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Résumé :
L'éruption volcanique massive du Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HT-HH) du 15 janvier 2022 a libéré une quantité sans précédent de matière volcanique dans la stratosphère, provoquant d'importantes perturbations de sa chimie et de sa dynamique. Pour comprendre ces effets, nous utilisons un modèle numérique complet qui simule l’évolution de la composition et de la circulation atmosphériques. Nos simulations de modèles sont initialisées avec des conditions réalistes avant l'éruption et s'étendent sur plusieurs mois après, ce qui nous permet d'étudier les impacts à court et moyen terme de l'éruption.
Les principales conclusions de notre étude comprennent :
1. Formation rapide d'une couche d'aérosol stratosphérique : L’éruption HT-HH a injecté une grande masse de dioxyde de soufre (SO2) dans la stratosphère, qui s’est rapidement transformée en aérosols sulfatés. Ces aérosols formaient une couche dense à des altitudes comprises entre 15 et 30 kilomètres, dispersant et absorbant efficacement le rayonnement solaire. En conséquence, la stratosphère a connu un refroidissement important sous les tropiques, avec des baisses de température pouvant atteindre plusieurs degrés Celsius dans les semaines qui ont suivi l’éruption.
2. Changements dans la composition atmosphérique : En plus des aérosols de dioxyde de soufre et de sulfate, l'éruption a également libéré divers autres gaz volcaniques et particules de cendres dans la stratosphère. Ces substances ont modifié les concentrations de gaz traces tels que l'ozone (O3), la vapeur d'eau (H2O) et le dioxyde d'azote (NO2). Les changements accrus de charge et de composition des aérosols ont des implications sur le forçage radiatif et la chimie de l’ozone dans la stratosphère.
3. Impacts sur la dynamique stratosphérique : L'effet combiné du réchauffement des aérosols et du forçage radiatif du nuage volcanique a perturbé la circulation stratosphérique. Ces perturbations se sont manifestées par des modifications de la configuration des vents, des gradients de température et de l'activité des vagues. En particulier, la perturbation des ondes à l’échelle planétaire a entraîné des modifications dans le transport des constituants atmosphériques, influençant potentiellement leur répartition et leur durée de vie.
4. Transport et dispersion des aérosols volcaniques : Nos simulations de modèles suivent le transport et la dispersion des aérosols volcaniques au fil du temps. Les aérosols se sont propagés par zones autour du globe en quelques semaines, formant une couche presque uniforme sous les tropiques. Cependant, la répartition spatiale des aérosols varie aux latitudes plus élevées en raison des interactions avec les modèles de circulation atmosphérique. L’évolution simulée des aérosols s’aligne bien avec les observations satellitaires et les mesures des instruments au sol.
Dans l'ensemble, notre étude fournit une analyse détaillée des effets de l'éruption volcanique HT-HH de 2022 sur la chimie et la dynamique stratosphérique, contribuant ainsi à faire progresser notre compréhension des impacts volcaniques sur l'atmosphère terrestre. Les résultats contribuent à la capacité de la communauté scientifique à prédire et à atténuer les conséquences potentielles des futures éruptions volcaniques.
