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Das langsamer der Zirkulation des Südlichen Ozeans, ein dramatischer Rückgang der Ausdehnung des Meereises und beispiellose Hitzewellen Sie alle geben Anlass zur Sorge, dass sich die Antarktis einem Wendepunkt nähern könnte.

Die Welt hat sich mittlerweile um 1.2? erwärmt. über dem vorindustriellen Niveau (definiert als die Durchschnittstemperatur zwischen 1805 und 1900) und hat einen globalen Meeresspiegelanstieg von 20 cm erlebt.

Wenn wir das Ziel überschreiten, wird es zu einem deutlich stärkeren Anstieg des Meeresspiegels und häufigeren extremen Klimaereignissen kommen Übereinkommen in Paris Ziel ist es, die Erwärmung deutlich unter 2? zu halten. Derzeit liegen wir im Durchschnitt globale Erwärmung von 3-4? bis 2100.

Während die jüngsten Extreme in der Antarktis nicht unbedingt Wendepunkte darstellen, wird die anhaltende Erwärmung den Eisverlust und die Erwärmung der Ozeane beschleunigen und die Antarktis in Richtung Schwellenwerte treiben, die, wenn sie einmal überschritten werden, zu irreversiblen Veränderungen führen würden – mit globalen langfristigen, generationenübergreifenden Auswirkungen und schwerwiegenden Folgen für Mensch und Umwelt.

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Das Erdsystem ist darauf ausgelegt, als Reaktion auf die Erwärmung des Klimas ein Gleichgewicht zu erreichen (ins Gleichgewicht zu kommen), aber das letzte Mal war der atmosphärische Kohlendioxidgehalt (CO?) so hoch wie heute (423 ppm). vor drei Millionen Jahren.

Es dauerte ein Jahrtausend, bis sich das Weltklima daran angepasst hatte. Als dies geschah, war die Erdoberfläche 2? wärmer und Der globale Meeresspiegel lag 20 m höher wegen Die Eisdecke der Antarktis schmilzt. Damals mussten sich sogar unsere frühesten menschlichen Vorfahren noch weiterentwickeln.

Die Evolution der Menschheit konnte erst nach CO beginnen? Ebenen unter 300 ppm gefallen, vor etwa 2.7 Millionen Jahren. Seitdem schwankt die Durchschnittstemperatur der Erde zwischen 10? während der Eiszeiten und 14? während der wärmeren Zwischeneiszeit.

Während der letzten 10,000 Jahre unserer heutigen Zwischeneiszeit war der Treibhausgasthermostat der Erde auf 300 ppm CO14 eingestellt, was eine angenehme Durchschnittstemperatur von XNUMX °C aufrechterhielt. Ein Goldlöckchenklima – nicht zu heiß, nicht zu kalt – aber genau richtig für das Gedeihen der menschlichen Zivilisation.

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Die anhaltende Erwärmung wird den Eisverlust und die Erwärmung der Ozeane beschleunigen und die Antarktis an die Schwelle irreversibler Veränderungen treiben. Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho über Getty Images

Das Erdsystem ist vernetzt

Die derzeitige globale Erwärmung bringt das Erdsystem über eine Schwelle, die die Menschheit noch nie erlebt hat, in ein Klima, in dem die Eisschelfs- und Meereseisschilde der Antarktis nicht mehr existieren können und eine Milliarde Menschen, die derzeit in Küstennähe leben, durch den steigenden Meeresspiegel ertrinken werden.

Dies wird eine Welt sein, in der Waldbrände, Hitzewellen, atmosphärische Flüsse, extreme Regenfälle und Dürren – wie wir sie letzten Sommer weltweit gesehen haben – an der Tagesordnung sein werden.

Das Erdsystem (Ozeane, Atmosphäre, Kryosphäre, Ökosysteme usw.) ist miteinander verbunden. Dies ermöglicht den Energiefluss und ermöglicht es physischen und ökologischen Systemen, im Gleichgewicht zu bleiben oder wieder ins Gleichgewicht zu kommen. Verbindungen können aber auch Abhängigkeiten bedeuten, die zu Reaktionen führen und Rückmeldungen und Konsequenzen verstärken. Änderungen haben einen Roll-on-Effekt, ähnlich wie das Umstürzen von Dominosteinen.

Rückkopplungsschleifen – zyklische Kettenreaktionen, die sich immer wieder wiederholen – können die Auswirkungen des Klimawandels stärker oder schwächer machen und manchmal das System stabilisieren, häufiger jedoch eine Reaktion mit negativen Auswirkungen verstärken.

Auch Veränderungen verlaufen nicht immer linear. Es kann auf menschlichen Zeitskalen abrupt und irreversibel sein, wenn a Schwelle oder Wendepunkt überschritten wird.

Hier skizzieren wir am Beispiel der globalen Erwärmung eine Abfolge von Veränderungen und Konsequenzen, einschließlich Rückkopplungsschleifen und Schwellenwerten Die Eisschilde der Antarktis schmelzen und der daraus resultierende Anstieg des Meeresspiegels.

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Diese Grafik zeigt, wie ein unverminderter Klimawandel eine Kaskade von Auswirkungen auslöst, die schwerwiegendere Folgen und Auswirkungen haben, von denen einige über viele Generationen hinweg irreversibel sein werden. Bec McMaster von ReMaster, CC BY-ND

Wir werfen einen 50-Jahres-Blick in die Zukunft, da dies für die heutigen politischen Entscheidungsträger relevant ist, aber auch viel längere Folgen für mehrere Generationen mit sich bringt. Während wir uns auf dieses Beispiel konzentrieren, gibt es viele andere Wendepunkte in der Antarktis, darunter die Auswirkungen von Süßwasser aus der Eisschmelze auf Meeresökosysteme und die Auswirkungen antarktischer Veränderungen auf die Temperatur- und Niederschlagsmuster von Aotearoa.

