De uitbarsting van Hunga Tonga was ongekend in de moderne observatiegeschiedenis. De vulkaan, gelegen op ongeveer 150 meter onder zeeniveau in de Grote Oceaan, spoot naar schatting 150 miljoen ton waterdamp in de stratosfeer, waardoor de waterdampconcentratie in de stratosfeer met ongeveer 10% toenam. In tegenstelling tot typische grote vulkaanuitbarstingen, die voornamelijk zwavel-aerosolen uitstoten die het aardoppervlak afkoelen, was het dominante effect van deze uitbarsting de injectie van waterdamp – een broeikasgas – in de stratosfeer. Vinós merkt op dat eerder onderzoek heeft aangetoond dat een vermindering van 10% van de waterdamp in de stratosfeer de snelheid van de wereldwijde opwarming van het aardoppervlak met 25% kan verminderen. Omgekeerd zou een toename van 10% een aanzienlijke opwarming kunnen veroorzaken.

De effecten van vulkanen op het klimaat worden doorgaans ingedeeld in chemische (ozonafbrekende reacties waarbij zwavel en chloor betrokken zijn), stralings-gerelateerde (afkoeling door sulfaat-aerosolen die zonlicht reflecteren) en dynamische (veranderingen in de atmosferische circulatie) effecten. Terwijl chemische en stralings-gerelateerde effecten relatief goed worden begrepen en in klimaatmodellen worden meegenomen, zijn dynamische effecten – met name veranderingen in de stratosferische circulatie en de overdracht daarvan naar de troposfeer – minder goed begrepen en slecht vertegenwoordigd in modellen. Vinós stelt dat deze dynamische mechanismen van cruciaal belang zijn om de recente klimaat-anomalieën te verklaren.

Vanaf eind 2022 en met een intensivering in 2023 en 2024 deed zich wereldwijd een reeks extreme en statistisch zeldzame klimaat-anomalieën voor. Berkeley Earth typeerde deze periode als een uitzonderlijke opwarmingspiek van 2023 tot 2025. Klimaatmodellen schatten de kans op een dergelijke gebeurtenis naar verluidt op slechts 0,2%, wat suggereert dat interne variabiliteit en gestage CO₂-stijging alleen, onvoldoende verklaringen zijn.

Afwijkingen

De afwijkingen waren wereldwijd en divers. Het zee-ijs op Antarctica bereikte in 2022 een recordlaagte en brak in 2023 nog meer records. Het stroomgebied van de Amazone kende het laagste waterpeil in 120 jaar. Californië kende een historisch nat en ongewoon koud seizoen, met record-brekende atmospheric rivers en de meeste sneeuw in de winter in meer dan zeventig jaar. New York City kende daarentegen het minst sneeuwrijke seizoen ooit. Cycloon Freddy in de Indische Oceaan vestigde een duurrecord en in 2024 verschoof de intertropische convergentiezone meer dan twee graden ten noorden van zijn normale positie, wat ongebruikelijke regenval in de Sahara veroorzaakte. De eerste helft van het orkaanseizoen van 2024 was onverwacht rustig, in tegenstelling tot de voorspellingen.

Wereldwijd registreerde 42% van het aardoppervlak in 2023 temperaturen boven twee standaarddeviaties van de verwachting, en 2024 volgde met nog meer records – een ongebruikelijk patroon, aangezien recordwarme jaren doorgaans worden gevolgd door koelere jaren. In de winter van 2023-2024 deden zich drie stratosferische opwarmingsverschijnselen voor op het zuidelijk halfrond, een frequentie die volgens modellen slechts eens in de 250 jaar voorkomt. Ook de afwijkingen in de bedekking door lage bewolking, waren de meest negatieve die ooit zijn geregistreerd.

Vinós verwerpt verschillende alternatieve verklaringen voor deze klimaatverschijnselen. Hij stelt dat El Niño in 2023 slechts matig sterk was en pas begon nadat de eerste afwijkingen eind 2022 waren opgetreden. Het opwarmingspatroon volgde niet de typische El Niño-volgorde, waarbij tropische opwarming volgt op veranderingen in het Niño-gebied. Hij verwerpt ook het idee dat drie opeenvolgende La Niña-gebeurtenissen van 2020 tot 2022 hiervoor verantwoordelijk waren, en wijst erop dat soortgelijke reeksen zich eerder hebben voorgedaan zonder dat dit zulke wereldwijde effecten had. Evenzo beschouwt hij de vermindering van de zwaveluitstoot door scheepvaartvoorschriften sinds 2020, als te klein en te geleidelijk om de omvang en het tijdelijke karakter van deze klimaatgebeurtenis te verklaren.

Ockhams scheermes

In plaats daarvan past Vinós het principe van Ockhams scheermes toe en identificeert hij de uitbarsting van Hunga Tonga als de meest plausibele oorzaak. Hij benadrukt dat veranderingen in de stratosferische circulatie zich langzaam voltrekken; waterdamp die begin 2022 werd uitgestoten, zou ongeveer een jaar nodig hebben om het noordelijk halfrond te bereiken en de polaire vortex te beïnvloeden, wat overeenkomt met het tijdstip van de anomalieën in 2023.

Hij vergelijkt Hunga Tonga met de uitbarsting van de Tambora in 1815. In het geval van Tambora deden de ernstigste klimatologische gevolgen, waaronder het ‘jaar zonder zomer’ in 1816, zich meer dan een jaar na de uitbarsting voor. Vinós stelt dat klimaatmodellen moeite hebben om de effecten van Tambora nauwkeurig te simuleren, met name de dynamische atmosferische reacties, en daarom mogelijk ook onbetrouwbaar zijn bij het beoordelen van de impact van Hunga Tonga.

Tegen 2024 was er een aanzienlijke wereldwijde afkoeling ingezet. Volgens satellietmetingen van de temperatuur behoort de afkoelingsperiode die in maart 2024 begon tot de sterkste in 46 jaar. In tegenstelling tot eerdere afkoelingsperiodes, die verband hielden met La Niña-verschijnselen of de uitbarsting van de Pinatubo in 1991, heeft deze afkoeling geen duidelijk omschreven conventionele oorzaak. Vinós suggereert dat ook de afkoeling deel uitmaakt van deze door de vulkaan veroorzaakte klimaatgebeurtenis.

Ten slotte levert hij kritiek op de officiële wetenschappelijke en politieke reactie. Hij stelt dat instellingen de opwarming van 2023 voornamelijk hebben toegeschreven aan de uitstoot van broeikasgassen door de mens en de mogelijke rol van Hunga Tonga hebben gebagatelliseerd of afgewezen, waarbij ze zich alleen hebben gericht op stralingseffecten en dynamische mechanismen hebben genegeerd. De ‘consensus’ concludeerde volgens hem voortijdig dat de uitbarsting het fenomeen niet kon verklaren, waardoor alternatieve interpretaties werden ontmoedigd.

Vinós concludeert dat de samenloop van talrijke zeldzame mondiale anomalieën, hun timing en historische parallellen, sterk ondersteunen dat de Hunga Tonga-uitbarsting de belangrijkste oorzaak is van de klimaatafwijkingen van 2023-2024. Hij stelt dat het onvermogen van de huidige modellen en consensuskaders om deze ontwikkelingen te verklaren, wijst op aanzienlijke hiaten in het begrip van de klimaatwetenschap.