HIGHCLIMvolc - Langtímaáhrif eldgosa á hærri og lægri breiddargráðum á loftslag

""

HIGHCLIMvolc - Langtímaáhrif eldgosa á hærri og lægri breiddargráðum á loftslag

Eldgos sem spúa miklu magni af brennisteinssamböndum út í andrúmsloftið hrinda af stað ferlum innan loftslagskerfisins, þ.e. andrúmsloft, haf og hafís, sem getur haft áhrif á veðurfar og loftslag til skemmri (árstíðabundins til árlegs) og lengri (áratuga til aldalangs) tíma. Það er vegna þess að brennisteinssamböndin í gosmökkinum geta borist yfir afar stór svæði þegar í heiðhvolfið er komið og þannig valdið truflun í orkubúskap jarðar m.a. vegna þeirra breytinga sem verða í ágeislun sólar.

Víxlverkun innan loftslagskerfisins ræður úrslitum um styrk og lengd þeirrar loftslagssvörunnar sem á sér stað í kjölfar stórra, brennisteinsríkra eldgosa. Enn er ekki að fullu vitað hvernig hinir mismunandi þættir loftslagskerfisins hafa áhrif á hvorn annan eftir slíka atburði.

Vitað er að stór sprengigos við miðbaug valda m.a. aukningu í hafísþekju Norðurskauts, ásamt því að valda vetrarhlýnun í mið- og norður Evrópu, á fyrstu 5 árum eftir gos. Gos á hærri, norðlægari (NH), breiddargráðum virðast valda andstæðum áhrifum sbr. vgos við miðbaug en þar sem áhugi vísindasamfélagsins á loftslagssvörun eldgosa hefur frekar beinst að eldgosum við miðbaug er enn margt á huldu varðandi þau svæðisbundnu sem og hnattrænu loftslagsáhrif NH gos geta valdið.

Þessi vinna mun brúa það þekkingarbil með því að keyra tilraunir í loftslagslíkönum þar sem tekið verður tillit til þess loftslags sem er í dag. Greint verður á milli loftslagsáhrifa af völdum NH gosa sem vara mis-lengi og miðbaugsgosa með því að keyra sérþróaðar tilraunir sem prófa næmni loftslags í líkani sem samanstendur af andrúmslofti, hafi, hafís og land-yfirborði (Community Earth System Model, CESM1.2.2) til að sannprófa tilgátu okkar. Niðurstöður úr líkaninu verða bornar kerfisbundið saman við raunveruleg loftslagsgögn og athuganir. Sérstök áhersla verður lögð á íslensk eldgos til þess að auka þekkingu og aðlögunarhæfni okkar að breyttu veðurfari í kjölfar eldgosa því margar eldstöðvar eru eða verða virkar á komandi árum og áratugum .

 

Verkefnið er styrkt af RANNÍS og Fulbright og er samstarfsverkefni milli Raunvísindastofnunnar Háskólans  og Kaliforníuháskóla, Irvine (Department of Earth System Science, ESS). Flestar tilraunirnar verða gerðar við ESS en einnig verður notast við ofurtölvu (High Computing Performance) upplýsingatæknisviðs Háskóla Íslands, Elju, við hluta af tilraununum sem lúta að andrúmsloftshluta CESM.

Verkefnisstjóri

Mynd af Hera Guðlaugsdóttir Hera Guðlaugsdóttir
  • Nýdoktor
 hera [hjá] hi.is loftslagsbreytingar;;áhrif loftslagsbreytinga;;fornloftslag;;dýnamísk líkanagerð;;loftslagslíkan;;loftslagsáhrif eldgosa https://iris.rais.is/is/persons/eff0bb9a-0255-411c-99e4-c07bc1888beb Jarðvísindastofnun

Helstu markmið verkefnisins eru eftirfarandi:

  1. Að tölusetja loftslagsbreytingar af völdum eldgosa á hærri norðlægari breiddargráðum á mismunandi tímaskölum og bera saman við þær loftslagsbreytingar sem eiga sér stað af völdum eldgosa við miðbaug.
  2. Að skilgreina og skilja hugsanlegar svæðisbundnar og/eða hnattrænar loftslagsbreytingar sem eldgos í mismunandi eldfjallakerfum hér á Íslandi geta valdið með sérstaka áherslu á Norður Atlantshafssvæðið.
  3. Að greina og tölusetja þröskulda og vendipunkta innan þess kvika og aflræna kerfis sem loftslagskerfið er, sem leiðir til loftslags- og veðurfrávika í kjölfar atburða eins og eldgosa.

Með ofangreinda þætti í huga munu rannsakendur greina á milli loftslagsáhrifa af völdum NH gosa og miðbaugs gosa með því að keyra mismunandi tilraunir í samþættu loftslagslíkani sem felur í sér andrúmsloft, haf, hafís og land-yfirborð. Andrúmsloftshlutinn (WACCM4) felur í sér heiðhvolf í góðri upplausn en það er mikilvægt til að líkja eftir fjarhrifum innan andrúmsloftsins á sannfærandi hátt ásamt þeim viðbrögðum sem eiga sér stað þegar breyting á sér stað í orkubúskap jarðar.

Mörg íslensk eldgosakerfi sem hafa ollið nokkrum af stærstu eldgosum síðasta árþúsundið, t.d. Öræfajökull, Bárðabunga og Hekla, eru tilbúin undir gos. Í nokkrum þessara eldgosakerfa geta átt sér stað sprungugos sem leysa úr læðingi mikið magn af brennisteini og geta varið í marga mánuði (t.d. Holuhraun 2014, Laki 1783) og jafnvel ár (t.d. Eldgjá ~936-940).

Aukinn skilningur okkar á því hvernig loftslagskerfið bregst við þeim mismunandi gosum sem yfirvofandi eru á næstu árum/áratugum mun styrkja getu okkar til að spá fyrir um mögulegar breytingar í svæðisbundnu veðurfari í kjölfar slíkra atburða til muna. Þau svæðisbundnu áhrif sem yrðu af völdum NH gosa gætu hrint af stað ferlum sem yrðu greinanleg á hnattrænum skala. Slíkur skilningur mun enn fremur gagnast okkur til þess að skilja betur breytingar í næmni loftslagskerfisins í kjölfar loftslagsbreytinga af manna völdum sem kristallast í breytingum í veðurfari, sérstaklega á norðurslóðum.

  • Prófessor Guðrún Magnúsdóttir (Kaliforníuháskóli, Irvine (ESS))
  • Dr. Davide Zanchettin (Ca‘foscari háskólinn í Feneyjum)
  • Dr. Jesper Sjolte (Háskólinn í Lundi)
  • Dr. Árný Erla Sveinbjörnsdóttir (Háskóli Íslands)

Hér verða yfirfarnir útreikningar úr CESM/WACCM4 gerðir aðgengilegir. Fyrir frekari upplýsingar skal senda póst á netfangið hera@hi.is.