Antarktis in einer sich erwärmenden Welt

Sofern wir unseren aktuellen Emissionsverlauf nicht ändern, ist Folgendes zu erwarten.

Bis 2070 wird sich das Klima über der Antarktis (Te Tiri o te Moana) um mehr als 3? über vorindustriellen Temperaturen. Der Südliche Ozean (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) wird 2? Wärmer.

Als Folge gehen mehr als 45 % des sommerlichen Meereises verloren, was dazu führt, dass sich der Oberflächenozean und die Atmosphäre über der Antarktis noch schneller erwärmen, da der dunkle Ozean das weiße Meereis ersetzt, mehr Sonnenstrahlung absorbiert und als Wärme wieder abgibt. Dadurch kann warme, feuchte Luft in atmosphärischen Flüssen aus den Tropen weiter nach Süden vordringen.

Diese beschleunigte Erwärmung des antarktischen Klimas ist ein Phänomen, das als polare Verstärkung bekannt ist. Dies geschieht bereits in der Arktis, die sich zwei- bis dreimal schneller erwärmt als der globale Durchschnitt von 1.2 °C, mit dramatischen Folgen für den dauerhaften Verlust von Meereis und das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes.

Wendepunkte in der Antarktis

Das erwärmte Wasser schmilzt die Eisschelfs, bei denen es sich um schwimmende Eiszungen handelt, die den antarktischen Eisschild stabilisieren und den Eisfluss in den Ozean verlangsamen.

Schelfeise können einen Kipppunkt überschreiten, wenn die lokalen Meerestemperaturschwellen überschritten werden, was dazu führt, dass sie dünner werden und an Stellen schwimmen, an denen sie einst durch Kontakt mit dem Meeresboden an Ort und Stelle gehalten wurden. Auch das Schmelzen an der Oberfläche schwächt das Schelfeis. In einigen Fällen füllt Wasser an der Oberfläche Risse im Eis und kann dann dazu führen, dass große Gebiete katastrophal zerfallen.

Bis 2070 wird die Hitze im Ozean und in der Atmosphäre dazu geführt haben, dass viele Schelfeise in Eisberge zerfallen, die schmelzen und ein Viertel ihres Volumens als Süßwasser in den Ozean abgeben. Bis zum Jahr 2100 werden 50 % des Schelfeises verschwunden sein. Bis 2150 wird alles geschmolzen sein.

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 Die Schelfeise der Antarktis halten Landgletscher zurück, die aufgrund der Schwerkraft ins Meer fließen. Wolfgang Kaehler / LightRocket über Getty Images

Ohne Schelfeise, die die Eisdecke zurückhalten, werden Gletscher aufgrund der Schwerkraft noch schneller in den Ozean abfließen. Große Teile des ostantarktischen Eisschildes und fast der gesamte westantarktische Eisschild liegen auf Felsen in tiefen Senken unter dem Meeresspiegel.

Sie sind anfällig für einen irreversiblen Prozess namens Instabilität des Meereseises (MISSION). Während sich die Ränder des Eises in die tiefen Becken zurückziehen, angetrieben durch das anhaltende Eindringen warmen Meereswassers, wird das Der Eisverlust wird selbsttragend mit zunehmender Geschwindigkeit, bis alles verschwunden ist.

Eine weitere positive Rückmeldung, die als Instabilität der Meereseisklippen bezeichnet wird (CED), bedeutet, dass Klippen an den Rändern der sich zurückziehenden Eisdecke instabil werden und umkippen, wodurch noch höhere Klippen freigelegt werden fallen unter ihrem eigenen Gewicht wie Dominosteine ​​ständig zusammen.

Wenn die globale Erwärmung nicht unter 2 °C gehalten wird, zeigen Eisschildmodelle, dass der globale Meeresspiegel um ein Vielfaches ansteigen wird Beschleunigungsrate bis zu 3 m pro Jahrhundert. Zukünftige Generationen werden sich dem unaufhaltsamen Rückzug der Grönland- und Meeresabschnitte der antarktischen Eisdecke verschrieben haben, was zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels um bis zu 24 m führen wird.

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 Teile der Eisdecke der Antarktis liegen unter dem Meeresspiegel und sind anfällig für einen unaufhaltsamen Rückzug, sobald bestimmte Schwellenwerte überschritten werden. Britische Antarktis-Umfrage, CC BY-ND

Diese Änderungen unterstreichen die Dringlichkeit sofortiger und tiefgreifender Emissionssenkungen. Die Antarktis muss ein stabiler, eisbedeckter Kontinent bleiben, um die schlimmsten Auswirkungen des steigenden Meeresspiegels zu vermeiden.

Programme auf der ganzen Welt, einschließlich der Antarktische Wissenschaftsplattform, priorisieren die Erforschung zukünftiger Veränderungen des antarktischen Eisschildes. Auch wenn die Nachrichten nicht großartig sind, bleibt noch Zeit zum Handeln.

Über den Autor

Timothy Naish, Professor für Geowissenschaften, Te Herenga Waka - Victoria Universität von Wellington.  Mel Climo, Sandy Morrison und Nancy Bertler von der Antarctic Science Platform danken für ihren Beitrag und ihre Unterstützung.Das Gespräch

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