Content and variability of stratospheric aerosols : impact of 2013-2019 volcanic eruptions

Contenu et variabilité des aérosols de la stratosphère : impact des éruptions volcaniques sur la période 2013-2019

Mariam Tidiga (1)

1 LPC2E - Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace

Large volcanic eruptions affect the climate by injecting sulphur dioxide gas into the stratosphere which is converted to sulphate aerosols. These aerosols have the power to warm the stratosphere, cooling the troposphere by reflecting solar radiation. Since the Pinatubo eruption in 1991, which resulted in a global cooling of 0.4◦C, observations have shown that the stratosphere has been regularly impacted by volcanic eruptions of moderate magnitude on a hemispheric scale, but that these events have been less well documented in the tropics. During our research, we carried out simulations by the global model WACCM-CARMA, including chemical and microphysical cycles of Sulphur to study the variability of stratospheric aerosol content in the tropics over the period 2013-2019. The simulations show that the volcanic events of the period (Kelud, Calbuco, Ambae, Raikoke and Ulawun) have significantly influenced the aerosol layer in the tropics, either by direct injection or by transport from distant latitudes.

Les grandes éruptions volcaniques affectent le climat en injectant du dioxyde de soufre gazeux dans la stratosphère qui se transforme en aérosols sulfatés. Ces aérosols ont le pouvoir de réchauffer la stratosphère entraînant un refroidissement de la troposphère en réfléchissant le rayonnement solaire. Depuis l’éruption du Pinatubo en 1991, qui a entraîné un refroidissement global de 0,4◦C, les observations ont montré que la stratosphère a été régulièrement impactée par des éruptions volcaniques de magnitude modérée à l’échelle de l’hémisphère, mais que ces événements ont été moins bien documentés dans les tropiques. Des simulations par le modèle global WACCM-CARMA incluant les cycles chimiques et microphysiques du soufre, ont été effectuées durant nos travaux de thèse pour étudier la variabilité de la teneur en aérosols stratosphériques dans les tropiques sur la période 2013-2019. Il ressort des simulations que les événements volcaniques de la période (Kelud, Calbuco, Ambae, Raikoke et Ulawun) ont influencé de manière significative la couche d’aérosols dans les tropiques, soit par injection directe, soit par transport depuis des latitudes éloignées.

Mots clés: Lower Stratosphere; Upper Troposphere; Ozone chemistry

Mots clés: Basse stratosphère; Haute troposphère; Chimie de l'ozone

Domaines: Volcanologie; Physique Atmosphérique et Océanique [physics.ao-ph]; Modélisation et simulation; Météorologie

Mariam Tidiga. Contenu et variabilité des aérosols de la stratosphère : impact des éruptions volcaniques sur la période 2013-2019. Volcanologie. Université d'Orléans, 2021. Français. ⟨NNT : 2021ORLE2011⟩. ⟨tel-04264233⟩