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2025-12-13T23:52:24Z

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Als '''vulkanischer Winter''' wird die Abkühlung der [[Troposphäre|unteren Erdatmosphäre]] nach einem [[Vulkanausbruch]] bezeichnet. [[Vulkanische Asche|Asche]] und [[Schwefeldioxid]] (SO<sub>2</sub>), aus denen sich [[Schwefelsäure]] und [[Aerosol]]e bilden, werden bei einer größeren [[Vulkanausbruch|Eruption]] bis in die [[Stratosphäre]] geschleudert und verteilen sich dort wie ein Schleier über den gesamten [[Erde|Erdball]]. Die Sonnenstrahlen werden dadurch teilweise absorbiert oder zurückgestreut. In der Stratosphäre verursacht dies eine Erwärmung. Am Boden kommt es im Mittel zu einer Abkühlung des [[Klima|Weltklimas]], regional und abhängig von der Jahreszeit kommt es gleichzeitig aber auch zu Erwärmungen. Ein dem vulkanischen Winter vergleichbarer Effekt, der durch einen Atomkrieg ausgelöst würde, wird [[nuklearer Winter]] genannt.

Erdgeschichtlich werden großflächige und länger andauernde vulkanische Aktivitäten (z. B. die Bildungen des [[Sibirischer Trapp|Sibirischen Trapps]], des [[Emeishan-Trapp]]s und des [[Dekkan-Trapp]]s) mit verschiedenen [[Massenaussterben]] in Verbindung gebracht.

Maß für die Verringerung der Strahlungsdurchlässigkeit der Atmosphäre ist der sogenannte ''[[Trübungsfaktor|Trübungsindex]]'', der für den Ausbruch des [[Krakatau]] von 1883 auf 1000 festgelegt wurde. Der Trübungsindex hat nur einen geringen Zusammenhang mit dem [[Vulkanexplosivitätsindex]]. Grund hierfür sind die stark unterschiedlichen Schwefelfreisetzungen gleich explosiver Vulkanausbrüche. Die Trübungswirksamkeit der Schwefelgase ist jedoch wesentlich stärker als die der Asche, die nur in wesentlich geringerem Umfang die Stratosphäre erreicht.

== Vergleichbare Ereignisse ==
{{Lückenhaft|festgestellter Trübungsindex}}
[[Datei:Volcanic forcing-reconstructed-de.svg|mini|hochkant=2|Rekonstruierte Klimawirkung vulkanischer Eruptionen des späten [[Holozän]]s]]
Nach dem Ausbruch des [[Pinatubo]] mit einer Explosivität von 6 bei einer Trübung von 1000 auf der Insel [[Luzon]] im Jahr 1991 registrierten die [[Meteorologie|Meteorologen]] einen Temperaturrückgang von durchschnittlich 0,5 K ([[Kelvin]]).<ref name="10.1126/science.296.5568.727">{{Literatur|Autor=Brian J. Soden, Richard T. Wetherald, Georgiy L. Stenchikov, Alan Robock | Datum=2002-04 | Titel=Global Cooling After the Eruption of Mount Pinatubo: A Test of Climate Feedback by Water Vapor | Sammelwerk=Science | Band=296 | Nummer= | Seiten=727–730 | Online=https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/6413952/soden_etal_727.pdf?response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DGlobal_cooling_after_the_eruption_of_Mou.pdf&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A%2F20191003%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Date=20191003T103315Z&X-Amz-Expires=3600&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Signature=b81b1133899f68b1f50ae6c75b32b3b159169a570c968a216be3f00d31391667 | DOI=10.1126/science.296.5568.727 | Format=PDF | Sprache= en}}</ref> Der Eintrag von Aerosolen in die Stratosphäre durch den Pinatubo wurde im 20. Jahrhundert durch kein anderes Ereignis übertroffen.<ref>{{Literatur |Autor=Patrick McCormick et al. |Titel=Atmospheric effects of the Mt Pinatubo eruption |Sammelwerk=Nature |Band=373 |Datum=1995 |Seiten=399–404 |DOI=10.1038/373399a0}}</ref>

Folgenschwer war der Ausbruch des [[Tambora]] auf [[Sumbawa]] im Jahr 1815, der bei Stärke 7 auf dem [[Vulkanexplosivitätsindex|Vulkanexplosivitätsindex (VEI)]] einen Trübungsindex von 3000 erreichte. Die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur sank kurzzeitig um etwa 0,4 bis 0,8 K,<ref>{{Internetquelle |autor=Raphael Krapscha, Ö1-Wissenschaft |url=https://science.orf.at/stories/3211736/ |titel=Vulkanausbruch kühlt Klima kaum |datum=2022-03-01 |sprache=de |abruf=2022-03-01}}</ref> weshalb das Jahr 1816 auch das [[Jahr ohne Sommer]] genannt wird. Bis 1819 führte die Kälte zu Missernten und dadurch zu [[Emigration|Auswanderungswellen]] von [[Europa]] nach [[USA|Amerika]].

