Was sind Klimapunkte und wie sie plötzlich unseren Planeten verändern könnten?

Was sind Klimapunkte und wie sie plötzlich unseren Planeten verändern könnten?

Erst 6,000 Jahren Die Sahara war grün und fruchtbar. Wir haben Hinweise auf große Flüsse gefunden, die von blühenden Siedlungen gesäumt sind. Dann änderten sich plötzlich die Dinge. Bäume starben und das Land vertrocknete. Der Boden wehte weg oder verwandelte sich in Sand und diese Flüsse waren nicht mehr. In nur wenigen Jahrhunderten verwandelte sich die Sahara von einer Region, die dem heutigen Südafrika ähnelt, in die Wüste, die wir heute kennen.

Dies ist ein Beispiel für einen "Wendepunkt". Man denke nur an das Klima wie ein Stuhl. Es braucht einen starken Schub, einen Stuhl auf vier Beinen stand zu kippen, aber wenn es nur zwei Beine stützte sich auf ist die erforderliche Schub kleiner wird. Tatsächlich, wenn die Neigung groß genug wird, wird es von selbst umkippen.

Heute nimmt die Neigung zum Klimawandel zu - und wir wissen, dass er plötzlich umkippen könnte, da unser Planet zuvor mehrere plötzliche Wechsel zwischen verschiedenen Staaten erlebt hat. Neben dem, was mit der Sahara passiert ist, gibt es auch die Flip-Flops zwischen Eiszeiten und gemäßigten Bedingungen, die alle 1,000 Jahre passierten, bevor sich die Dinge vor 10,000 Jahren beruhigten.

Die Idee, dass die Erderwärmung viele Klimasysteme destabilisieren und zu abrupten Übergängen führen könnte, wurde im Film untersucht The Day After Tomorrowbei dem Schmelzen Eismassen verursacht eine plötzliche Umkehr in Atlantic Strömungen - und eine weltweite Katastrophe.

Die Idee der Klimakipppunkte wurde von einem Team von Wissenschaftlern, die von mir selbst geleitet wurden, genauer untersucht der Zeitschrift PNAS. Wir haben alle Simulationen betrachtet, die von 37-Klimamodellen durchgeführt wurden, um den Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) zu informieren - zusammen mit ihren historischen und vorindustriellen Simulationen. Das gab uns eine gigantische Menge an Daten: rund um 1015 Bytes aufgeteilt auf mehrere Computerserver auf der ganzen Welt.

Wir haben 37-Fälle von abrupten Veränderungen entdeckt, die sich auf drei verschiedene Klimaszenarien verteilen. Dazu gehört, dass die Arktis auch im Winter eisfrei wird, der Amazonas-Regenwald absterben und Schnee und Eis auf dem tibetischen Plateau völlig verschwinden.

Es besteht eine Chance von 30%, dass mindestens einer dieser Tipppunkte in den nächsten 200-Jahren überschritten wird. Dies erhöht sich auf 50% im aggressivsten Erwärmungsszenario. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Wendepunkt überschritten wird, ist jedoch mit nur wenigen Prozentpunkten viel geringer. So wird der Himalaja wahrscheinlich zumindest einige seiner Gletscher behalten. Sie sollten noch im Januar auf dem Nordpol stehen können. Aber zusammengenommen besteht eine gute Chance, dass etwas Großes passieren wird.


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Eines der wichtigsten Ergebnisse ist, dass 18 aus 37 abrupten Änderungen möglich sind, wenn die globale Temperatur steigt 2 ℃ oder weniger sind, oft als obere Ebene der "sicheren" globale Erwärmung präsentiert. Unsere Ergebnisse bedeuten, dass es keine Fenster von "sicher" die globale Erwärmung und ohne Schwelle trennt sicheren und gefährlichen Klimawandel. Jede 0.5 ℃ Temperaturerhöhung ist ähnlich gefährlich.

Tipping Points können wir erreichen

Viele der Kipppunkte, die wir gefunden haben, gelten für Meereis und Ozeanzirkulation. Weil Meerwasser weniger Sonnenlicht reflektiert als Eis - und mehr Wärme absorbiert - bedeutet das Verschwinden des Meereises eine weitere Erwärmung, die wiederum mehr schmelzendes Meereis bedeutet. Dieser Prozess kann die Auswirkungen der globalen Erwärmung schnell verstärken. Die meisten Klimamodelle simulieren ein plötzliches Verschwinden des gesamten Sommereises in der Arktis bei irgendwann in diesem Jahrhundert.

