Une modélisation détaillée de l'effet des éruptions volcaniques sur l'oscillation australe El Niño (ENSO) a montré que la réponse climatique à ces événements dépend du moment de l'éruption et des conditions précédentes. La recherche, dirigé par les chercheurs de la KAUST Evgeniya Predybaylo et Georgiy Stenchikov, règle un débat de longue date sur le rôle des éruptions volcaniques dans les perturbations climatiques mondiales.

"L'ENSO est une caractéristique du climat tropical de l'océan Pacifique, avec des modèles de température, des précipitations et des vents qui oscillent entre des phases plus chaudes d'El Niño et plus froides de La Niña tous les deux à sept ans, " explique Predybaylo. " En raison de l'immensité du Pacifique tropical, l'ENSO contrôle le climat dans de nombreuses autres parties du globe et est responsable des sécheresses, inondations, ouragans, vagues de chaleur et autres phénomènes météorologiques violents. Pour évaluer ces risques, il est essentiel d'avoir des projections et des prédictions appropriées du comportement futur d'ENSO."

La modélisation climatique indique que l'ENSO est très sensible aux perturbations extérieures, comme l'augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère ou les éruptions volcaniques. Même si des éruptions volcaniques majeures, comme l'éruption du mont Pinatubo en 1991, sont connus pour avoir causé un refroidissement généralisé dû à la réflexion du rayonnement solaire, de tels effets ont été difficiles à prouver par modélisation.

"Il n'y avait auparavant aucun consensus de modélisation sur la façon dont l'océan Pacifique réagit à de telles éruptions volcaniques d'une telle ampleur climatique, avec des modèles climatiques prédisant des réponses diverses et souvent contradictoires, ", explique Sergey Osipov de l'équipe de recherche.

Parce que le climat tropical du Pacifique est lui-même très variable, la modélisation doit être effectuée avec soin pour séparer la réponse océanique induite par l'éruption des variations aléatoires. Cela nécessite un grand nombre de simulations climatiques à l'aide d'un modèle capable de simuler à la fois l'impact radiatif des éruptions volcaniques et un cycle ENSO réaliste. Pour y parvenir, l'équipe a collaboré avec Andrew Wittenberg de l'Université de Princeton, NOUS, pour exécuter le modèle climatique CM2.1 en utilisant le supercalculateur de KAUST.

"Après avoir couru plus de 6, 000 simulations climatiques couvrant près de 20, 000 années modèles et analyse des données, " dit Predybaylo, "nous avons constaté que la réponse d'ENSO aux éruptions volcaniques stratosphériques dépend fortement du moment saisonnier de l'éruption et de l'état de l'atmosphère et de l'océan dans le Pacifique à l'époque."

En particulier, la recherche a montré que même de très grandes éruptions semblent avoir peu d'effet perceptible sur l'ENSO en hiver ou au printemps, tandis que les éruptions estivales produisent presque toujours une forte réponse climatique.

"Les principes et techniques développés dans notre étude pourraient également être appliqués à divers types de données d'observation et d'études multimodèles du changement climatique futur, y compris les effets du réchauffement climatique, " dit Predybaylo.