Gwałtowne zmiany mogą uruchomić kaskadę powiązań między częściami systemu, która popchnie Ziemię w stronę skrajnego ocieplenia i wzrostu poziomu mórz.
Naukowcy twierdzą, że kilka kluczowych systemów Ziemi znalazło się bliżej destabilizacji, niż dotąd sądzono.
To zwiększa ryzyko, że planeta podąży ścieżką Ziemi cieplarnianej, napędzaną sprzężeniami zwrotnymi, które mogą spotęgować skutki globalnego ocieplenia.
Wyniki międzynarodowych badań, prowadzonych pod kierownictwem Williama Ripple’a z Uniwersytetu Stanowego Oregonu, opublikowano dziś w czasopiśmie „One Earth”.
„Możemy wchodzić w okres bezprecedensowych zmian klimatu”
Raport „The risk of a hothouse Earth trajectory” zbiera ustalenia naukowe dotyczące sprzężeń zwrotnych w klimacie oraz 16 elementów progowych – podsystemów Ziemi, które mogą stać się niestabilne po przekroczeniu krytycznych progów temperatury.
Tak gwałtowne zmiany mogą wywołać kaskadę powiązanych reakcji między tymi podsystemami. To skierowałoby planetę na ścieżkę skrajnego ocieplenia i wzrostu poziomu mórz.
Badanie ostrzega, że takich warunków może się nie dać odwrócić w skali ludzkiego życia, nawet przy głębokich redukcjach emisji.
– Po milionie lat wahań między epokami lodowcowymi a cieplejszymi okresami klimat Ziemi ustabilizował się ponad 11 tys. lat temu, co umożliwiło rozwój rolnictwa i złożonych społeczeństw – mówi William Ripple, wybitny profesor ekologii w College of Forestry na Uniwersytecie Stanowym Oregonu.
– Teraz oddalamy się od tej stabilności i możemy wchodzić w okres bezprecedensowych zmian klimatu.
„Zmiany klimatu postępują szybciej, niż przewidywało wielu naukowców”
Do elementów progowych należą pokrywy lodowe Antarktydy i Grenlandii, lodowce górskie, lód morski, lasy borealne i wieloletnia zmarzlina, Amazonia oraz Atlantycka Południkowa Cyrkulacja Wymienna (AMOC) – system prądów morskich, który w istotny sposób kształtuje klimat na świecie.
Naukowcy przypominają, że niespełna 10 lat po porozumieniu paryskim, które miało ograniczyć długoterminowe ocieplenie do 1,5 stopnia Celsjusza powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej, wzrost średniej temperatury na świecie przekraczał 1,5 stopnia Celsjusza przez 12 kolejnych miesięcy.
W tym czasie dochodziło też do skrajnych, śmiertelnie groźnych i bardzo kosztownych pożarów lasów, powodzi oraz innych katastrof naturalnych związanych z klimatem.
– Przekroczenie limitu temperatury zwykle ocenia się na podstawie 20-letnich średnich, jednak symulacje modeli klimatycznych sugerują, że ostatnie 12-miesięczne naruszenie tego progu oznacza, iż długoterminowy wzrost średniej temperatury wynosi około 1,5 stopnia – mówi współautor badania Christopher Wolf, naukowiec z firmy badawczej Terrestrial Ecosystems Research Associates (TERA) z Corvallis.
– Najprawdopodobniej globalne temperatury są dziś tak wysokie, jak kiedykolwiek w ostatnich 125 tys. lat, a nawet wyższe, a zmiany klimatu postępują szybciej, niż przewidywało wielu naukowców.
Zdaniem naukowców stężenie dwutlenku węgla w atmosferze jest dziś prawdopodobnie najwyższe od co najmniej 2 mln lat. Przy ponad 420 częściach na milion (ppm) koncentracja CO2 w powietrzu jest o około 50 proc. wyższa niż przed rewolucją przemysłową.
