火山爆發抑制印度洋厄爾尼諾事件長達8年 _火山

基于火山作用力(a)和所有來自火山、太陽能、土地利用、溫室氣體和地球軌道波動的作用力(b)模擬的噴發后平均海面溫度變化。鳴謝:老虎和烏門霍弗2023 。
據美國物理學家組織網（漢娜·伯德）：發表在《地球物理研究快報》上的新研究表明，熱帶地區(赤道南緯23度)的火山爆發與過去100萬年印度洋全球氣候周期的突然中斷有關。厄爾尼諾南方濤動(ENSO)和印度洋偶極子(IOD)是海洋-大氣氣候相互作用，在恢復到爆發前的基線水平之前被發現中斷了近十年，并且這種影響隨著爆發強度的增加而增加。
IOD的發生是由于海洋表面溫度的東西對比，東印度洋的溫度比正常溫度低，而西印度洋的溫度比正常溫度高。在積極階段，這導致鄰近地區的溫度、降水和風力模式發生相當大的變化，洪水通常發生在東非，干旱發生在東亞和澳大利亞。在負IOD階段，這些條件發生逆轉。
來自美國麻省理工學院和伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)海洋學/應用海洋科學與工程聯合項目的Benjamin Tiger和同樣來自WHOI的Caroline Ummenhofer博士使用社區地球系統模型“上一個千年系綜”( CESM-LME)和一些最大的歷史火山爆發的輸入數據進行模擬，包括Samalas (1258年)、Kuwae (1452年)、Tambora (1815年)、Huaynaputina (1600年)和Pinatubo (1991年) 。
他們確定，熱帶地區的強烈火山爆發會在爆發年內引發負IOD，隨后在第二年引發正IOD ，這種影響足以抵消火山爆發后在熱帶地區觀察到的總體降溫趨勢。這些正的和負的IOD異常在火山爆發后持續7-8年，直到信號恢復到爆發前的狀態。
這種模式進一步受到另一個同時發生的氣候周期階段的影響，即十年間太平洋濤動(IPO ),它持續20-30年，發生在橫跨兩個半球的更大區域。在正位相期間，熱帶太平洋較暖，北部地區較冷，在負位相期間則相反。
研究人員發現，負IPO階段導致更強的負IOD，正IPO/IOD也是如此，這使得IPO期間熱帶太平洋海面溫度對初始IOD響應的強度產生了關鍵影響。

20°C等溫線在正(a)和負(b) IPO條件模型中存在的深度，其中正深度值表示等溫線加深，負a表示變淺。鳴謝:老虎和烏門霍弗2023 。
與此同時，ENSO振蕩(太平洋海面溫度變化高達3°C并導致氣候變化)對應于大型熱帶火山爆發后的厄爾尼諾變暖，特別是在火山爆發后第一年的北半球冬季月份(12月至2月),此后主要是拉尼娜現象。
這可能是因為非洲和印度洋的陸地和海洋之間的溫度梯度增強，影響了西風貿易風，以及東太平洋上涌的冷水區域。Tiger和Ummenhofer博士還發現，ENSO反應比陽性IOD反應滯后2個月。與此同時，模擬確定了爆發后3-5年內與強拉尼娜條件相一致的負IOD 。
另一個影響海面溫度以及氣候反應的因素是印度洋和太平洋中的溫躍層深度(一個突變的溫度梯度) 。在正IPO條件下發生的噴發在印度-太平洋暖池區具有較淺的溫躍層，在西印度洋和東太平洋具有較深的溫躍層，反之亦然。
在前一種情況下，東印度洋的溫躍層變淺，削弱了海面溫度梯度，因此中和了爆發后的IOD 。然而，對于后一種溫躍層條件，海面溫度梯度加強，這為印度洋海盆爆發后更強的負IPO事件提供了先決條件。這些影響在事件發生后的第一年最為顯著，之后逐漸減弱。
同樣重要的是要注意火山爆發的時間，發生在北方春季(3月至5月)的火山爆發最有可能影響同年IOD/ENSO的反應，而晚些時候發生的火山爆發可能會產生延遲或更中和的氣候影響。
除了影響氣候之外，火山爆發釋放的氣溶膠還會影響全球輻射力，即太陽輻射的平衡。這導致了持續數月或數年的噴發后大氣冷卻，因此為了抵消溫度降低的影響，IOD/ENSO上的作用力必須很強。
這些發現對于火山爆發易發地區進行風險評估和為由此產生的極端氣候事件做準備非常重要，有可能幫助減輕對環境和當地社區的一些影響。