Die Gründe für die Klimapessimum der „[[Kleine Eiszeit|Kleinen Eiszeit]]“ vom Beginn des 15. bis zur 1. Hälfte des 19. Jahrhunderts sind zum Teil noch unklar, verschiedentlich wurde neben einer verringerten [[Sonnenaktivität]] und einer Abschwächung des [[Golfstrom]]s eine Reihe von vulkanischen Eruptionen als Mitursache vermutet.<ref>Gifford H. Miller u. a.: ''Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks.'' In: ''Geophysical Research Letters.'' Band 39, L02708, 2012, [[doi:10.1029/2011GL050168]]<br /> [https://www.scinexx.de/wissen-aktuell-14392-2012-02-01.html ''Vulkanausbrüche lösten die Kleine Eiszeit aus.''] Auf: ''scinexx.de'' vom 1. Februar 2012.</ref>

Weltweite Wetterveränderungen mit begleitenden Missernten traten nach dem Ausbruch des [[Kuwae]] im Jahre 1453 und nach dem [[Ausbruch des Samalas 1257]] auf.

Die dem vulkanischen Winter vergleichbare [[Wetteranomalie von 535/536|Klimaanomalie ab 536]] wurde wahrscheinlich durch zwei dicht aufeinander folgende Vulkanausbrüche verursacht, von einem in hohen Breiten der Nordhemisphäre, gefolgt vier Jahre später von einer Eruption in den Tropen.<ref>{{Literatur |Autor=Michael Sigl u. a. |Titel=Timing and climate forcing of volcanic eruptions for the past 2,500 years |Sammelwerk=Nature |Nummer=523 |Datum=2015-07 |DOI=10.1038/nature14565}}<br /> Pressemitteilung dazu: {{Internetquelle |url=https://www.sciencedaily.com/releases/2015/07/150708133858.htm |titel=''Volcanic eruptions that changed human history.'' |hrsg=Desert Research Institute |datum=2015-07-08 |abruf=2019-05-22}}</ref> Bei dem tropischen Vulkan könnte es sich um den [[Ilopango (Berg)|Ilopango]] in [[El Salvador]] gehandelt haben.<ref name="dull2019">{{Literatur |Autor=Robert A. Dull, John R. Southon, Steffen Kutterolf, Kevin J. Anchukaitis, Armin Freundt, David B. Wahl, Payson Sheets, Paul Amaroli, Walter Hernandez, Michael C. Wiemann, Clive Oppenheimer |Titel=Radiocarbon and geologic evidence reveal Ilopango volcano as source of the colossal ‘mystery’ eruption of 539/40 CE |Sammelwerk=[[Quaternary Science Reviews]] |Band=222 |Datum=2019 |DOI=10.1016/j.quascirev.2019.07.037}}</ref>

Um das Jahr 10.930 v. Chr.<ref>{{Literatur |Autor=Thomas Litt, Karl-Ernst Behre, Klaus-Dieter Meyer, Hans-Jürgen Stephan und Stefan Wansa |Titel=Eiszeitalter und Gegenwart |TitelErg=Stratigraphische Begriffe für das Quartär des norddeutschen Vereisungsgebietes |Sammelwerk=Quaternary Science Journal |Nummer=56(1/2) |Ort=Hannover |Datum=2007 |ISSN=0424-7116 |Seiten=7–65 |Online=https://e-docs.geo-leo.de/bitstream/handle/11858/00-1735-0000-0001-B9EB-9/original_vol56_no1-2_a03.pdf?sequence=1&isAllowed=y |DOI=10.3285/eg.56.1-2.02}}</ref> wurden innerhalb weniger Tage ca. 16 km³ [[Vulkanische Asche|vulkanischer Asche]] und Bims bei einer Eruption in der [[Vulkaneifel]] ausgeschleudert<ref>{{Webarchiv |url=http://www.geo.uni-jena.de/geophysik/inhalt/gravimetry/LaacherSee.pdf |text=DIPLOMARBEIT „Gravimetrische Untersuchungen am Südrand des Laacher Sees zur Auflösung der Untergrundstruktur im Randbereich des Vulkans“ |wayback=20120616233612}} Diplomarbeit von Claudia Köhler 2005.</ref>, als deren Folge die [[Caldera (Krater)|Caldera]] des [[Laacher See]]s entstand. Die feineren Ablagerungen der Explosion sind noch bis nach Schweden in [[Quartär (Geologie)|quartären]] Sedimenten als schmaler Bimshorizont (bekannt als ''Laacher-See-Tephra, LST'') zu finden.