Zagrożenie związane ze sprzężeniami zwrotnymi w klimacie
Gdy klimat się zmienia, mogą uruchamiać się procesy, które z powrotem oddziałują na sam klimat, wzmacniając lub osłabiając pierwotną zmianę. Takie mechanizmy nazywa się sprzężeniami zwrotnymi w systemie klimatycznym.
– Wzmacniające sprzężenia zwrotne zwiększają ryzyko przyspieszonego ocieplenia – wyjaśnia Ripple. – Na przykład topnienie lodu i śniegu, rozmarzanie wieloletniej zmarzliny, zamieranie lasów czy utrata węgla z gleb mogą dodatkowo potęgować ocieplenie, a tym samym wpływać na wrażliwość układu klimatycznego na gazy cieplarniane.
Ripple, Wolf i ich współpracownicy – Jillian Gregg z TERA oraz czołowi klimatolodzy z Niemiec, Danii i Austrii – podkreślają, że obecne dane, w połączeniu z niepewnościami wpisanymi w prognozy klimatyczne, należy traktować jako sygnał, że pilnie potrzeba działań na rzecz ograniczenia zmian klimatu i przystosowania się do nich.
– Obecne sposoby łagodzenia zmian klimatu, w tym szybkie zwiększanie udziału energii ze źródeł odnawialnych i ochrona ekosystemów magazynujących węgiel, są kluczowe, aby ograniczyć wzrost temperatur na świecie – mówi Ripple.
Autorzy dodają, że priorytetem powinny być także strategie wpisujące odporność na zmiany klimatu w ramy polityk publicznych, a także społecznie sprawiedliwe odchodzenie od paliw kopalnych.
Naukowcy wskazują też na potrzebę nowych podejść, w tym skoordynowanego, globalnego monitorowania punktów krytycznych oraz lepszego planowania zarządzania ryzykiem.
– Niepewne wartości progowe tylko podkreślają znaczenie zasady ostrożności – mówi Wolf. – Przekroczenie choć części z nich mogłoby skierować planetę na ścieżkę Ziemi cieplarnianej, z długotrwałymi, być może nieodwracalnymi konsekwencjami.
– Decydenci i opinia publiczna w dużej mierze nie zdają sobie sprawy z ryzyka związanego z takim przejściem, które w praktyce byłoby punktem bez powrotu. A choć uniknięcie scenariusza Ziemi cieplarnianej nie będzie łatwe, jest o wiele bardziej realne niż próba zawrócenia, gdy już na tę ścieżkę wejdziemy.
„Musimy szybko wykorzystać kurczące się możliwości działania”
Zdaniem naukowców proces przełamywania punktów krytycznych może już zachodzić w przypadku pokryw lodowych Grenlandii i Antarktydy Zachodniej, a wieloletnia zmarzlina w strefie borealnej, lodowce górskie oraz Amazonia znajdują się na progu takiego przesilenia.
W silnie powiązanym systemie klimatycznym Ziemi destabilizacja w jednym regionie może rozchodzić się przez oceany i kontynenty. Topniejący lód przyspiesza ocieplenie, bo zmniejsza albedo i zmienia Atlantycką Południkową Cyrkulację Wymienną, co z kolei powoduje zmiany pasów deszczy tropikalnych.
Na przykład topnienie pokrywy lodowej Grenlandii może dodatkowo osłabić AMOC, co z kolei może sprawić, że część Amazonii przekroczy próg zmiany z lasu deszczowego w sawannę.
– AMOC już teraz wykazuje oznaki słabnięcia, a to może zwiększyć ryzyko zamierania Amazonii, z poważnymi, negatywnymi skutkami dla magazynowania węgla i bioróżnorodności – podkreśla Ripple.
– Uwolnienie węgla w wyniku obumierania Amazonii dodatkowo wzmocniłoby globalne ocieplenie i powiązało się z innymi sprzężeniami zwrotnymi. Musimy jak najszybciej wykorzystać nasze kurczące się możliwości, by zapobiec niebezpiecznym, wymykającym się spod kontroli skutkom zmian klimatu.