Éruption de Hunga-Tonga : un impact inattendu sur la stratosphère
L’éruption phréato-Plinienne (éruptions volcaniques explosives extrêmement puissantes) du volcan Hunga Tonga-Hunga Hapa’ai en janvier 2022 a eu des conséquences inattendues sur la stratosphère comme le démontrent deux études récemment publiées, menées par une équipe de scientifiques dont certains sont rattachés à des laboratoires CNRS-INSU. Ces études reposent sur l’analyse des données de multiples instruments satellitaires, des radiosondages dans le panache du volcan et des calculs de transfert radiatif.
Le caractère atypique de cette éruption est la quantité d’eau et par conséquent la conversion rapide du SO2 en sulfates et les effets radiatifs induits. Personne n’a encore trouvé de résultat net jusqu’ici sur la chimie des halogènes ou de l’ozone émis. D’autres travaux ont par ailleurs montré les effets radiatifs de l’eau ayant entraîné un changement de la circulation stratosphérique.
Ici, les résultats montrent une injection massive de vapeur d’eau qui a dans un premier temps saturé la stratosphère, a refroidi rapidement le panache volcanique par émission radiative entraînant une descente rapide en 3 semaines de 4 à 6 km à partir du niveau d’injection initial à 32 km. Dans le même temps, la grande quantité d’eau a favorisé la formation rapide d’aérosols sulfatés liquides. De la vapeur d’eau et des aérosols se sont répandus rapidement autour du globe tout en se séparant verticalement et en préservant pendant plusieurs mois une concentration élevée au sein de structures compactes. L’effet radiatif combiné des aérosols et de la vapeur d’eau a conduit à un réchauffement à l’échelle globale de l’ordre de 0,2 W/m2. Un tel effet de réchauffement du système climatique n’avait jamais été observé après une éruption volcanique, événement qui amène usuellement un refroidissement transitoire. Cet effet, dû à la vapeur d’eau, est susceptible de persister sur une durée de 2 à 3 ans au moins.
Figure des sections journalières moyennées en longitude pour toutes les orbites exploitables de trois instruments satellitaires. © LMD / cf. référence
La rangée supérieure montre le rapport d’extinction moléculaire des aérosols à 745 nm pour OMPS-LP qui vise au limbe. La rangée du milieu montre le rapport moléculaire de rétrodiffusion des aérosols à 532 nm vu par le lidar spatial CALIOP qui vise au nadir. La rangée du bas est le rapport de mélange de la vapeur d’eau (en parties par millions) vue par MLS qui vise au limbe. On constate une descente rapide des aérosols et de la vapeur d’eau entre les deux premières images de la série qui est suivie par une séparation lente du nuage descendant d’aérosols et du nuage montant de vapeur d’eau, tout en restant pour l’essentiel tous deux confinés en latitude pendant les six premiers mois.
Pour en savoir plus
Les laboratoires impliqués
- Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphériques (LISA-IPSL)
- Laboratoire de météorologie dynamique (LMD-IPSL, Ecceterra)
- Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS-IPSL)
Références
Sellitto, P., Podglajen, A., Belhadji, R., Boichu, M., Carboni, E., Cuesta, J., Duchamp, C., Kloss, C., Siddans, R., Bègue, N., Blarel, L., Jegou, F., Khaykin, S., Renard, J.-B., and Legras, B.: The unexpected radiative impact of the Hunga Tonga eruption of 15th January 2022, Commun Earth Environ, 3, 288, 2022.
Legras, B., Duchamp, C., Sellitto, P., Podglajen, A., Carboni, E., Siddans, R., Grooß, J.-U., Khaykin, S., and Ploeger, F.: The evolution and dynamics of the Hunga Tonga–Hunga Ha’apai sulfate aerosol plume in the stratosphere, Atmos. Chem. Phys., 22, 14957–14970, 2022.
Source : CNRS-INSU.
