Wat is klimaatpuntpunte en hoe hulle ons planeet skielik kan verander
Sybren Drijfhout, Universiteit van Southampton
So onlangs as 6,000 jaar gelede Die Sahara was groen en vrugbaar. Ons het bewyse gevind van groot riviere wat die streek oorgesteek het, gevoer deur bloeiende nedersettings. Toe het dinge skielik verander. Bome het gesterf en die land het opgedroog. Grond het weggewaai of in sand verander en daardie riviere was nie meer nie. In 'n paar eeue is die Sahara van 'n streek soortgelyk aan moderne Suid-Afrika verander in die woestyn wat ons vandag ken.
Dit is 'n voorbeeld van 'n "keerpunt". Dink maar aan die klimaat soos 'n stoel. Dit neem 'n sterk druk om omslaan 'n stoel staan ​​op vier bene, maar wanneer dit leun op slegs twee bene die vereiste druk word kleiner. Inderdaad, indien die neiging word groot genoeg is, sal dit omslaan op sigself.
Vandag is die toeneming van klimaatverandering aan die toeneem - en ons weet dat dit skielik kan oorval, aangesien ons planeet voorheen verskeie abrupte skakelaars tussen verskillende lande gesien het. Saam met wat met die Sahara gebeur het, is daar ook flip-flops tussen ystydperke en matige toestande wat elke 1,000-jaar plaasgevind het voordat dinge 10,000 jare gelede gevestig het.
Die idee dat aardverwarming baie klimaatsisteme kan destabiliseer en tot abrupte oorgange lei, is in die film ondersoek The Day After Tomorrow, Waarin smeltende ys rakke veroorsaak 'n skielike ommeswaai in Atlantic strome - en 'n wêreldwye katastrofe.
Die idee van klimaatpuntpunte is strenger ondersoek deur 'n span wetenskaplikes wat myself gelei het vir 'n studie wat onlangs gepubliseer is die tydskrif PNAS. Ons het gekyk na al die simulasies wat uitgevoer is deur 37-klimaatmodelle wat gebruik is om die Intergouvernementele Paneel van Klimaatverandering (IPCC) in te lig - tesame met hul historiese en pre-industriële simulasies. Dit het ons 'n reuse hoeveelheid data gegee: rondom 1015 bytes verdeel oor verskeie rekenaar bedieners regoor die wêreld.
Ons het 37 gevalle van abrupte verandering bespeur, versprei oor drie verskillende klimaatveranderings scenario's. Dit sluit in dat die Arktiese Oseaan selfs in die winter ysloos word, die Amazone-reënwoud doodgaan en die totale verdwyning van sneeu en ysbedekking op die Tibetaanse plato.
Daar is 'n 30% kans dat ten minste een van hierdie aflaaipunte oor die volgende 200-jaar gekruis sal word. Dit verhoog na 50% in die mees aggressiewe opwarmings scenario. Die waarskynlikheid om 'n individuele puntpunt oor te steek, is egter baie laer, slegs 'n paar persentasiepunte. So sal die Himalajas waarskynlik steeds ten minste sommige van hul gletsers behou. Jy moet nog in Januarie op die Noordpool kan staan. Maar saam, daar is 'n ordentlike kans dat daar iets groot gaan gebeur.
Een van die belangrikste bevindings is dat 18 uit 37 skielike veranderinge is geneig om te voorkom wanneer globale temperatuur styg is 2 ℃ of minder, dikwels aangebied as 'n boonste vlak van "veilige" aardverwarming. Ons resultate impliseer dat daar geen venster van "veilige" aardverwarming en geen drumpel skei veilige en gevaarlike klimaatsverandering. Elke 0.5 ℃ temperatuur toename is insgelyks gevaarlik.
Tipping punte wat ons kan bereik
Baie van die tippingpunte wat ons gevind het, is van toepassing op see-ys en oseane-sirkulasie. Omdat seewater minder sonlig weerspieël as ys - en meer hitte absorbeer - verdwynende see ys beteken verdere plaaslike verwarming, wat op sy beurt meer smeltende see ys beteken. Hierdie proses kan die effek van aardverwarming vinnig versterk. Die meeste klimaatmodelle simuleer 'n abrupte verdwyning van al die somer see-ys in die Arktiese Oseaan sommige wys hierdie eeu.
Soms voorspel die modelle dat die omgekeerde proses sal plaasvind, met see-ysvorming in gebiede wat voorheen oop water was. Byvoorbeeld, waterdreinering uit die Groenland en Antarktiese ysplate, gekombineer met verhoogde presipitasie en smeltende see ys, kan daartoe lei dat oseaanoppervlakte vars en ligter word as gewoonlik. In die verre noord-Atlantiese Oseaan sal dit die vermenging tussen kouer oppervlaktes en water voorkom hitte van die diep see wat vind gewoonlik in die streek. Met die hitte diep oorblywende in die see, sal die gevolglike afkoeling meer wydverspreid wees - een model voorspel dat teen 2060 die Oossee kan byna geheel en al vries oor elke winter.
Atlantiese huidige ineenstorting sal die noorde van Europa baie koud maak. Kaart toon moontlike temperatuurverskil tussen 2080-2100 en 1850-1900-gemiddelde soos gesimuleer deur die FIO-ESM-model. Sybren Drijfhout, outeur voorsienIn twee scenario hierdie proses is gekoppel aan 'n ineenstorting van die Atlantiese sirkulasie dat warm water bring uit die Suidelike Halfrond te koud see rondom Groenland waar dit sink. 'N ineenstorting van alle sinking sluit hierdie sirkulasie af.
Dit is die dag na môre-scenario. Ek het onlangs 'n aparte vraestel geskryf waarin die moontlike gevolge van so 'n ondersoek ontleed is ineenstorting in oseaanstrome - Dit is meer aannemelijk as wat jy dalk dink en dit sal regtig tot globale verkoeling lei. Trouens, afhangende van volgehoue ​​uitstootvlakke, kan die effekte selfs die dekades tot 'n eeu selfs die opwarming van die aarde oorskry, veral in die noordelike halfrond.
Sulke skielike oorgange is meer skaars op land, maar sommige modelle voorspel dat 'n 2.5 ℃-opwarming die Amazone-reënwoud kan laat verdwyn binne 200-jare. Bosse bevat baie vog, en verdamping hou die plaaslike klimaat koel. As bome begin sterf, sal die streek warmer en droër word, wat meer bome sal doodmaak.
Die meeste klimaat modelle doen nog nie eens faktor in hoe plantegroei sal reageer op veranderinge in klimaat - en verbeterings in hierdie opsig sal waarskynlik lei tot meer voorspellings van landgebaseerde "wip punte". Net so, kan ysplaat in duie stort en koolstof en metaan vrylating uit ontdooi ysgrond ook lei tot skielike oorgange, maar is nog nie ingesluit in klimaat modelle.
Om hierdie redes glo my kollegas en ek dat die katalogus van abrupte verskuiwings wat ons gevind het, eintlik aan die onderkant van wat in die werklikheid voorkom. Gevaarlike klimaatsverandering is nie beperk tot 2 ℃ aardverwarming of meer nie - om onaangename verrassings te voorkom, moet ons dit soveel as moontlik beperk.
Sybren Drijfhout, Professor in Fisiese Oceanografie en Klimaatfisika, Universiteit van Southampton. Belangrikste navorsingsbelange draai om die rol van die see in klimaatsverandering en omgekeerd, die impak van klimaatsverandering op die see, veral die stabiliteit van die Atlantiese Oseaanoorlog en die abrupte klimaatsverandering.