== Pleistozän und früher ==
Zu einer Abkühlung um mehrere Kelvin und einer dramatischen Klimaänderung führte der letzte Ausbruch des [[Supervulkan]]s [[Tobasee|Toba]] auf [[Sumatra]] während der [[Letzte Kaltzeit|letzten Kaltzeit]] vor etwa 74.000 Jahren. Nach der kontrovers diskutierten [[Toba-Katastrophentheorie]] soll sich dadurch die Population des ''[[Mensch|Homo sapiens]]'' auf wenige tausend Individuen reduziert haben. Das könnte die geringe [[Genfrequenz|genetische Vielfalt]] der heutigen Menschen erklären („[[Genetischer Flaschenhals]]“ genannt). Für die jüngere Erdgeschichte seit dem [[Oligozän]] wurden bisher über vierzig Supervulkan-Ausbrüche nachgewiesen.<ref name="10.1007/s00445-004-0355-9">{{Literatur | Autor=Ben G. Mason, David M. Pyle, Clive Oppenheimer | Datum=2004-12 | Titel=The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth | Sammelwerk=Bulletin of Volcanology | Band=66 | Nummer=8 | Seiten=735–748 | DOI=10.1007/s00445-004-0355-9 | Online=https://www.researchgate.net/profile/Clive_Oppenheimer/publication/227000709_The_size_and_frequency_of_the_largest_explosive_eruptions_on_Earth/links/0c9605301cdf2c4f43000000/The-size-and-frequency-of-the-largest-explosive-eruptions-on-Earth.pdf | Format=PDF | Sprache=en}}</ref>

Vor ca. 66 Millionen Jahren an der [[Kreide-Paläogen-Grenze]] (gleichzeitig Übergang vom [[Mesozoikum|Erdmittelalter]] zur [[Känozoikum|Erdneuzeit]]) starben bis zu 75 Prozent aller Tierarten aus, darunter auch die [[Dinosaurier]]. Als Ursache kommen zwei Ereignisse in Frage: Der Einschlag eines [[Asteroid]]en (KP-Impakt; übersetzt etwa ''Kreide-Paläogen-Einschlag'') [[Chicxulub-Krater|nahe der Halbinsel Yucatán]] und der kontinentale Ausbruch eines [[Plume (Geologie)|Plume]] in der [[Dekkan-Trapp]] in Vorderindien. Die Staubaufwirbelung durch den [[Impakt|Asteroideneinschlag]] entspricht ebenfalls dem eines vulkanischen Winters, eventuell verstärkt durch eine atmosphärische Schicht aus [[Sulfataerosol]]en in Verbindung mit einem globalen Dauerfrostklima über mehrere Jahre.<ref name="10.1002/2016GL072241">{{Literatur | Autor=Julia Brugger, Georg Feulner, Stefan Petri | Datum=2017-01 | Titel=Baby, it's cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous | Sammelwerk=Geophysical Research Letters | Band=44 | Nummer=1 | Seiten=419–427 | DOI=10.1002/2016GL072241 | Sprache=en}}</ref>

Das Massenaussterben am Ende der [[Trias (Geologie)|Trias]] vor 201 Millionen Jahren führte zu einem Artenschwund von etwa 70 Prozent und betraf in erheblichem Umfang auch viele [[Landwirbeltiere]]. Ein direkter Zusammenhang mit den umfangreichen Magmafreisetzungen der ''Zentralatlantischen Magmatischen Provinz'' vor dem Auseinanderbrechen des [[Superkontinent]]s [[Pangaea]] gilt in der Wissenschaft als sehr wahrscheinlich.<ref name="10.1038/ncomms15596">{{Literatur | Autor=J. H. F. L. Davies, H. Bertrand, N. Youbi, M. Ernesto, U. Schaltegger | Datum=2017-05 | Titel=End-Triassic mass extinction started by intrusive CAMP activity | Sammelwerk=Nature Communications | Band=8 | Nummer=| DOI=10.1038/ncomms15596 | Sprache=en}}</ref>

