《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）发表的一项新研究发现，发生在热带地区（赤道北纬 23°/南纬 23°）的火山爆发与过去 100 万年印度洋全球尺度气候周期的突然中断有关。研究发现，厄尔尼诺南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）是海洋-大气的气候交互作用，在恢复到火山爆发前的基线水平之前，它们会被扰乱近十年，而且这种影响会随着火山爆发强度的增加而加剧。
IOD 的出现是由于海面温度的东西反差，印度洋东部的温度比正常温度低，而西部的温度比正常温度高。在正相位时，邻近地区的气温、降水和风型会发生很大变化，东非通常会出现洪水，东亚和澳大利亚则会出现干旱。在负的 IOD 阶段，这些情况会发生逆转。来自美国麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科研人员利用通用地球系统模型——过去千年集合模式试验（CESM-LME）和一些历史上最大火山爆发的输入数据进行了模拟建模，包括萨马拉斯火山（1258年）、库瓦埃火山（1452年）、坦博拉火山（1815年）、瓦伊纳普蒂娜火山（1600年）和皮纳图博火山（1991年）。
他们认为，热带地区强烈的火山喷发会在喷发年引起负IOD，并在第二年引起正IOD，其影响之大足以超过在火山喷发后热带地区观测到的普遍降温趋势。这些正负IOD异常现象在火山爆发后持续了7~8年，然后信号才恢复到火山爆发前的状态。这一模式还受到另一个同时出现的气候周期——年代际太平洋涛动（IPO）阶段的影响，该周期持续 20~30 年，发生在横跨两个半球的更大范围内。在正涛动期，热带太平洋较暖，北部地区较冷，负涛动期则相反。
研究人员发现，负IPO 阶段会导致更强的负 IOD，而正IPO/IOD 也是如此，因此 IPO 期间热带太平洋海面温度是影响初始 IOD 响应强度的关键因素。同时，ENSO（太平洋海面温度变化高达 3°C，并导致气候转变）与大型热带火山爆发后的厄尔尼诺变暖相对应，尤其是在火山爆发后第一年的寒冷冬季（12~ 2 月），此后则以拉尼娜现象为主。这可能是由于非洲和印度洋海陆之间的温度梯度增大，影响了西风信风，以及东太平洋的上涌冷水区域。研究还发现，ENSO反应比正 IOD 反应滞后 2 个月。同时，模拟发现负IOD与爆发后3~5年的强拉尼娜现象相吻合。
影响海面温度并进而影响气候响应的另一个因素是印度洋和太平洋中的温跃层（突然出现的温度梯度）深度。在正 IPO 条件下发生的火山爆发，印度洋—太平洋暖池区域的热层较浅，而西印度洋和东太平洋的热层较深，反之亦然；在负 IPO 条件下发生的火山爆发，印度洋—太平洋暖池区域的热层较浅，而西印度洋和东太平洋的热层较深。在前一种情况下，东印度洋的温跃层变浅，从而减弱了海面温度梯度，因此中和了大暴发后的 IOD。而在后一种温跃层条件下，海面温度梯度增强，这为印度洋海盆在大爆发后出现更强的负 IPO 事件提供了先决条件。这些影响在事件发生后的第一年最为突出，之后逐渐减弱。
同样重要的是要注意火山爆发的时间，发生在北方春季（3 ~ 5 月）的火山爆发最有可能影响同年的 IOD/ENSO 反应，而发生在晚些时候的火山爆发可能会延迟或更多地中和对气候的影响。除了影响气候，火山爆发释放的气溶胶还会影响全球辐射强迫，即进入和流出太阳辐射之间的平衡。这导致火山爆发后的大气降温可能持续数月或数年，因此对 IOD/ENSO 的强迫必须很强，才能抵消温度降低的影响。这些发现对于易发生火山爆发的地区进行风险评估和应对由此产生的极端气候事件非常重要，可能有助于减轻对环境和当地社区的一些影响。