Published January 8, 2021
| Version v1
Publication
Open
Volcanoes and ENSO: a re-appraisal with the Last Millennium Reanalysis
Creators
- 1. University of Southern California
- 2. University of Arizona
- 3. University of Washington
- 4. NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
- 5. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 6. Southern California University for Professional Studies
Description
Abstract The potential for explosive volcanism to affect the state of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) has been debated since the1980s. Several observational studies, largely based on tree rings, have since found support for a positive ENSO phase in the year following large eruptions. Models of different complexities also simulate such a response, detectable above the backdrop of internal variability – though they disagree on the underlying mechanisms. In contrast, recent coral data from the heart of the tropical Pacific suggest no uniform ENSO response to all eruptions over the last millennium. Here we leverage paleoclimate data assimilation to integrate the latest paleoclimate evidence into a consistent dynamical framework and re-appraise this relationship. Our analysis finds only a weak statistical association between volcanism and ENSO, suggestive of either no causal association, or of an insufficient number of large volcanic events over the past millennium to obtain reliable statistics. While currently available observations do not support the model-based inference that tropical eruptions promote an ENSO response, there are hints of a response to hemispherically asymmetric forcing, consistent with the "ITCZ shift" mechanism. We discuss the difficulties of conclusively establishing a volcanic influence on ENSO given the many degrees of freedom affecting the response, including eruption season, spatial characteristics of the forcing, and ENSO phase preconditioning.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تمت مناقشة إمكانية تأثير البراكين المتفجرة على حالة التذبذب الجنوبي لظاهرة النينيو (ENSO) منذ الثمانينيات. وجدت العديد من الدراسات القائمة على الملاحظة، والتي تستند إلى حد كبير إلى حلقات الأشجار، منذ ذلك الحين دعمًا لمرحلة ENSO الإيجابية في العام بعد الانفجارات الكبيرة. تحاكي نماذج التعقيدات المختلفة أيضًا مثل هذه الاستجابة، والتي يمكن اكتشافها فوق خلفية التباين الداخلي – على الرغم من اختلافها حول الآليات الأساسية. في المقابل، تشير البيانات المرجانية الأخيرة من قلب المحيط الهادئ الاستوائي إلى عدم وجود استجابة موحدة لظاهرة التقلبات الجنوبية للنينيو لجميع الانفجارات خلال الألفية الماضية. هنا نستفيد من استيعاب بيانات المناخ القديم لدمج أحدث أدلة المناخ القديم في إطار ديناميكي متسق وإعادة تقييم هذه العلاقة. لا يجد تحليلنا سوى ارتباط إحصائي ضعيف بين النشاط البركاني و ENSO، مما يوحي إما بعدم وجود ارتباط سببي، أو وجود عدد غير كافٍ من الأحداث البركانية الكبيرة على مدى الألفية الماضية للحصول على إحصاءات موثوقة. في حين أن الملاحظات المتاحة حاليًا لا تدعم الاستنتاج القائم على النموذج بأن الانفجارات الاستوائية تعزز استجابة ENSO، إلا أن هناك تلميحات إلى استجابة للتأثير غير المتماثل في نصف الكرة الأرضية، بما يتفق مع آلية "ITCZ shift". نناقش صعوبات إنشاء تأثير بركاني بشكل قاطع على ENSO نظرًا للدرجات العديدة من الحرية التي تؤثر على الاستجابة، بما في ذلك موسم الثوران، والخصائص المكانية للتأثير، والتكييف المسبق لمرحلة ENSO.Translated Description (French)
Résumé La possibilité que le volcanisme explosif affecte l'état de l'oscillation australe El Niño (ENSO) est débattue depuis les années 1980. Plusieurs études observationnelles, largement basées sur des cernes d'arbres, ont depuis lors trouvé un soutien pour une phase ENSO positive dans l'année suivant les grandes éruptions. Des modèles de différentes complexités simulent également une telle réponse, détectable au-dessus de la variabilité interne – bien qu'ils ne soient pas d'accord sur les mécanismes sous-jacents. En revanche, des données coralliennes récentes provenant du cœur du Pacifique tropical ne suggèrent aucune réponse uniforme de l'ENSO à toutes les éruptions du dernier millénaire. Ici, nous tirons parti de l'assimilation des données paléoclimatiques pour intégrer les dernières données paléoclimatiques dans un cadre dynamique cohérent et réévaluer cette relation. Notre analyse ne trouve qu'une faible association statistique entre le volcanisme et l'ENSO, suggérant soit aucune association causale, soit un nombre insuffisant de grands événements volcaniques au cours du dernier millénaire pour obtenir des statistiques fiables. Bien que les observations actuellement disponibles n'appuient pas l'inférence basée sur un modèle selon laquelle les éruptions tropicales favorisent une réponse ENSO, il existe des indices d'une réponse au forçage hémisphérique asymétrique, compatible avec le mécanisme de « décalage ITCZ ». Nous discutons des difficultés à établir de manière concluante une influence volcanique sur ENSO compte tenu des nombreux degrés de liberté affectant la réponse, y compris la saison des éruptions, les caractéristiques spatiales du forçage et le préconditionnement de la phase ENSO.Translated Description (Spanish)
