Απότομη κλιματική αλλαγή

Η απότομη κλιματική αλλαγή λαμβάνει χώρα όταν το κλιματικό σύστημα αναγκάζεται να μεταβεί σε μια νέα κλιματική κατάσταση με ένα ρυθμό που καθορίζεται από το ενεργειακό ισοζύγιο του κλιματικού συστήματος, το οποίο είναι πιο γρήγορο από το ρυθμό αλλαγής της εξωτερικής πίεσης. Τα παρελθόντα γεγονότα περιλαμβάνουν το τέλος την κατάρρευση των βροχοδασών την εποχή του Λιθανθρακοφόρου, η Νεότερη Δρυάδα, τα συμβάντα των Ντάνσγκωρντ-Έσγκερ, τα συμβάντα Χάινριχ και ενδεχομένως και το Θερμικό Μέγιστο Παλαιόκαινου-Ηώκαινου. Ο όρος χρησιμοποιείται επίσης στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη για την περιγραφή της ξαφνικής κλιματικής αλλαγής που είναι ανιχνεύσιμη κατά τη διάρκεια της χρονικής κλίμακας μιας ανθρώπινης ζωής, πιθανώς ως αποτέλεσμα των εξελίξεων στις ανατροφοδοτήσεις του κλιματικού συστήματος.Τα χρονοδιαγράμματα των γεγονότων που περιγράφονται ως "απότομα" μπορεί να διαφέρουν δραματικά. Οι αλλαγές που κατεγράφησαν στο κλίμα της Γροιλανδίας ήταν η Νεότερη Δρυάδα, όπου η θερμοκρασία αυξήθηκε κατά 10 βαθμούς Κελσίου σε λίγα χρόνια. Άλλες απότομες αλλαγές είναι η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 4 βαθμούς Κελσίου στη Γροιλανδία πριν από 11.270 χρόνια ή η απότομη αύξηση της θερμοκρασίας κατά 6 βαθμούς Κελσίου πριν από 22.000 χρόνια Ανταρκτική. Σε αντίθεση, το θερμικό μέγιστο του Παλαιόκαινου-Ηώκαινου μπορεί να έχει ξεκινήσει οπουδήποτε μεταξύ μερικών δεκαετιών και αρκετών χιλιάδων ετών πριν. Τέλος, με βάση εκτιμήσεις των μοντέλων, αν οι τρέχοντες ρυθμοί εκπομπών αερίων θερμοκηπίου συνεχίσουν έτσι όπως είναι, ακόμη και από το 2047, η θερμοκρασία κοντά στην επιφάνεια της Γης θα μπορούσε να απομακρυνθεί από το εύρος της μεταβλητότητας των 150 τελευταίων ετών, επηρεάζοντας πάνω από 3 δισεκατομμύρια ανθρώπους και τα περισσότερα μέρη με μεγάλη βιοποικιλότητα ειδών στη Γη.

 Σύμφωνα με την επιτροπή για την απότομη αλλαγή του κλίματος του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας των ΗΠΑ, η απότομη κλιματική αλλαγή είναι το εξής: Υπάρχουν ουσιαστικά δύο ορισμοί της απότομης κλιματικής αλλαγής: Από την άποψη της φυσικής, είναι μια μετάβαση του κλιματικού συστήματος μια διαφορετική μορφή σε χρονική κλίμακα που είναι ταχύτερη από την υπεύθυνη πίεση. Όσον αφορά τις επιπτώσεις, "μια απότομη αλλαγή είναι αυτή που συμβαίνει τόσο γρήγορα και απροσδόκητα, σε βαθμό που τα ανθρώπινα ή τα φυσικά συστήματα δυσκολεύονται να προσαρμοστούν σε αυτήν". Αυτοί οι ορισμοί είναι συμπληρωματικοί: ο πρώτος δίνει κάποια εικόνα για το πώς λαμβάνει χώρα η απότομη αλλαγή του κλίματος. Ο τελευταίος εξηγεί γιατί υπάρχει τόσο μεγάλη έρευνα για αυτήν. Τα πιθανά σημεία καμπής στο κλιματικό σύστημα περιλαμβάνουν τις περιφερειακές επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη, μερικές από τις οποίες είχαν απότομη εμφάνιση και μπορούν να θεωρηθούν ως απότομη κλιματική αλλαγή. Οι επιστήμονες έχουν δηλώσει ότι: "Η σύνθεσή της παρούσας γνώσης μας υποδηλώνει ότι μια ποικιλία στοιχείων καμπής θα μπορούσαν να φτάσουν στο κρίσιμο σημείο τους μέσα σε αυτόν τον αιώνα λόγω της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής". Υπάρχει μια υπόθεση ότι οι τηλεσυνδέσεις, οι ωκεάνιες και οι ατμοσφαιρικές διεργασίες, σε διαφορετικά χρονοδιαγράμματα, συνδέουν και τα δύο ημισφαίρια κατά την διάρκεια μιας εκδήλωσης ενός φαινομένου απότομης κλιματικής αλλαγής.