A New Volcanic Stratospheric Sulfate Aerosol Forcing Emulator (EVA_H): Comparison With Interactive Stratospheric Aerosol Models
A New Volcanic Stratospheric Sulfate Aerosol Forcing Emulator (EVA_H): Comparison With Interactive Stratospheric Aerosol Models
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新型火山平流层硫酸盐气溶胶强迫模拟器 (EVA_H)：与交互式平流层气溶胶模型的比较
DOI：
10.1029/2019jd031303
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Aubry T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aubry T
理想化的火山气溶胶强迫模型或模拟器已被广泛用于重建过去火山强迫的时空演变。然而，现有的模型，包括最近开发的Easy Volcanic Aerosol（伊娃; Toohey等人，土井：10.5194/gmd-2016 - 83），（i）不考虑火山SO注入的高度;（ii）规定了强迫的垂直结构;（iii）通常针对单一喷发进行校准。我们提出了一个新的理想化模型，伊娃_H，解决这些限制。与伊娃相比，伊娃_H对全球平均平流层气溶胶光学厚度的预测是：（i）1979-1998年期间相似，其特征是El Chichón（1982）和Mount Pinatubo（1991）的大规模和高海拔热带SO注入; ㈡ 1998-2015年期间显著改善，其特点是喷发规模较小，喷射纬度和高度变化很大。与伊娃相比，伊娃_H中火山强迫对注入纬度和高度的敏感性与包括交互气溶胶化学和微物理的气候模式的结果更加一致，尽管伊娃_H对喷发纬度的敏感性低于后者。我们应用伊娃_H来研究耦合模式相互比较项目（CMIP 6）第6阶段基于伊娃的火山强迫数据集的潜在偏差和不确定性。伊娃和伊娃_H强迫重建对于热带高海拔火山注入没有显著差异。然而，对于高纬度或低海拔注入，我们重建的强迫显着较低。这表明，CMIP 6上个千年实验中的火山强迫可能被高估了。
Idealized models or emulators of volcanic aerosol forcing have been widely used to reconstruct the spatiotemporal evolution of past volcanic forcing. However, existing models, including the most recently developed Easy Volcanic Aerosol (EVA; Toohey et al., doi: 10.5194/gmd‐2016‐83), (i) do not account for the height of injection of volcanic SO ; (ii) prescribe a vertical structure for the forcing; and (iii) are often calibrated against a single eruption. We present a new idealized model, EVA_H, that addresses these limitations. Compared to EVA, EVA_H makes predictions of the global mean stratospheric aerosol optical depth that are (i) similar for the 1979–1998 period characterized by the large and high‐altitude tropical SO injections of El Chichón (1982) and Mount Pinatubo (1991); (ii) significantly improved for the 1998–2015 period characterized by smaller eruptions with a large variety of injection latitudes and heights. Compared to EVA, the sensitivity of volcanic forcing to injection latitude and height in EVA_H is much more consistent with results from climate models that include interactive aerosol chemistry and microphysics, even though EVA_H remains less sensitive to eruption latitude than the latter models. We apply EVA_H to investigate potential biases and uncertainties in EVA‐based volcanic forcing data sets from phase 6 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). EVA and EVA_H forcing reconstructions do not significantly differ for tropical high‐altitude volcanic injections. However, for high‐latitude or low‐altitude injections, our reconstructed forcing is significantly lower. This suggests that volcanic forcing in CMIP6 last millenium experiments may be overestimated for such eruptions.
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