentrerade sig på de möjliga effekterna av vattenångan, och några inkluderade båda.
Men ingen visste riktigt hur vattenångan i stratosfären skulle bete sig. Hur länge kommer det att finnas kvar i stratosfären? Vart ska det ta vägen? Och, viktigast av allt, vad betyder detta för klimatet medan vattenångan fortfarande finns där?
Det var precis de frågorna vi gav oss iväg för att svara på.
Vi ville ta reda på framtiden, och det är tyvärr omöjligt att mäta. Det är därför vi vände oss till klimatmodeller, som är speciellt framtagna för att se in i framtiden.
Vi gjorde två simuleringar med samma klimatmodell. I den ena antog vi att ingen vulkan hade utbrott, medan vi i den andra manuellt lade till de 60 000 olympiska simbassängerna vattenånga till stratosfären. Sedan jämförde vi de två simuleringarna, med vetskapen om att eventuella skillnader måste bero på den tillsatta vattenångan.
Vad fick vi reda på?
Det stora ozonhålet från augusti till december 2023 berodde åtminstone delvis på Hunga Tonga. Våra simuleringar förutspådde ozonhålet nästan två år i förväg.
Noterbart är att detta var det enda året vi kunde förvänta oss någon påverkan av vulkanutbrottet på ozonhålet. Då hade vattenångan precis tillräckligt med tid för att nå den polära stratosfären över Antarktis, och under några senare år kommer det inte att finnas tillräckligt med vattenånga kvar för att förstora ozonhålet.
Eftersom ozonhålet varade fram till slutet av december följde med det en positiv fas av det sydliga ringformade läget under sommaren 2024. För Australien innebar detta en högre chans för en blöt sommar, vilket var precis motsatt vad de flesta förväntade sig med den deklarerade El Barn. Återigen förutspådde vår modell detta två år framåt.
När det gäller globala medeltemperaturer, som är ett mått på hur mycket klimatförändringar vi upplever, är effekten av Hunga Tonga mycket liten, bara cirka 0,015 grader Celsius. (Detta bekräftades oberoende av en annan studie.) Det betyder att de otroligt höga temperaturer vi har uppmätt i ungefär ett år nu inte kan tillskrivas Hunga Tonga-utbrottet.
Men det finns några överraskande, bestående effekter i vissa regioner på planeten.
För norra halvan av Australien förutspår vår modell kallare och blötare vintrar än vanligt fram till cirka 2029. För Nordamerika förutsäger den varmare än vanliga vintrar, medan den för Skandinavien återigen förutsäger kallare än vanliga vintrar.
Vulkanen verkar förändra hur vissa vågor färdas genom atmosfären. Och atmosfäriska vågor är ansvariga för toppar och dalar, som direkt påverkar vårt väder.
Det är här viktigt att förtydliga att detta bara är en studie och ett särskilt sätt att undersöka vilken påverkan Hunga Tonga-utbrottet kan ha på vårt väder och klimat. Som alla andra klimatmodeller är vår inte perfekt.
Vi inkluderade inte heller några andra effekter, som El Niño–La Niña-cykeln. Men vi hoppas att vår studie kommer att väcka vetenskapligt intresse för att försöka förstå vad en så stor mängd vattenånga i stratosfären kan betyda för vårt klimat.
Om det är för att bekräfta eller motsäga våra resultat, det återstår att se – vi välkomnar båda resultaten.
Mer information: Martin Jucker et al, Långsiktiga klimatpåverkan av stora stratosfäriska vattenångastörningar, Journal of Climate (2024). DOI:10.1175/JCLI-D-23-0437.1
Journalinformation: Journal of Climate
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