Η τέταρτη έκθεση αξιολόγησης για το κλίμα αναγράφει ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη "θα μπορούσε να οδηγήσει σε κάποιες απότομες ή μη αναστρέψιμες επιπτώσεις".Μια έκθεση που δημοσίευσε το αμερικανικό Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας το 2013 απηύθυνε κάλεσμα προσοχής στις απότομες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, δηλώνοντας ότι ακόμη και η σταθερή, σταδιακή αλλαγή στο φυσικό κλιματικό σύστημα μπορεί να έχει απότομες επιπτώσεις σε κάτι άλλο, όπως π.χ. στις ανθρώπινες υποδομές και τα οικοσυστήματα αν ξεπεραστούν κάποια κρίσιμα όρια. Η έκθεση υπογραμμίζει την ανάγκη για ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης που θα μπορούσε να βοηθήσει την κοινωνία να προβλέψει καλύτερα τις ξαφνικές αλλαγές και τις αναδυόμενες επιπτώσεις από τέτοιες ξαφνικές μεταβολές.Η επιστημονική κατανόηση της απότομης κλιματικής αλλαγής είναι γενικά σε χαμηλά επίπεδα. Η πιθανότητα απότομης αλλαγής σε ορισμένες κλιματικές ανατροφοδοτήσεις μάλλον είναι χαμηλή. Οι παράγοντες που μπορούν να αυξήσουν την πιθανότητα απότομης κλιματικής αλλαγής περιλαμβάνουν: τα υψηλότερα μεγέθη υπερθέρμανσης του πλανήτη, την αύξηση της θερμοκρασίας που συμβαίνει ταχύτερα και την αύξηση της θερμοκρασίας η οποία συνεχίζει να υπάρχει σε μεγαλύτερες χρονικές περιόδους. Τα κλιματικά μοντέλα είναι επί του παρόντος δεν έχουν την δυνατότητα πρόβλεψης απότομων επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, αλλά και το μεγαλύτερο μέρος των απότομων μεταβολών του κλίματος στο παρελθόν. Μια πιθανή απότομη ανατροφοδότηση λόγω των θερμοκαρστικών σχηματισμών λιμνών στην Αρκτική, λόγω του ξεπαγώματος των μόνιμα παγωμένων εδάφων, που απελευθερώνουν πρόσθετες ποσότητες μεθανίου, προς το παρόν δεν συμπεριλαμβάνεται στις εκτιμήσεις που πράττουν τα κλιματικά μοντέλα. Οι περισσότερες απότομες κλιματολογικές μεταβολές συμβαίνουν λόγω ξαφνικών μετατοπίσεων στη κυκλοφορία, ανάλογες με μια πλημμύρα που κόβει ένα νέο κανάλι ποταμού. Τα πιο γνωστά παραδείγματα είναι οι αρκετές δεκάδες παύσεις της Μεσημβρινής Ανατρεπόμενης Κυκλοφορίας στον Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό κατά την διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων, επηρεάζοντας το κλίμα παγκοσμίως. Η τρέχουσα θέρμανση της Αρκτικής, η διάρκεια της θερινής περιόδου, θεωρείται απότομη και μαζική. Η εξάντληση του όζοντος της Ανταρκτικής προκάλεσε σημαντικές αλλαγές στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία. Υπήρξαν επίσης δύο περιπτώσεις όπου η μεσημβρινή ανατρεπόμενη κυκλοφορία του Ατλαντικού έχασε έναν κρίσιμο παράγοντα ασφάλειας. Το φαινόμενο του φλάσινγκ (αγγλ. flushing) στην Θάλασσα της Γροιλανδίας σταμάτησε στον 75ο βόρειο παράλληλο το 1978 για μια δεκαετία, και έπειτα επανήλθε. Στη συνέχεια, ο δεύτερος μεγαλύτερος χώρος όπου συνέβαινε το φαινόμενο, η Θάλασσα του Λαμπραντόρ, σταμάτησε να λαμβάνει χώρα το 1997 για δέκα χρόνια. Ενώ οι παύσεις που αλληλεπικαλύπτονται στο χρόνο δεν έχουν παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια των 50 ετών που παρατηρείται το φαινόμενο, οι προηγούμενες συνολικές παύσεις λειτουργίας είχαν σοβαρές παγκόσμιες κλιματικές συνέπειες. Η απότομη κλιματική αλλαγή πιθανότατα ήταν η αιτία ευρέων και σοβαρών μεταβολών στο πλανήτη: Μαζικοί αφανισμοί ειδών κατά το παρελθόν, κυρίως ο Πέρμιος-Τριασσικός μαζικός αφανισμός ειδών και