Vulkanske erupcije koje se javljaju u tropskim regionima (23°N/S od ekvatora) povezane su sa naglim prekidom klimatskih ciklusa globalnih razmera u Indijskom okeanu tokom poslednjih milion godina u novom istraživanju objavljenom u Geophisical Research Letters. Južna oscilacija El Ninja (ENSO) i dipol Indijskog okeana (IOD) su klimatske interakcije okeana i atmosfere za koje je utvrđeno da su poremećene skoro deceniju pre nego što su se vratile na osnovne nivoe pre erupcije, a efekat se povećava sa većim intenzitetom erupcije.
IOD se javlja zbog kontrasta istok-zapad u temperaturama površine mora, sa nižim od normalnih temperatura u istočnom Indijskom okeanu i toplijim na zapadu. Tokom pozitivne faze, ovo rezultira značajnim promenama temperature, padavina i obrazaca vetra u susednim regionima, sa poplavama koje se obično dešavaju u istočnoj Africi i sušom u istočnoj Aziji i Australiji. Ovi uslovi se menjaju tokom negativne IOD faze.
Benjamin Tiger, sa Massachusetts Institute of Technologi i Voods Hole Oceanographic Institution (VHOI) Zajednički program za okeanografiju/primenjene nauke o okeanu i inženjering, SAD, i dr Caroline Ummenhofer, takođe iz VHOI, modelirali su simulacije koristeći Zajednicu Earth Sistem Model Last Millennium Ensemble (CESM). -LME) i ulazne podatke iz nekih od najvećih istorijskih erupcija, uključujući Samalas (1258), Kuvae (1452), Tambora (1815), Huainaputina (1600) i Pinatubo (1991).
Utvrdili su da jake vulkanske erupcije u tropima izazivaju negativan IOD u godini erupcije, nakon čega sledi pozitivna faza sledeće godine i da je efekat dovoljno značajan da nadmaši opšti trend hlađenja uočen u tropima nakon erupcije. Ove pozitivne i negativne anomalije IOD traju 7-8 godina nakon erupcije, pre nego što se signal vrati u uslove pre erupcije.
Na ovaj obrazac dodatno utiče faza drugog klimatskog ciklusa koji se istovremeno javlja, Međudekadne pacifičke oscilacije (IPO), koja traje 20–30 godina i javlja se na većem području koje obuhvata obe hemisfere. Tokom pozitivnih faza tropski Tihi okean je topliji, a severni regioni hladniji, a obrnuto u negativnim fazama.
Istraživači su otkrili da je negativna faza IPO-a rezultirala jačim negativnim IOD-om i istim pozitivnim IPO/IOD-om, čineći temperaturu površine tropskog pacifičkog mora tokom IPO-a ključnim uticajem na snagu početnog odgovora na IOD.
U međuvremenu, ENSO oscilacije (gde se temperatura površine mora u Tihom okeanu menja do 3°C i dovodi do klimatskih promena) odgovaraju zagrevanju El Ninja posle velikih tropskih erupcija, posebno u borealnim zimskim mesecima (decembar–februar) prve godine nakon vulkanskog događaj, sa uslovima La Ninje koji su preovladavali nakon toga.
Ovo se može objasniti pojačanim temperaturnim gradijentom između kopna i mora Afrike i Indijskog okeana, koji utiče na zapadne pasate, kao i na region hladnije vode koja se uzdiže u istočnom Pacifiku. Tiger i dr Umenhofer su takođe otkrili da je ENSO odgovor zaostajao za pozitivnim IOD za 2 meseca. U međuvremenu, simulacije su identifikovale negativan IOD koji se podudara sa jakim uslovima La Ninje u godinama 3-5 nakon erupcije.
Drugi faktor koji utiče na temperaturu površine mora, a samim tim i na klimatske reakcije, je dubina termokline (nagli temperaturni gradijent) unutar Indijskog i Tihog okeana. Erupcije koje se javljaju u pozitivnim uslovima IPO-a imaju pliću termoklinu u regionu toplog bazena Indo-Pacifika i dublju termoklinu u zapadnom Indijskom okeanu i istočnom Pacifiku, i obrnuto pod negativnim IPO-om.
U prvom slučaju, termoklina se nalazi u plićaku u istočnom Indijskom okeanu što slabi gradijent temperature površine mora i stoga neutrališe IOD nakon erupcije. Dok, za poslednje uslove termokline, gradijent temperature površine mora je ojačan, što preduslovljava sliv Indijskog okeana za jače negativne IPO događaje nakon erupcije. Ovi uticaji su najizraženiji u prvoj godini nakon događaja i prigušuju se nakon toga.
Takođe je važno napomenuti vreme erupcije, ona koja se javlja u borealnom proleću (mart–maj) najverovatnije će uticati na odgovor IOD/ENSO iste godine, dok one koje se javljaju kasnije mogu imati odloženi ili neutralizovaniji klimatski uticaj.
Osim što utiču na klimu, aerosoli koji se oslobađaju iz vulkanskih erupcija utiču na globalno radijaciono zračenje, ravnotežu između dolaznog i odlaznog sunčevog zračenja. Ovo rezultira atmosferskim hlađenjem nakon erupcije koje može trajati mesecima ili godinama, tako da pritisak na IOD/ENSO mora biti jak da bi nadmašio uticaj sniženih temperatura.
Ovi nalazi su važni za regione sklone vulkanskim erupcijama kako bi sproveli procenu rizika i pripremili se za nastale ekstremne klimatske događaje, što potencijalno pomaže da se ublaže neki od uticaja na životnu sredinu i lokalne zajednice.
