klimat w Arktyce 6 15
Fritz POLKING/Gamma-Rapho za pośrednictwem Getty Images

Połączenia Kierowco zwolnij cyrkulacji Oceanu Południowego, dramatyczny spadek w zasięg lodu morskiego i bezprecedensowe upały wszystkie budzą obawy, że Antarktyda może zbliżać się do punktów krytycznych.

Świat ocieplił się już o 1.2? powyżej poziomu przedindustrialnego (definiowanego jako średnia temperatura między 1805 a 1900 rokiem) i doświadczył globalnego wzrostu poziomu morza o 20 cm.

Znacząco wyższy wzrost poziomu mórz i częstsze ekstremalne zjawiska klimatyczne będą miały miejsce, jeśli przekroczymy Umowa Paryż cel utrzymania ocieplenia znacznie poniżej 2°C. Obecnie jesteśmy na dobrej drodze do osiągnięcia średniej globalne ocieplenie o 3-4? do 2100.

Podczas gdy niedawne ekstrema na Antarktydzie niekoniecznie są punktami zwrotnymi, trwające ocieplenie przyspieszy utratę lodu i ocieplenie oceanów, popychając Antarktydę w kierunku progów, których przekroczenie doprowadziłoby do nieodwracalnych zmian – z globalnymi długoterminowymi, wielopokoleniowymi reperkusjami i poważnymi konsekwencjami dla ludzi i środowiska.

wewnętrzna grafika subskrypcji

Układ ziemski został zaprojektowany tak, aby osiągnąć równowagę (dojrzeć do równowagi) w odpowiedzi na ogrzewanie klimatu, ale ostatnim razem, gdy poziom dwutlenku węgla (CO?) w atmosferze był tak wysoki jak obecnie (423 ppm), miał miejsce trzy miliony lat temu.

Przystosowanie się do tego klimatu na świecie zajęło tysiąc lat. Kiedy to nastąpiło, powierzchnia Ziemi wynosiła 2? cieplej i globalny poziom mórz był o 20 m wyższy spowodowany Topnienie pokrywy lodowej Antarktydy. W tamtych czasach nawet nasi najwcześniejsi przodkowie mieli dopiero ewoluować.

Ewolucja ludzkości mogła rozpocząć się dopiero po CO? poziomy spadła poniżej 300ppm, około 2.7 miliona lat temu. Od tego czasu średnia temperatura Ziemi wahała się w granicach 10? podczas epok lodowcowych i 14? w cieplejszych okresach międzylodowcowych.

W ciągu ostatnich 10,000 300 lat obecnego okresu międzylodowcowego ziemski termostat gazów cieplarnianych był ustawiony na 14 ppm CO₂, utrzymując przyjemną średnią temperaturę XNUMX℃. Złotowłosy klimat – nie za gorący, nie za zimny – ale w sam raz dla rozkwitu cywilizacji ludzkiej.

klimat w Arktyce2 6 15

Trwające ocieplenie przyspieszy utratę lodu i ocieplenie oceanów, popychając Antarktydę w kierunku progów nieodwracalnych zmian. Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho za pośrednictwem Getty Images

System Ziemi jest ze sobą połączony

Obecne globalne ocieplenie powoduje, że system ziemski przekracza próg, jakiego ludzkość nigdy nie doświadczyła, w klimat, w którym lodowce szelfowe Antarktydy i morskie pokrywy lodowe nie mogą już istnieć, a miliard ludzi żyjących obecnie w pobliżu wybrzeża zostanie utopiony przez podnoszące się wody mórz.

Będzie to świat, w którym pożary lasów, fale upałów, atmosferyczne rzeki, ekstremalne opady deszczu i susze – takie jak te, które widzieliśmy na całym świecie zeszłego lata – staną się codziennością.

System Ziemi (ocean, atmosfera, kriosfera, ekosystemy itp.) jest ze sobą połączony. Umożliwia to przepływ energii, umożliwiając systemom fizycznym i ekologicznym zachowanie równowagi lub jej odzyskanie. Ale powiązania mogą również oznaczać zależności, prowadzące do reakcji, wzmacniania sprzężeń zwrotnych i konsekwencji. Zmiany mają efekt roll-on, podobnie jak przewracające się kostki domina.

Pętle sprzężenia zwrotnego – cykliczne reakcje łańcuchowe, które wciąż się powtarzają – mogą wzmacniać lub osłabiać skutki zmiany klimatu, czasami stabilizując system, ale częściej wzmacniając reakcję z negatywnymi skutkami.

Zmiana również nie zawsze przebiega liniowo. Może to być nagłe i nieodwracalne w ludzkich skalach czasowych, jeśli a próg lub punkt krytyczny został przekroczony.

Tutaj zarysowujemy jedną sekwencję zmian i konsekwencji, w tym pętle sprzężenia zwrotnego i progi, na przykładzie globalnego ocieplenia topnienia pokryw lodowych Antarktydy i wynikający z tego wzrost poziomu mórz.

klimat w Arktyce3 6 15

Ten wykres pokazuje, w jaki sposób niesłabnąca zmiana klimatu uruchamia kaskadę skutków, które skutkują poważniejszymi konsekwencjami i skutkami, z których niektóre będą nieodwracalne przez wiele pokoleń w przyszłości. Bec McMaster z ReMaster, CC BY-ND

Patrzymy w przyszłość na 50 lat, ponieważ jest to istotne dla dzisiejszych decydentów, ale także wprowadza znacznie dłuższe, wielopokoleniowe konsekwencje. Chociaż skupiamy się na tym przykładzie, istnieje wiele innych punktów zwrotnych Antarktydy, w tym wpływ słodkiej wody z topnienia pokrywy lodowej na ekosystemy morskie oraz wpływ zmian Antarktyki na temperaturę i wzorce opadów Aotearoa.

