Czas utrzymywania się zaburzenia pary wodnej w stratosferze po erupcji Hunga oszacowany na 9 lat

Kiedy wulkan zmienia powietrze nad naszymi głowami

W styczniu 2022 roku podwodny wulkan na Południowym Pacyfiku, znany jako Hunga, wyrzucił nadzwyczajną ilość wody wysoko w atmosferę. To jedno zdarzenie zwiększyło zapas wody w stratosferze planety o około 10%, co jest największym takim skokiem od ponad trzech dekad pomiarów satelitarnych. Ponieważ para wodna jest silnym gazem cieplarnianym, kiedy trafia do stratosfery, naukowcy zaczęli pilnie odpowiadać na proste, lecz kluczowe pytanie: jak długo ta dodatkowa woda tam pozostanie i jak długo będzie trwał jej wpływ na klimat?

Ogromny plusk w górnych warstwach atmosfery

Erupcja wtłoczyła do środkowej atmosfery około 150 miliardów ton wody, znacznie więcej niż typowe erupcje wulkaniczne, które głównie dostarczają popiołu i siarki. Ta nagła „hydratacja” stratosfery zmieniła chemię, wiatry i temperatury wysoko nad Ziemią. Wczesne pomiary pokazały, że przez prawie dwa lata dodana woda praktycznie nie malała, co pozostawiło ekspertów w niepewności, czy jej skutki zanikną w ciągu kilku lat, czy utrzymają się przez dekadę lub dłużej. Szacunki powrotu do normy różniły się znacznie — od około 2025 roku aż po głębokie lata 30. XXI wieku — co utrudniało ocenę, o ile tymczasowo Hunga może zwiększyć globalne ocieplenie.

Satelity śledzą nagły zwrot w 2024 roku

Aby ustalić, co się działo, badacze wykorzystali szczegółowe pomiary instrumentu Microwave Limb Sounder (MLS) NASA na satelicie Aura. MLS skanuje atmosferę od 2004 roku, dostarczając codzienne, niemal globalne profile pary wodnej. Obserwacje te wykazują, że w 2024 roku sytuacja zmieniła się dramatycznie: ilość wody dodanej przez Hunga w stratosferze spadła o około 55 miliardów ton w ciągu jednego roku, co jest największym i najszybszym spadkiem w rekordach satelitarnych. Wcześniej, zimą 2023 roku, bardzo zimne warunki nad Antarktydą pozwoliły już na powstanie specyficznych chmur lodowych, które usunęły początkową dużą część nadmiaru wody. Jednak spadek w 2024 roku był szerszy, utrzymywał się przez cały rok i wymagał innego wyjaśnienia.

Jak niebo powoli się opróżnia

Aby zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw, zespół sięgnął po zaawansowany model komputerowy chemii i dynamiki atmosferycznej o nazwie TOMCAT. Przeprowadzili symulacje z dodatkiem wody z Hunga i bez niego oraz z uwzględnieniem i bez „odwodnienia” przez polarne chmury lodowe, by rozdzielić różne procesy tracenia. Model, który ściśle odwzorowuje zapisy satelitarne, pokazuje, że po 2023 roku dodatkowa woda rozprzestrzeniła się globalnie i zaczęła opadać z wyższych warstw ku niższej stratosferze. Tam w końcu mogła przenikać do wypełnionej pogodą troposfery poniżej, przenoszona przez wielkoskalową cyrkulację na wysokich szerokościach geograficznych oraz przez gwałtowne wnikanie powietrza stratosferycznego w rejony, w których żyjemy. Pod koniec 2024 roku wymiana stratosfera–troposfera stała się ważniejsza niż antarktyczne chmury lodowe w usuwaniu wody z Hunga.

Odgadywanie tempa ubytku dodatkowej wody

Mając już kilka lat pomiarów i model, który odtwarza zarówno straty przez chmury polarne, jak i transport do niższej atmosfery, autorzy byli w stanie obliczyć, jak szybko maleje pozostały nadmiar wody. Stwierdzili, że od początku intensywnego usuwania w połowie 2023 roku dodana woda stratosferyczna zanika z czasem e-do potęgi (e-folding) wynoszącym około trzech lat. Mówiąc prościej: ilość pozostałej wody zmniejsza się o mniej więcej jedną trzecią co trzy lata, a całkowite „czas trwania” tego zaburzenia — łącznie z początkowym okresem oczekiwania przed rozpoczęciem spadku — wynosi około czterech i pół roku. Ich obliczenia wskazują, że mniej więcej połowa wtłoczonej wody już zniknęła, a około trzech czwartych opuściło stratosferę na początku 2025 roku.

Co to oznacza dla klimatu i przyszłości

Dla osób niezajmujących się na co dzień tą dziedziną kluczowa informacja jest taka, że erupcja Hunga dała systemowi klimatycznemu silny, lecz tymczasowy impuls. Dodatkowa para wodna w stratosferze działa jak dodatkowy koc, zatrzymując nieco więcej ciepła, ale nie pozostanie tam na stałe. Na podstawie najnowszych danych satelitarnych i modelowania autorzy dochodzą do wniosku, że poziomy wody w stratosferze powinny wrócić do zwykłego zakresu rocznych wahań około 2030 roku. To węższe oszacowanie łącznie na około dziewięcioletnie zakłócenie (od erupcji w 2022 roku do pełnego powrotu do normy) znacznie zawęża wcześniejsze przypuszczenia i pomaga klimatologom dokładniej uwzględnić to niezwykłe naturalne wydarzenie w krótkoterminowych prognozach globalnej temperatury.

Cytowanie: Zhou, X., Chen, Q., Feng, W. et al. Residence time of Hunga stratospheric water vapour perturbation quantified at 9 years. Commun Earth Environ 7, 198 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03216-5

Słowa kluczowe: Wulkan Hunga, para wodna w stratosferze, wpływ erupcji wulkanicznej na klimat, cyrkulacja Brewera–Dobsona, satelitarne obserwacje atmosfery