Vor ca. 252 Millionen Jahren starben innerhalb einer Zeitspanne von maximal 30.000 Jahren 95 Prozent aller meeresbewohnenden Arten sowie ca. 66 Prozent der Landfauna aus.<ref name="10.1130/B31909.1">{{Literatur | Autor=Shu-Zhong Shen, Jahandar Ramezani, Jun Chen, Chang-Qun Cao, Douglas H. Erwin, Hua Zhang, Lei Xiang, Shane D. Schoepfer, Charles M. Henderson, Quan-Feng Zheng, Samuel A. Bowring, Yue Wang, Xian-Hua Li, Xiang-Dong Wang, Dong-Xun Yuan, Yi-Chun Zhang, Lin Mu, Jun Wang, Ya-Sheng Wu | Datum=2018-09 | Titel=A sudden end-Permian mass extinction in South China | Sammelwerk=GSA Bulletin (The Geological Society of America) | Band=131 | Nummer=| Seiten=205–223 | DOI=10.1130/B31909.1 | Online=https://www.researchgate.net/profile/Mu_Lin6/publication/327753197_A_sudden_end-Permian_mass_extinction_in_South_China/links/5da90df5a6fdccc99d911853/A-sudden-end-Permian-mass-extinction-in-South-China.pdf| Format=PDF | Sprache=en}}</ref> Als Auslöser und Hauptursache für den Zusammenbruch der [[Ökosystem]]e gilt der großflächige [[Flutbasalt]]-Ausstoß des [[Sibirischer Trapp|Sibirischen Trapps]], der während seiner Aktivitätszyklen eine Fläche von 7 Millionen Quadratkilometern mit magmatischen Gesteinen bedeckte. Allerdings bewirkten die Ereignisse an der ''Perm-Trias-Grenze'' und am ''Trias-Jura-Übergang'' keine globale Abkühlung, sondern führten im Gegenteil durch hohe Emissionen von [[Treibhausgas]]en zu extrem starken Erwärmungen.<ref name="10.1016/j.palaeo.2016.11.005">{{Literatur | Autor=David P. G. Bond, Stephen E. Grasby | Datum=2017-07 | Titel=On the causes of mass extinctions | Sammelwerk=Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology | Band=478 | Nummer= | Seiten=3–29 | DOI=10.1016/j.palaeo.2016.11.005 | Sprache=en}}</ref>

== Ausblick ==

Die größten Gefahren für vulkanische Winter entstehen durch Supereruptionen, deren Auswurf bis in die Stratosphäre gelangt. In den [[Tropen]] muss der Ausbruch nicht zwangsweise selbst die Stratosphäre erreichen, da hier der Aufwärtstransport der [[Brewer-Dobson-Zirkulation]] in der [[tropische Tropopausenzone|tropischen Tropopausenzone]] stattfindet. Die Zirkulation verteilt dann die Stoffe über den gesamten Globus.<ref name="10.1038/s43247-021-00141-7">{{Literatur | Autor=Osipov, S., Stenchikov, G., Tsigaridis, K. et al. | Datum=2020 | Titel=The Toba supervolcano eruption caused severe tropical stratospheric ozone depletion. | Sammelwerk=[[Communications Earth & Environment]] 2| Sprache=en}}</ref>

Neuere Forschung legt allerdings nahe, dass die globale Temperatur um nicht mehr als 1,5° Celsius fallen würde, selbst bei großen Ausbrüchen. Das würde auch erklären, warum keine gesteigerte Mortalität nach der Toba Supereruption nachgewiesen werden konnte.<ref name="10.1175/JCLI-D-23-0116.1">{{Literatur | Autor=Zachary McGraw, Kevin DallaSanta, Lorenzo M. Polvani, Kostas Tsigaridis, Clara Orbe, Susanne E. Bauer | Datum=2024 | Titel=Severe Global Cooling After Volcanic Super-Eruptions? The Answer Hinges on Unknown Aerosol Size | Sammelwerk= Journal of Climate| Sprache=en}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Vulkankatastrophe]]n
* [[Large Igneous Province|Magmatische Großprovinz]]
* [[Trübung der Atmosphäre]]
* [[Impaktwinter]]
* [[Klimaanomalie 536–550]]

== Literatur ==
* Keith Briffa et al.: ''Influence of volcanic eruptions on Northern Hemisphere summer temperature over the past 600 years.'' In: ''[[Nature]].'' Band 393, 1998, S. 450–455. [[doi:10.1038/30943]]
* M. R. Rampino, S. Self, R. B. Stothers: ''Volcanic Winters.'' In: ''Annual Review of Earth and Planetary Sciences.'' Band 16, 1988, S. 73–99. [[doi:10.1146/annurev.ea.16.050188.000445]]
* William J. Humphreys: ''Volcanic dust and other factors in the production of climatic changes, and their possible relation to ice gases.'' In: ''[[Journal of the Franklin Institute]].'' 1913, S. 131–172.

== Weblinks ==
* {{Webarchiv |url=http://www.mpimet.mpg.de/institut/jahresberichte/jahresbericht-2002.html |text=''Klimaänderungen durch Vulkane.'' |wayback=20061014001047}} In: ''Jahresbericht 2002.'' des Max-Planck-Instituts für Meteorologie.
* H. Graf: ''Klimaänderungen durch Vulkane.'' In: ''promet – Meteorologische Fortbildung.'' 28. Jahrgang, Heft 3/4, 2002 ([http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-2017012510236 PDF]; 1,8 MB).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kälteanomalie|!Vulkanischer Winter]]
[[Kategorie:Vulkanismus]]

Vulkanischer Winter - Versionsgeschichte

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