Radiative forcing by volcanic eruptions since 1990, calculated with a chemistry-climate model and a new emission inventory based on vertically resolved satellite measurements
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. This paper presents model simulations of stratospheric aerosols with a focus on explosive volcanic eruptions. Using various (occulation and limb based) satellite instruments, with vertical profiles of sulfur dioxide (SO2) from the MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding) instrument and vertical profiles of aerosol extinction from GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars), OSIRIS (Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System), and SAGE II (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment), we characterised the influence of volcanic aerosols for the period between 1990 and 2019. We established a volcanic sulfur emission inventory that includes more than 500 eruptions. The identified SO2 perturbations were incorporated as three-dimensional pollution plumes into a chemistry-climate model, which converts the gases into aerosol particles and computes their optical properties. The Aerosol Optical Depth (AOD) and the climate radiative forcing are calculated online. Combined with model improvements, the simulations reproduce the observations of the various satellites. Slight deviations between the observations and model simulations were found only for the large volcanic eruption of Pinatubo in 1991. This is likely due to either an overestimation of the removal of aerosol particles in the model, or limitations of the satellite measurements, which are related to saturation effects associated with anomalously high aerosol concentrations. Since Pinatubo, only smaller-sized volcanic eruptions have taken place. Weak- and medium-strength volcanic eruptions captured in satellite data and the Smithsonian database typically inject about 10 kt to 50 kt SO2 directly into the upper troposphere/lower stratosphere (UTLS) region or transport it indirectly via convection and advection. Our results show that these relatively smaller eruptions, which occur quite frequently, can nevertheless contribute significantly to the stratospheric aerosol layer and are relevant for the Earth's radiation budget. These eruptions are found to cause a global radiative forcing in the order of −0.1 Wm−2 at the tropopause.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».