Climate Feedback to Stratospheric Aerosol Forcing: The Key Role of the Pattern Effect
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Volcanic aerosol forcing has previously been found to cause a weak global mean temperature response, as compared with CO2 radiative forcing of equal magnitude: its efficacy is supposedly low, but for reasons that are not fully understood. To investigate this, we perform idealized, time-invariant stratospheric sulfate aerosol forcing simulations with the MPI-ESM-1.2 and compare them with 0.5 × CO2 and 2 × CO2 runs. While the early decades of the aerosol forcing simulations are characterized by strong negative feedback (i.e., low efficacy), the feedback weakens on the decadal to centennial time scale. Although this effect is qualitatively also found in CO2-warming simulations, it is more pronounced for stratospheric aerosol forcing. The strong early and weak late cooling feedbacks compensate, leading to an equilibrium efficacy of approximately 1 in all simulations. The 0.5 × CO2 cooling simulations also exhibit strong feedback changes over time, albeit less than in the idealized aerosol forcing simulations. This suggests that the underlying cause for the feedback change is not exclusively specific to aerosol forcing. One critical region for the feedback differences between simulations with negative and positive radiative forcing is the tropical Indo-Pacific warm-pool region (30°S–30°N, 50°E–160°W). In the first decades of cooling, the temperature change in this region is stronger than the global average, whereas it is stronger outside it for 2 × CO2 warming. In cooling scenarios, this leads to an enhanced activation of the warm-pool region’s strongly negative lapse-rate feedback. Significance Statement Large volcanic eruptions can enhance the scattering aerosol layer in the stratosphere, which leads to a global cooling for a few years. Surprisingly, Earth has been found to cool less from radiative flux perturbations from stratospheric aerosol forcing, in comparison with how much it warms as a result of increases in CO2 concentration. We find that specific surface temperature change patterns after volcanic eruptions cause this effect. The temperature change in the tropical Indian and western Pacific Ocean determines how much global temperature change is needed to regain radiative equilibrium. Our findings contribute to understanding the climate response to volcanic eruptions and are relevant for understanding the mechanisms of climate change due to changes in CO2 concentration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».