η κατάρρευση των βροχοδασών του λιθανθρακοφόρου, έχουν προταθεί ως συνέπεια της απότομης κλιματικής αλλαγής. Απώλεια βιοποικιλότητας: χωρίς παρεμβολές από την απότομη κλιματική αλλαγή και τα συμβάντα μαζικού αφανισμού, η βιοποικιλότητα της Γης θα συνέχιζε να αυξάνεται. Αλλαγές στην ωκεάνια κυκλοφορία, όπως:Αυξημένη συχνότητα του Ελ Νίνιο. Πιθανή διαταραχή στην ομαλότητα της θερμόαλης κυκλοφορίας, όπως αυτό που μπορεί να συνέβη κατά τη διάρκεια της Νεότερης Δρυάδας. Αλλαγές στη ταλάντωση του Βόρειου Ατλαντικού. Αλλαγές στην Ατλαντική Μεσημβρινή Ανατρεπόμενη Κυκλοφορία, ικανή να συμβάλει σε πιο ακραία καιρικά φαινόμενα. Μια πηγή επιπτώσεων της απότομης κλιματικής αλλαγής είναι η διαδικασία της ανάδρασης (ή ανατροφοδότησης, όπως συναντάται τόσο στο λήμμα όσο και σε άλλα σχετικά λήμματα) στην οποία ένα γεγονός θέρμανσης προκαλεί μια αλλαγή που οδηγεί σε περισσότερη θέρμανση. Το ίδιο μπορεί να ισχύει και για την ψύξη. Παραδείγματα τέτοιων διαδικασιών ανάδρασης είναι τα παρακάτω: Ανάδραση πάγου-λευκαύγειας. Φαινόμενο στο οποίο η πρόοδος ή η υποχώρηση του καλύμματος πάγου μεταβάλλει την λευκαύγεια της γης και την ικανότητά της να απορροφά την ενέργεια του ήλιου. Ανάδραση εδάφους-άνθρακα. Φαινόμενο στο οποίο εκδηλώνεται απελευθέρωση άνθρακα από τα εδάφη ως απάντηση στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Ο θάνατος και η καύση των δασών από την παγκόσμια υπερθέρμανση. Η μεταπαγετώδης άνοδος σε απάντηση στην υποχώρηση των παγετώνων (εκφόρτωση) και η αυξημένη αλατότητα σ τοπικό επίπεδο έχουν αποδοθεί στην αυξημένη ηφαιστειακή δραστηριότητα κατά την έναρξη της απότομης θέρμανσης των Μπέλινγκ-Άλερεντ. Συνδέονται με το διάστημα της έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας, υπονοώντας μια αλληλεπίδραση μεταξύ του κλίματος και των ηφαιστείων: την ενισχυμένη βραχυπρόθεσμη τήξη των παγετώνων, πιθανώς μέσω αλλαγών στην λευκαύγεια από την πτώση σωματιδίων στις επιφάνειες των παγετώνων. Αρκετές περίοδοι απότομης κλιματικής αλλαγής έχουν ταυτοποιηθεί λόγω των κλιματολογικών ερευνών. Αξιοσημείωτα παραδείγματα περιλαμβάνουν τα παρακάτω: Περίπου 25 κλιματικές μετατοπίσεις, που ονομάζονται κύκλοι των Ντάνσγκορντ-Έσγκερ, έχουν αναγνωριστεί στα τελευταία 100.000 χρόνια. Η Νεότερη Δρυάδα, κυρίως το ξαφνικό τέλος της. Είναι ο ο πιο πρόσφατος από τους κύκλους Ντάνσγκορντ-Έσγκερ και ξεκίνησε 12.900 χρόνια πριν και το κλίμα της γης έγινε θερμό και υγρό περίπου 11.600 χρόνια πριν. Έχει προταθεί ότι "η ακραία ταχύτητα αυτών των αλλαγών σε μια μεταβλητή που αντιπροσωπεύει άμεσα το περιφερειακό κλίμα συνεπάγεται ότι τα γεγονότα στο τέλος της τελευταίας εποχής των παγετώνων μπορεί να ήταν απαντήσεις σε κάποιο είδος ορίου ή αντίδρασης στο κλιματικό σύστημα του Βόρειου Ατλαντικού." Ένα μοντέλο για αυτό το γεγονός βασισμένο στην διακοπή της θερμόαλης κυκλοφορίας έχει υποστηριχθεί από άλλες μελέτες. Το Θερμικό Μέγιστο του Παλαιόκαινου-Ηώκαινου, το οποίο χρονολογήθηκε στα 55 εκατομμύρια χρόνια πριν, μπορεί να προκλήθηκε από την απελευθέρωση κλαθρικού μεθανίου, παρόλο που έχουν εντοπιστεί και άλλες πιθανές αιτίες που το προκάλεσαν. Αυτό συσχετίστηκε με μια ταχεία οξίνιση των ωκεανών Το συμβάν του Πέρμιου-Τριασσικού μαζικού αφανισμού των ειδών, στο οποίο έως και το 95% όλων των ειδών εξαφανίστηκε, έχει υποτεθεί ότι σχετίζεται με μια ταχεία αλλαγή στο παγκόσμιο κλίμα. Η ζωή στη γη χρειάστηκε 30 εκατομμύρια χρόνια για να ανακάμψει στους ρυθμούς προ αυτής της εξαφάνισης. Η κατάρρευση των βροχοδασών του Λιθανθρακοφόρου συνέβη πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια, οπότε τα τροπικά δάση καταστράφηκαν από την κλιματική αλλαγή. Το ψυχρότερο, ξηρότερο κλίμα είχε σοβαρές επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα των αμφιβίων, την πρωταρχική μορφή της ζωής των σπονδυλωτών στην ξηρά.