Resumen El potencial del vulcanismo explosivo para afectar el estado de El Niño-Oscilación del Sur (Enos) se ha debatido desde la década de 1980. Desde entonces, varios estudios observacionales, basados en gran medida en los anillos de los árboles, han encontrado apoyo para una fase positiva de Enos en el año posterior a las grandes erupciones. Los modelos de diferentes complejidades también simulan tal respuesta, detectable sobre el telón de fondo de la variabilidad interna, aunque no están de acuerdo sobre los mecanismos subyacentes. Por el contrario, los datos recientes de coral del corazón del Pacífico tropical sugieren que no hay una respuesta uniforme del Enos a todas las erupciones del último milenio. Aquí aprovechamos la asimilación de datos paleoclimáticos para integrar las últimas pruebas paleoclimáticas en un marco dinámico coherente y volver a evaluar esta relación. Nuestro análisis encuentra solo una débil asociación estadística entre el vulcanismo y el Enos, lo que sugiere que no hay asociación causal o un número insuficiente de grandes eventos volcánicos durante el último milenio para obtener estadísticas confiables. Si bien las observaciones actualmente disponibles no respaldan la inferencia basada en modelos de que las erupciones tropicales promueven una respuesta Enos, hay indicios de una respuesta al forzamiento hemisféricamente asimétrico, consistente con el mecanismo de "cambio ITCZ". Discutimos las dificultades de establecer de manera concluyente una influencia volcánica en Enos dados los muchos grados de libertad que afectan la respuesta, incluida la temporada de erupción, las características espaciales del forzamiento y el preacondicionamiento DE la fase Enos.Files
s41467-022-28210-1.pdf.pdf
Files
(5.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:006d76d5248cb0eacab67b4506c052b0
|
5.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- البراكين و ENSO: إعادة تقييم مع إعادة تحليل الألفية الأخيرة
- Translated title (French)
- Volcans et ENSO : une réévaluation avec la Réanalyse du dernier millénaire
- Translated title (Spanish)
- Volcanes y Enos: una reevaluación con el Reanálisis del Último Milenio
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4245715016
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-130239/v1
References
- https://openalex.org/W1700325832
- https://openalex.org/W1938960447
- https://openalex.org/W1964647748
- https://openalex.org/W1964764585
- https://openalex.org/W1982846260
- https://openalex.org/W1984983544
- https://openalex.org/W1987683141
- https://openalex.org/W1991394861
- https://openalex.org/W1999037513
- https://openalex.org/W2010530988
- https://openalex.org/W2012516451
- https://openalex.org/W2020191406
- https://openalex.org/W2029153546
- https://openalex.org/W2030774493
- https://openalex.org/W2033904036
- https://openalex.org/W2038669354
- https://openalex.org/W2042664202
- https://openalex.org/W2042690971
- https://openalex.org/W2049856380
- https://openalex.org/W2069937209
- https://openalex.org/W2081992428
- https://openalex.org/W2083064491
- https://openalex.org/W2095817630
- https://openalex.org/W2097872776
- https://openalex.org/W2099679592
- https://openalex.org/W2104587179
- https://openalex.org/W2119859382
- https://openalex.org/W2120958513
- https://openalex.org/W2122046874
- https://openalex.org/W2127171417
- https://openalex.org/W2130994624
- https://openalex.org/W2140001392
- https://openalex.org/W2154419308
- https://openalex.org/W2155602235
- https://openalex.org/W2174462014
- https://openalex.org/W2187801800
- https://openalex.org/W2236050154
- https://openalex.org/W2293551885
- https://openalex.org/W2294798173
- https://openalex.org/W2295705677
- https://openalex.org/W2401390312
- https://openalex.org/W2577592654
- https://openalex.org/W2580041921
- https://openalex.org/W2587000489
- https://openalex.org/W2624462411
- https://openalex.org/W2661765060
- https://openalex.org/W2738516213
- https://openalex.org/W2758598556
- https://openalex.org/W2795367991
- https://openalex.org/W2803350585
- https://openalex.org/W2890909455
- https://openalex.org/W2943925951
- https://openalex.org/W3012448982
- https://openalex.org/W3014069617
- https://openalex.org/W3033173171
- https://openalex.org/W3082192671
- https://openalex.org/W3085805987
- https://openalex.org/W3093906531
- https://openalex.org/W3094519636
- https://openalex.org/W3105683880
- https://openalex.org/W3110114370