Nagła zmiana klimatu - Abrupt climate change

Hydraty klatratu zostały zidentyfikowane jako potencjalny czynnik powodujący nagłe zmiany.

Nagłe zmiany klimatu występuje, gdy system grzewczy jest zmuszony do przejścia z szybkością, która jest określana przez system klimat energetycznej równowagi , a które jest szybsze niż tempo zmian z zewnętrznego wymuszenia , choć może to nagły zmuszając imprez takich jak uderzenia meteorytów . Nagła zmiana klimatu jest zatem zmiennością wykraczającą poza zmienność klimatu . Minione wydarzenia obejmują koniec Collapse karbon Rainforest , Younger Dryas , wydarzenia Dansgaard-Oeschger , wydarzenia Heinrich i ewentualnie również paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne . Termin ten jest również używany w kontekście globalnego ocieplenia, aby opisać nagłą zmianę klimatu, która jest wykrywalna w skali czasu życia człowieka, prawdopodobnie w wyniku pętli sprzężenia zwrotnego w systemie klimatycznym lub punktów krytycznych .

Skala czasowa wydarzeń określanych jako „nagłe” może się znacznie różnić. Zmiany zarejestrowane w klimacie Grenlandii pod koniec młodszego dryasu, mierzone za pomocą rdzeni lodowych, wskazują na nagłe ocieplenie o +10 °C (+18 °F) w skali kilku lat. Inne nagłe zmiany to +4 °C (+7,2 °F) na Grenlandii 11270 lat temu lub nagłe +6 °C (11 °F) ocieplenie 22.000 lat temu na Antarktydzie . Natomiast maksimum termiczne paleocenu i eocenu mogło rozpocząć się od kilkudziesięciu do kilku tysięcy lat. Wreszcie, modele Earth System przewidują, że przy trwającej emisji gazów cieplarnianych już w 2047 r. temperatura blisko powierzchni Ziemi może odbiegać od zakresu zmienności w ciągu ostatnich 150 lat, wpływając na ponad 3 miliardy ludzi i większość miejsc o wielkiej różnorodności gatunkowej na Ziemi.

Definicje

Według Komitetu ds. Nagłych Zmian Klimatu Krajowej Rady ds. Badań Naukowych :

Zasadniczo istnieją dwie definicje nagłej zmiany klimatu:

  • Z punktu widzenia fizyki jest to przejście systemu klimatycznego w inny tryb w skali czasu, która jest szybsza niż odpowiedzialne wymuszenie .
  • Jeśli chodzi o skutki, „nagła zmiana to taka, która zachodzi tak szybko i nieoczekiwanie, że ludzie lub systemy naturalne mają trudności z przystosowaniem się do niej” .

Definicje te uzupełniają się: pierwsza daje pewien wgląd w to, jak następuje gwałtowna zmiana klimatu; to ostatnie wyjaśnia, dlaczego poświęca się temu tak wiele badań.

Ogólny

Możliwe elementy przechyłu w systemie klimatycznym obejmują regionalne skutki globalnego ocieplenia , z których niektóre wystąpiły nagle i dlatego można je uznać za nagłą zmianę klimatu. Naukowcy stwierdzili: „Nasza synteza obecnej wiedzy sugeruje, że różne elementy przechyłu mogą osiągnąć swój punkt krytyczny w tym stuleciu pod wpływem antropogenicznej zmiany klimatu”.

Postulowano, że telepołączenia, procesy oceaniczne i atmosferyczne, w różnych skalach czasowych, łączą obie półkule podczas nagłej zmiany klimatu.

IPCC twierdzi , że globalne ocieplenie „może prowadzić do pewnych efektów, które są nagłe lub nieodwracalny”.