Antarktyda w ocieplającym się świecie

O ile nie zmienimy naszej obecnej trajektorii emisji, możemy się tego spodziewać.

Do 2070 roku klimat nad Antarktydą (Te Tiri o te Moana) ociepli się o ponad 3? powyżej temperatur przedindustrialnych. Ocean Południowy (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) będzie 2? grzałka.

W rezultacie ponad 45% letniego lodu morskiego zostanie utracone, powodując jeszcze szybsze ocieplenie powierzchni oceanu i atmosfery nad Antarktydą, ponieważ ciemny ocean zastępuje biały lód morski, pochłaniając więcej promieniowania słonecznego i ponownie emitując je w postaci ciepła. Pozwala to ciepłemu, wilgotnemu powietrzu w rzekach atmosferycznych z tropików przenikać dalej na południe.

To przyspieszone ocieplenie klimatu Antarktyki jest zjawiskiem znanym jako wzmocnienie polarne. Dzieje się to już w Arktyce, która ociepla się dwa do trzech razy szybciej niż średnia światowa wynosząca 1.2°C, co ma dramatyczne konsekwencje w postaci trwałej utraty lodu morskiego i topnienia pokrywy lodowej Grenlandii.

Punkty krytyczne Antarktydy

Podgrzane wody topią półki lodowe, które są pływającymi językami lodu, które stabilizują pokrywę lodową Antarktydy, spowalniając przepływ lodu do oceanu.

Szelfy lodowe mogą przekroczyć punkt krytyczny, gdy przekroczone zostaną lokalne progi temperatury oceanu, powodując ich rozrzedzenie i unoszenie się w miejscach, w których kiedyś były utrzymywane na miejscu przez kontakt z dnem morskim. Topnienie na powierzchni osłabia również półki lodowe. W niektórych przypadkach woda na powierzchni wypełnia pęknięcia w lodzie i może spowodować katastrofalne rozpadanie się dużych obszarów.

Do 2070 roku ciepło w oceanie i atmosferze spowoduje, że wiele szelfów lodowych rozpadnie się na góry lodowe, które stopią się i uwolnią jedną czwartą swojej objętości do oceanu w postaci słodkiej wody. Do 2100 roku 50% szelfów lodowych zniknie. Do 2150 wszystko się stopi.

klimat w Arktyce4 6 15
 Szelfy lodowe Antarktydy powstrzymują lodowce na lądzie, które grawitacyjnie spływają do morza. Wolfgang Kaehler / LightRocket przez Getty Images

Bez szelfów lodowych powstrzymujących pokrywę lodową, lodowce będą się rozładowywać w jeszcze szybszym tempie pod wpływem grawitacji do oceanu. Duże części pokrywy lodowej Antarktydy Wschodniej i prawie całej pokrywy lodowej Antarktydy Zachodniej znajdują się na skałach w głębokich zagłębieniach poniżej poziomu morza.

Są podatne na nieodwracalny proces zwany niestabilnością lądolodu morskiego (MISJA). Gdy krawędzie lodu cofają się do głębokich basenów, napędzane przez ciągłe wkraczanie ciepłych wód oceanicznych, utrata lodu staje się samowystarczalna w coraz szybszym tempie, aż wszystko zniknie.

Kolejna pozytywna informacja zwrotna, zwana niestabilnością morskich klifów lodowych (IBD), oznacza, że ​​klify na obrzeżach cofającego się lądolodu stają się niestabilne i przewracają się, odsłaniając jeszcze wyższe klify, które zapadają się pod własnym ciężarem jak kostki domina.

Jeśli globalne ocieplenie nie utrzyma się poniżej 2°C, modele pokrywy lodowej pokazują, że globalny poziom mórz wzrośnie o ok tempo przyspieszania do 3m na wiek. Przyszłe pokolenia będą zobowiązane do niepowstrzymanego cofania się Grenlandii i morskich części pokryw lodowych Antarktydy, powodując wzrost poziomu mórz na świecie aż o 24 metry.

klimat w Arktyce5 6 15
 Części pokrywy lodowej Antarktydy są uziemione poniżej poziomu morza i są narażone na niepowstrzymany odwrót po przekroczeniu pewnych progów. British Antarctic Survey, CC BY-ND

Zmiany te podkreślają pilną potrzebę natychmiastowych i głębokich cięć emisji. Antarktyda musi pozostać stabilnym kontynentem pokrytym lodem, aby uniknąć najgorszych skutków podnoszących się mórz.

Programy na całym świecie, m.in Platforma Naukowa Antarktydy, traktują priorytetowo badania nad przyszłymi zmianami pokrywy lodowej Antarktydy. Nawet jeśli wieści nie są najlepsze, jest jeszcze czas na działanie.

O autorze

Tymoteusz Naish, profesor nauk o Ziemi, Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington.  Mel Climo, Sandy Morrison i Nancy Bertler z Antarctic Science Platform otrzymują podziękowania za wkład i wsparcie.Konwersacje

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.