Manchmal sagen Modelle voraus, dass der umgekehrte Prozess stattfindet, wobei sich Meereis in Regionen bildet, in denen zuvor offenes Wasser war. Zum Beispiel kann Wasser, das aus den grönländischen und antarktischen Eisschichten abfließt, in Verbindung mit erhöhtem Niederschlag und schmelzendem Meereis dazu führen, dass die Oberflächengewässer der Ozeane frischer und leichter als gewöhnlich werden. Im fernen Nordatlantik würde dies die Vermischung zwischen kälterem Oberflächenwasser und Wärme aus dem tiefen Ozean dass erfolgt in der Regel in der Region. Mit Hitze im Ozean noch tief, wäre der resultierende Abkühlung weiter verbreitet - ein Modell prognostiziert, dass bis 2060 der Ostsee könnte fast vollständig jeden Winter zufrieren.

Klima 7 21 Der Zusammenbruch des atlantischen Stromes würde Nordeuropa sehr kalt machen. Die Karte zeigt den potenziellen Temperaturunterschied zwischen dem 2080-2100- und dem 1850-1900-Durchschnitt, wie vom FIO-ESM-Modell simuliert. Sybren Drijfhout, Autor zur Verfügung gestelltIn beiden Szenarien wird dieser Prozess mit einem Zusammenbruch der atlantischen Zirkulation verbunden, die von der südlichen Hemisphäre zu kalten Meeren rund um Grönland warmes Wasser bringt, wo es sinkt. Ein Zusammenbruch aller Versenkung schließt diese Zirkulation nach unten.

Dies ist das Szenario "Tag für Morgen". Kürzlich habe ich ein eigenes Papier geschrieben, in dem die möglichen Auswirkungen eines solchen Problems analysiert wurden kollabieren in Meeresströmungen - Es ist plausibler als Sie vielleicht denken und es würde wirklich zu globaler Abkühlung führen. In der Tat könnten die Auswirkungen in Abhängigkeit von den fortdauernden Emissionswerten sogar die globale Erwärmung für Jahrzehnte bis zu einem Jahrhundert aufwiegen, insbesondere in der nördlichen Hemisphäre.

Solche plötzlichen Übergänge sind an Land seltener, aber einige Modelle sagen voraus, dass eine Erwärmung von 2.5 ℃ dazu führen könnte, dass der Amazonas-Regenwald innerhalb von 200 Jahren verschwindet. Wälder enthalten viel Feuchtigkeit und die Verdunstung hält das lokale Klima kühl. Wenn Bäume anfangen zu sterben, wird die Region wärmer und trockener, was mehr Bäume töten wird.

Die meisten Klimamodelle immer noch nicht einmal Faktor, wie die Vegetation auf Veränderungen des Klimas reagieren - und Verbesserungen in dieser Hinsicht wahrscheinlich zu mehr Prognosen von landbasierten "Tipping Points" führen würde. Ebenso Eisdecke bricht zusammen und Kohlenstoff und Methan-Freisetzung aus dem Auftauen Permafrost könnte auch abrupte Übergänge führen, sind aber noch nicht in den Klimamodellen enthalten.

Aus diesen Gründen glauben meine Kollegen und ich, dass der Katalog der abrupten Verschiebungen, die wir gefunden haben, tatsächlich am unteren Ende dessen liegt, was in der Realität auftreten könnte. Gefährliche Klimaänderungen sind nicht auf die globale Erwärmung von 2 oder mehr beschränkt - um unangenehme Überraschungen zu vermeiden, sollten wir sie so weit wie möglich begrenzen.

Über den AutorDas Gespräch

drijfhout sybrenSybren Drijfhout, Professor für Physikalische Ozeanographie und Klimaphysik, Universität von Southampton. Forschungsschwerpunkte sind die Rolle des Ozeans beim Klimawandel und umgekehrt die Auswirkungen des Klimawandels auf den Ozean, insbesondere die Stabilität der atlantischen meridionalen Umwälzbewegung und der abrupte Klimawandel.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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