Interacțiunea elementelor de basculare în sistemul de climatizare

Odată cu încălzirea globală în progres, există un risc crescut ca unul sau mai multe elemente de basculare din sistemul climatic să depășească un prag critic, ceea ce duce la consecințe grave pentru clima globală, ecosisteme și societățile umane. Deși procesele de bază sunt destul de bine înțelese, nu este clar cum interacțiunile lor ar putea avea un impact asupra stabilității generale a sistemului climatic al Pământului. Până în prezent, acest lucru nu poate fi analizat pe deplin cu modele de sistem Pământ de ultimă generație din cauza constrângerilor de calcul, precum și a unor reprezentări ale procesului lipsă și incerte ale anumitor elemente de basculare. Există riscul ca efectele domino să fie declanșate de fiecare dintre elementele individuale de răsturnare sub încălzirea globală în experimente de echilibru. Interacțiunile au tendința de a destabiliza rețeaua de elemente de basculare.Există un rol calitativ al fiecăruia dintre cele patru elemente de răsturnare din cadrul rețelei, straturile de gheață polare de pe Groenlanda și Antarctica de Vest sunt adesea inițiatorii cascadelor de răsturnare, în timp ce Circulația de răsturnare a meridianului atlantic (AMOC) acționează ca un mediator care transmite cascade. Acest lucru indică faptul că ăn general calotele de gheață, care sunt deja expuse riscului de a-și depăși pragurile de temperatură în intervalul Paris de 1,5 la 2 grd C, sunt de o importanță deosebită pentru stabilitatea sistemului climatic în ansamblu.

Sistemul Pământului cuprinde o serie de subsisteme la scară largă, așa-numitele elemente de basculare, care pot suferi modificări mari și posibil ireversibile ca răspuns la perturbații de mediu sau antropice odată ce un anumit prag critic de forțare este depășit (Lenton et al., 2008). ). Odată declanșat, procesul efectiv de basculare poate dura câțiva ani până la milenii, în funcție de timpii de răspuns respectivi ai sistemului (Hughes și colab., 2013; Lenton și colab., 2008). Printre elementele de basculare se numără componentele criosferei, cum ar fi calotele de gheață continentale de pe Groenlanda și Antarctica; componente ale biosferei, cum ar fi pădurea tropicală amazoniană, pădurile boreale și recifele de corali; și modele de circulație atmosferică și oceanică la scară largă, cum ar fi sistemele musonice și Circulația de răsturnare a meridianului atlantic (AMOC). Odată cu încălzirea globală continuă, devine mai probabil ca pragurile critice ale unor elemente de basculare să fie depășite, posibil în acest secol, declanșând consecințe grave pentru ecosisteme, infrastructură și societățile umane. Aceste praguri critice pot fi cuantificate în raport cu temperatura medie globală a suprafeței (GMT), rezultând trei grupuri de elemente de basculare care sunt caracterizate prin temperatura lor critică între 1 și 3, între 3 și 5 și peste 5 grd C de încălzire comparativ respectiv cu temperaturi preindustriale (Schellnhuber et al., 2016). Cel mai vulnerabil cluster, care este deja expus riscului de încălzire între 1 și 3 grd C, include mai multe componente ale criosferei, în special ghețarii de munți, precum și calotele de gheață din Groenlanda și Antarctica de Vest. Studii recente sugerează potențiali indicatori de avertizare timpurie pentru aceste elemente de basculare, arătând că unele dintre ele se apropie sau ar fi putut deja să fi depășit un prag critic (Lenton et al., 2019; Caesar et al., 2018; Nobre et al., 2016; Favier și colab., 2014).

Referințe

Caesar, L., Rahmstorf, S., Robinson, A., Feulner, G., and Saba, V.: Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation, Nature, 556, 191–196, 2018.
Favier, L., Durand, G., Cornford, S. L., Gudmundsson, G. H., Gagliardini, O., Gillet-Chaulet, F., Zwinger, T., Payne, A. J., and Le Brocq, A. M.: Retreat of Pine Island Glacier controlled by marine ice-sheet instability, Nat. Clim. Change, 4, 117–121, 2014.
Hughes, T., Carpenter, S., Rockström, J., Scheffer, M., and Walker, B.: Multiscale regime shifts and planetary boundaries, Trends Ecol. Evol., 28, 389–395, 2013.
Lenton, T. M., Held, H., Kriegler, E., Hall, J. W., Lucht, W., Rahmstorf, S., and Schellnhuber, H. J.: Tipping elements in the Earths climate system, P. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 1786–1793, 2008.
Lenton, T. M., Rockström, J., Gaffney, O., Rahmstorf, S., Richardson, K., Steffen, W., and Schellnhuber, H. J.: Climate tipping points – too risky to bet against, Nature, 575, 592–595, 2019.
Nobre, C. A., Sampaio, G., Borma, L. S., Castilla-Rubio, J. C., Silva, J. S., and Cardoso, M.: Land-use and climate change risks in the Amazon and the need of a novel sustainable development paradigm, P. Natl. Acad. Sci. USA, 113, 10759–10768, 2016.
Schellnhuber, H., Rahmstorf, S., and Winkelmann, R.: Why the right climate target was agreed in Paris, Nat. Clim. Change, 6, 649–653, 2016.

Sursa: Wunderling, N., Donges, J. F., Kurths, J., and Winkelmann, R.: Interacting tipping elements increase risk of climate domino effects under global warming, Earth Syst. Dynam., 12, 601–619, https://doi.org/10.5194/esd-12-601-2021, 2021, licența CC BY 4.0. Traducere și interpretare Nicolae Sfetcu