Climate effects of volcanic activity

Jedną z przyczyn naturalnych zmian klimatu na Ziemi jest działalność wulkaniczna. W pracy skupiono się głównie na procesach zachodzących w atmosferze po erupcji eksplozywnej oraz na skutkach klimatycznych wywołanych przez największe erupcje wulkaniczne ostatnich dwustu lat. Podczas tych erupcji do atmosfery emitowane są setki ton pyłów i gazów, które odgrywają istotną rolę w kształtowaniu procesów w troposferze i stratosferze. Szczególnie ważne są związki siarki emitowane bezpośrednio do stratosfery, ponieważ zamieniają się one w ciągu kilku tygodni w aerozole siarczanowe i wywołują największe zmiany klimatyczne. Głównym efektem oddziaływania aerozoli w atmosferze są zaburzenia promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi oraz zmiany cyrkulacji powietrza. Ze względu na obecność chmur siarczanowych w stratosferze, dochodzi do odbijania promieni słonecznych z powrotem w kosmos i do pochłaniania ich przez stratosferę. Efektem tego jest ochładzanie troposfery i ocieplanie stratosfery. W wyniku tych zaburzeń dochodzi do wielkoskalowych zmian klimatycznych, takich jak ocieplanie zim i ochładzanie lat na półkuli północnej, a w ekstremalnych przypadkach nawet do zaniku lata. Ostatecznie każda zasobna w związki siarki wielka erupcja wulkaniczna prowadzi do kilkuletniego obniżenia globalnych temperatur przy powierzchni Ziemi. Z przeglądu literatury, wynika jednak, że nie jest możliwe aby wielkie erupcje wulkaniczne przyczyniły się do zmniejszenia globalnego ocieplenia.

Volcanic activity is one of the natural cause of climate change. The main aims of the work are: 1) to describe the processes occurring in the atmosphere after explosive eruptions and 2) to describe the influence of the volcanic emmisions on climate in the last 200 years. Explosive eruption can inject hundreds of tons of dust and gases to the atmosphere which plays an important role in modelling processes in troposphere and stratosphere. Particularly significant are compounds of sulfur which turn into to sulfate aerosols in several weeks and contribute to climate change. The resulting cloud of sulfate aerosols particles has very important impact on shortwave and longwave radiation and also on the atmospheric circulation. The radiative effects of this aerosol cloud produce responses in the climate system. By scattering some solar radiation back to space, the aerosols cool the surface, but by absorbing both solar and terrestrial radiation, the aerosol layer heats the stratosphere. The result of that is tropospheric cooling and stratospheric warming which further leads to large-scale climate change, such as winter warming and summer cooling over northern hemisphere and in extreme cases to complete disappearance of the summer. Eventually, each sulfur-rich volcanic eruption leads to the global reduction of Earth’s surface temperatures. Even though major volcanic eruption has a cooling effect, it does not contribute to the reduction of global warming.