Teleconexiuni între elementele de basculare din sistemul terestru

Sursa: Liu, T., Chen, D., Yang, L. et al. Teleconnections among tipping elements in the Earth system. Nat. Clim. Chang. 13, 67–74 (2023). https://doi.org/10.1038/s41558-022-01558-4 (Rezumat)

Articolul „Teleconnections among tipping elements in the Earth system”, semnat de Teng Liu și colaboratorii și publicat în Nature Climate Change, analizează modul în care diferite „elemente de basculare” (tipping elements) ale sistemului climatic global pot fi conectate la distanțe foarte mari și pot influența reciproc evoluția climei. Aceste elemente sunt componente majore ale sistemului terestru care, după depășirea anumitor praguri critice, pot trece rapid și uneori ireversibil într-o stare diferită. Problema esențială abordată de autori este dacă modificarea unui asemenea element poate fi transmisă către alte regiuni ale planetei, contribuind eventual la cascade de puncte critice.

Studiul se concentrează asupra Pădurii Amazoniene (Amazon Rainforest Area – ARA), considerată unul dintre elementele climatice cu risc de basculare. Deforestarea și încălzirea climatică au redus reziliența Amazonului, iar transformarea unor părți ale pădurii într-un ecosistem mai uscat ar putea produce efecte mult dincolo de America de Sud. Pentru investigarea acestora, autorii construiesc o serie de rețele climatice dinamice și fizice pe baza datelor privind temperatura aerului la suprafață. Relațiile statistice și decalajele temporale dintre mii de puncte geografice permit identificarea unor influențe la distanță și a unor posibile trasee de propagare.

Rezultatele indică faptul că influența Amazonului nu este distribuită uniform pe planetă, ci prezintă un model puternic localizat. Sunt detectate legături cu Atlanticul, zona arctică, Oceanul Indian și, în mod deosebit, cu două regiuni considerate importante pentru stabilitatea sistemului climatic: Podișul Tibetan (TP) și calota glaciară a Antarcticii de Vest. În timpul episoadelor El Niño și La Niña, aria globală afectată de variațiile Amazonului tinde să fie mai restrânsă, dar influențele asupra regiunilor respective devin mai intense.

Una dintre principalele constatări este existența unei teleconexiuni negative robuste între Amazon și Podișul Tibetan, două regiuni aflate la aproximativ 15.000 km distanță. Analiza de rețea identifică un posibil traseu de propagare de aproape 20.000 km, care pornește din America de Sud, traversează sudul Africii și Orientul Mijlociu și ajunge pe Podișul Tibetan. Autorii asociază acest traseu cu circulații atmosferice cunoscute: anticiclonul Atlanticului de Sud, zona de convergență intertropicală și vânturile de vest de la latitudinile medii ale emisferei nordice. Simulările climatice CMIP5 și CMIP6 sugerează că configurația generală a acestei căi rămâne relativ stabilă chiar în condițiile încălzirii globale, timpul total de propagare rezultat din modele fiind de aproximativ 15 zile.

O confirmare suplimentară a legăturii Amazon–Tibet provine din analiza sincronizării fenomenelor climatice extreme. Pentru indicatorul privind numărul de zile cu temperaturi peste medie, corelația dintre cele două regiuni ajunge la r = 0,92. Alți indicatori de temperatură prezintă, de asemenea, corelații pozitive puternice, în timp ce indicatorii de precipitații tind să fie corelați negativ. Autorii consideră aceste rezultate compatibile cu existența unei conexiuni fizice între cele două regiuni foarte îndepărtate.

O parte importantă a studiului privește stabilitatea climatică a Podișului Tibetan, denumit adesea „al treilea pol” al planetei. Folosind date zilnice privind acoperirea cu zăpadă din perioada 1990–2020, cercetătorii caută fenomenul de critical slowing down – încetinirea revenirii unui sistem la starea sa normală după perturbări, considerată un posibil semnal timpuriu al apropierii de un prag critic. Sunt analizate autocorelația de ordinul întâi AR(1) și exponenții DFA, într-o fereastră mobilă de zece ani. Ambele măsuri cresc pronunțat după 2008, ceea ce autorii interpretează ca o pierdere progresivă a stabilității stratului de zăpadă tibetan și ca indiciu că regiunea s-ar putea apropia de un punct de basculare.

În concluzie, studiul susține ideea că elementele critice ale sistemului climatic nu trebuie analizate izolat. Amazonul poate fi conectat prin teleconexiuni cu regiuni foarte îndepărtate, precum Podișul Tibetan și Antarctica de Vest, iar interdependențele respective ar putea contribui la cascade de tranziții climatice abrupte. Autorii propun analiza bazată pe teoria rețelelor ca instrument pentru identificarea acestor relații și, eventual, pentru detectarea timpurie a unor schimbări critice. Din această perspectivă, Podișul Tibetan ar trebui considerat un element important al sistemului global de tipping elements. În același timp, rezultatele evidențiază caracterul sistemic al riscurilor climatice: destabilizarea unei regiuni poate avea consecințe la scară planetară, ceea ce are implicații directe pentru adaptarea climatică, evaluarea riscurilor și guvernanța globală.