Υπάρχουν επίσης απότομες κλιματικές αλλαγές που συνδέονται με την καταστροφική αποστράγγιση των παγετώνων λιμνών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το γεγονός που έλαβε 8.200 έτη πριν, το οποίο σχετίζεται με την αποστράγγιση της παγετωνικής λίμνης Αγκασίζ. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η Ανταρκτική Ψυχρή Αντιστροφή, 14.500 χρόνια πριν περίπου, γεγονός το οποίο προκλήθηκε από μια απελευθέρωση λιωμένου πάγου από το φύλλο πάγου της Ανταρκτικής ή το Λαυρεντίδιο φύλλο πάγου. Αυτά τα γεγονότα γρήγορα απελευθέρωσης λιωμένου νερού έχουν υποτεθεί ως αιτία για τους κύκλους Ντάσγκορντ-Έσγκερ,Μια μελέτη του 2017 κατέληξε στο συμπέρασμα ότι επικρατούσαν παρόμοιες συνθήκες με τις σημερινές τρύπες του όζοντος της Ανταρκτικής (ατμοσφαιρική κυκλοφορία και υδροκλιματικές αλλαγές), περίπου 17.700 χρόνια πριν, όταν η μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος συνέβαλε στην απότομη επιταχυμένη τήξη του πάγου στο Νότιο ημισφαίριο. Το γεγονός συμπτωματικά συνέπεσε με μια εκτιμώμενη σειρά 192 ετών μαζικών ηφαιστειακών εκρήξεων, που αποδόθηκαν στο όρος Τακάχε στη Δυτική Ανταρκτική. Alley, Richard B. (2000). The Two-Mile Time Machine: Ice Cores, Abrupt Climate Change, and Our Future. Princeton, N.J: Princeton University Press. ISBN 0-691-00493-5. Calvin, William H. (2002). A Brain for All Seasons: Human Evolution and Abrupt Climate Change. London and Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0-226-09201-1. Calvin, William H. (2008). Global fever: How to treat climate change. Chicago and London: University of Chicago Press. Cox, John (2005). Climate Crash: Abrupt Climate Change and What It Means for Our Future. Washington, D.C: Joseph Henry Press. ISBN 0-309-09312-0. Clark, P.U.· A.J. Weaver· E. Brook· E.R. Cook· T.L. Delworth· K. Steffen (2008). «Abrupt Climate Change. A report by the U.S. Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research». Reston, VA: U.S. Geological Survey. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 12 Αυγούστου 2009. Drummond, Carl N.; Wilkinson, Bruce H. (2006). «Interannual Variability in Climate Data». Journal of Geology 114 (3): 325–39. doi:10.1086/500992. Bibcode: 2006JG....114..325D. https://archive.org/details/sim_journal-of-geology_2006-05_114_3/page/325. Parson, Edward· Dessler, Andrew Emory (2006). The Science and Politics of Global Climate Change: A Guide to the Debate. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-521-53941-2. National Research Council (2013). Abrupt Impacts of Climate Change. ISBN 978-0-309-28773-9. Schwartz, Peter· Randall, Doug (Οκτωβρίου 2003). «An Abrupt Climate Change Scenario and Its Implications for United States National Security» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 20 Μαρτίου 2009. Weart, Spencer. «Rapid Climate Change». The Discovery of Global Warming. American Institute of Physics. Ανακτήθηκε στις 9 Ιανουαρίου 2020. (historical survey)