Zima wulkaniczna

Zima wulkaniczna – hipotetyczne globalne obniżenie temperatury na skutek przysłonięcia Słońca przez produkty wielkiej erupcji wulkanicznej. Popiół wulkaniczny i kropelki kwasu siarkowego to cząsteczki aerozolu atmosferycznego, które w troposferze mogą stanowić jądra kondensacji kropelek chmurowych (zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia chmur lub zwiększając ich albedo, co nazywamy pośrednim efektem aerozolowym) i a wprowadzone do stratosfery pozostają w niej przez dłuższy czas (do kilku lat) i bezpośrednio rozpraszają promieniowanie słoneczne (bezpośredni efekt aerozolowy)^[1][2].

W roku 1982 P.J. Crutzen i J.W. Birks opublikowali teorię zimy nuklearnej na całej kuli ziemskiej jako następstwa wojny jądrowej^[3], po której pojawiła się seria publikacji na ten temat^{[4][5][6][7][8][9]}. Wkrótce wprowadzono analogiczne pojęcie globalnej „zimy wulkanicznej” jako skutku katastrofalnych erupcji wulkanicznych^[10][11][12] i związanymi z nią „wielkimi wymieraniami”^[12].

W roku 2013 w osadach jeziora Niasa (Malawi) odkryto pozostałości po gigantycznej erupcji superwulkanu Toba (obecnie jezioro Toba) ok. 75 tys. lat temu, położonego w odległości ok. 7 tys. km^[13]. Był to najsilniejszy wybuch wulkanu w czwartorzędzie^[13] i wiązano go z koncepcją zimy wulkanicznej i wielkim zmniejszeniem się populacji ludzkiej^[14]. Precyzyjne dane stratygraficzne osadów pozwoliły jednak na ustalenie, że w okresie erupcji nie doszło do żadnych znaczących zmian klimatycznych^[13], co jest silnym dowodem przeciw koncepcji zimy wulkanicznej^[15].

Zjawiska pogodowe wywołane erupcją wulkaniczną na mniejszą skalę mogą mieć złożony przebieg. Aerozole atmosferyczne odbijając promieniowanie słoneczne powodują ochłodzenie troposfery i jednoczesne ogrzanie stratosfery. To z kolei może wpłynąć na cyrkulację atmosferyczną i wywołać odmienne skutki w różnych regionach. Z tego powodu wybuch wulkanu Pinatubo w roku 1991 nie wywołał katastrofalnego globalnego ochłodzenia, ale spowodował kilkustopniowe odchylenia od kilkuletniej normy na przełomie lat 1991/1992. Sięgnęły one 2-3 stopni ocieplenia w centralnej Ameryce Płn. i w Europie Północno-Zachodniej i 2 stopni ochłodzenia na Bliskim Wschodzie i w kanadyjskiej Arktyce^[16]. Zwiększenie ilości aerozoli powoduje wzrost zachmurzenia, przykładowo, po wybuchu indonezyjskiego wulkanu Tambora w roku 1815, nietypowa ilość opadów odbiła się na plonach na Półwyspie Iberyjskim^[17].