Les éruptions volcaniques sont parmi les causes naturelles les plus importantes du changement climatique, jouer un rôle de premier plan au cours du dernier millénaire. Les injections d'aérosols sulfatés dans la basse stratosphère réduisent le rayonnement solaire entrant, refroidissant à son tour la surface. En tant que forçage externe naturel au système climatique de la Terre, l'impact des aérosols volcaniques sur le climat a été une grande préoccupation pour la société scientifique et le public.

Dans les années récentes, les scientifiques ont découvert qu'il existe une relation entre les éruptions volcaniques et l'oscillation australe El Niño (ENSO) sur la base de reconstructions et de simulations de modèles, qui se manifeste par une augmentation/diminution du gradient de température de surface de la mer (SST) sur le Pacifique équatorial. Étant donné qu'ENSO influence le climat mondial par le biais des téléconnexions atmosphériques, il est très important de comprendre l'influence des éruptions volcaniques sur les changements de phase d'ENSO. De nombreuses études ont montré le phénomène, mais les raisons restent ambiguës.

Récemment, Zuo Meng, un doctorant de l'Institut de Physique Atmosphérique, Académie chinoise des sciences, avec ses mentors, le professeur Zhou Tianjun et le professeur associé Man Wenmin, utilisé les simulations du CESM Last Millennium Ensemble (LME), qui possède le plus grand ensemble de simulations LM, pour étudier les impacts du nord, éruptions volcaniques tropicales et méridionales sur la SST du Pacifique tropical. L'analyse des simulations indique que le Pacifique présente une anomalie SST chaude de type El Niño cinq à dix mois après les éruptions nordiques et tropicales, l'indice Niño3 culmine à l'hiver de l'année prochaine. Par rapport aux éruptions du nord, l'anomalie chaude de SST est principalement confinée au Pacifique oriental avec une intensité plus forte suite aux éruptions tropicales.

Suite aux éruptions du sud, le Pacifique montre une anomalie de réchauffement plus faible sur le Pacifique oriental, et le moment auquel l'indice Niño3 atteint son pic est environ quatre mois plus tôt qu'après les éruptions nordiques et tropicales. Ils font avancer le mécanisme sous-jacent :le déplacement de la zone de convergence intertropicale (ITCZ) peut expliquer la réponse de type El Niño aux éruptions du nord, ce qui n'est pas applicable pour les éruptions tropicales ou australes. Au lieu, l'anomalie d'ouest dans le Pacifique occidental déclenchée par le mécanisme du thermostat dynamique océanique peut expliquer les réponses divergentes de la SST à la suite de trois types d'éruptions.

"Contrairement aux travaux antérieurs sur les impacts des éruptions volcaniques sur la SST, nos résultats sont basés sur la simulation CESM-LME. Du point de vue de la modélisation, les simulations d'ensemble sont la méthode la plus utile pour étudier les réponses volcaniques forcées. Plus important encore, les différents mécanismes de réponse de la SST à trois types d'éruptions peuvent nous aider à mieux comprendre les processus divergents de formation des anomalies de la SST, " a déclaré la première auteure Mme Zuo Meng. " Nous espérons que les résultats seront utiles pour l'atténuation et l'adaptation du changement climatique après les éruptions volcaniques et les impacts socio-économiques associés, et peut également fournir des informations pour comprendre les futurs changements de SST induits par de grandes éruptions volcaniques. »

L'auteur correspondant, le professeur Man Wenmi, a déclaré :"Des différences sont également observées entre les différents modèles. La différence peut résulter des incertitudes dans la reconstruction des données d'aérosols volcaniques de forçage externe, biais de modèle, et aussi l'état initial des éruptions volcaniques. Nous espérons approfondir notre compréhension des réponses du Pacifique tropical aux différents forçages volcaniques et aux processus physiques en utilisant les expériences VolMIP qui ont défini un ensemble coordonné d'expériences de perturbation volcanique idéalisées à réaliser en alignement avec le protocole CMIP6 dans un proche avenir. "