Stratospheric heating due to El chicon volcanic eruption: Preliminary results using a 3D model

Summary

Changes in the stratospheric temperature due to the presence of volcanic aerosols from E1 Chichon eruption have been calculated with the MIT-GIT quasi-geostrophic general circulation model with the addition of the continuity equation for the aerosols. Heating rates are calculated by taking into account the contribution of both solar and planetary radiation. The heating parametrization uses a method based on a simplified delta-Eddington approximation. The infra-red contribution is obtained calculating the emissivity for a given composition of dust. For this purpose a multiple scattering radiative code has been used assuming a 75% sulfuric-acid composition for the aerosols. Results are reported for the second month of our numerical experiment (about four months after the eruption). In particular an analysis is made of the temperature differences calculated between a control, unperturbed run and an interactive, perturbed run in which the aerosol-induced heating is taken into account.

Riassunto

Sono state calcolate le differenze di temperatura in stratosfera dovute alla presenza della nube vulcanica emessa dall'eruzione di El Chichon ottenute con il modello quasigeostrofico di circolazione generale del MIT-GIT con l'aggiunta dell'equazione di continuità per gli aerosoli. Il riscaldamento è calcolato considerando sia l'assorbimento della radiazione solare che il contributo della radiazione planetaria. La parametrizzazione usa un metodo basato sull'approssimazione di delta-Eddington semplificata. Il contributo nell'infrarosso è valutato calcolando l'emissività per una data composizione di polvere. A tale proposito si è usato un codice radiativo di scattering multiplo per aerosoli corrispondenti ad una composizione del 75% di acido solforico. Si riportano i risultati per il secondo mese dell'esperimento numerico (circa quattro mesi dopo l'eruzione). In particolare sono analizzate le differenze di temperatura calcolate tra un esperimento numerico di controllo e un esperimento «interattivo» con inclusione del riscaldamento indotto dagli aerosoli.

Резюме

Вычисляются изменения в стратосферной температуре, обусловленныє наличием вулканического аэрозоля от извержения вулкана Эль Хихон. Вычисления проводятся с помошью квази-геострофической модели общей циркуляции MIT-GIT и уравнения непрерывности для частиц аэрозоля. Интенсивность нагревания вычисляется с учетом солнечного и планетарного излучений. Параметризация нагревания использует метод, основанный на упрощенном приближении дельта-Эддингтона. Определяется инфракрасный вклад, вычисляя лучепоглощательную способность для заданного состава пыли. С этой целью используется радиационный код многократного рассеяния, предполагая, что частицы аэрозоля имеют в составе 75% серной кислоры. Приводятся результаты для второго месяца нашего численного эксперимента (около четырех месяцев после извержения). В частности, анализируются разности температур между контрольным, невозмущенным численным экспериментом и возмущенным экспериментом, в котором увеличивается нагревание, обусловленное аэрозолем.