Raport amerykańskiej National Research Council z 2013 r. wezwał do zwrócenia uwagi na nagłe skutki zmiany klimatu, stwierdzając, że nawet stała, stopniowa zmiana w fizycznym systemie klimatycznym może mieć nagłe skutki w innych miejscach, na przykład w infrastrukturze ludzkiej i ekosystemach, jeśli przekroczone zostaną krytyczne progi . Raport podkreśla potrzebę systemu wczesnego ostrzegania, który mógłby pomóc społeczeństwu lepiej przewidywać nagłe zmiany i pojawiające się skutki.

Naukowa wiedza na temat nagłych zmian klimatycznych jest na ogół słaba. Prawdopodobieństwo nagłej zmiany niektórych sprzężeń zwrotnych związanych z klimatem może być niskie. Czynniki, które mogą zwiększać prawdopodobieństwo nagłej zmiany klimatu, obejmują większe rozmiary globalnego ocieplenia, ocieplenie, które zachodzi szybciej i ocieplenie utrzymujące się przez dłuższy czas.

Modele klimatyczne

Główny artykuł: model klimatu

Modele klimatyczne nie są obecnie w stanie przewidzieć nagłych zmian klimatu ani większości wcześniejszych nagłych zmian klimatu. W modelach klimatycznych nie uwzględnia się obecnie potencjalnego nagłego sprzężenia zwrotnego spowodowanego formacjami jezior termokarstowych w Arktyce w odpowiedzi na rozmrażanie gleb wiecznej zmarzliny , uwalniające dodatkowy gaz cieplarniany, metan.

Możliwy prekursor

Najbardziej gwałtowne zmiany klimatu są prawdopodobnie spowodowane nagłymi zmianami cyrkulacji, analogicznymi do powodzi przecinającej nowy kanał rzeki. Najbardziej znanym przykładem są kilkadziesiąt zatrzymaniami pracy Północny Ocean Atlantycki „s Meridional wywrócenia Circulation podczas ostatniego zlodowacenia , wpływając na klimat na całym świecie.

  • Prąd ocieplenie Arktyki , czas trwania sezonu letniego, jest uważane za nagły i masywny.
  • Ubytek ozonu w Antarktyce spowodował znaczne zmiany w cyrkulacji atmosferycznej.
  • Były również dwa przypadki, kiedy południkowa cyrkulacja wywrotu Atlantyku straciła kluczowy czynnik bezpieczeństwa. Morza Grenlandii płukania w 75 ° N zamknięty w 1978, odzyskując w następnym dziesięcioleciu. Następnie drugie co do wielkości miejsce płukania, Morze Labradorskie , zostało zamknięte w 1997 roku na dziesięć lat. Chociaż w ciągu 50 lat obserwacji nie zaobserwowano nakładających się w czasie wyłączeń, poprzednie całkowite wyłączenia miały poważne konsekwencje klimatyczne na całym świecie.

Efekty

Podsumowanie ścieżki krążenia termohalinowego . Niebieskie ścieżki reprezentują prądy głębinowe, a czerwone ścieżki reprezentują prądy powierzchniowe.
Wymieranie permsko-triasowe, oznaczone tutaj „P-Tr”, jest najważniejszym wydarzeniem wymierania na tym wykresie dla rodzajów morskich .

Nagła zmiana klimatu prawdopodobnie spowodowała dalekosiężne i poważne skutki:

Efekty sprzężenia zwrotnego klimatu

Ciemna powierzchnia oceanu odbija tylko 6% napływającego promieniowania słonecznego; lód morski odzwierciedla 50 do 70 procent.
Zobacz też: Informacje zwrotne na temat zmian klimatu i Niekontrolowana zmiana klimatu

Jednym ze źródeł nagłych skutków zmiany klimatu jest proces sprzężenia zwrotnego , w którym ocieplenie powoduje zmianę, która przyczynia się do dalszego ocieplenia. To samo może dotyczyć chłodzenia. Przykładami takich procesów informacji zwrotnej są:

Wulkanizm

Odbicie izostatyczne w odpowiedzi na cofanie się lodowca (rozładunek) i zwiększone lokalne zasolenie przypisuje się zwiększonej aktywności wulkanicznej na początku nagłego ocieplenia Bølling-Allerød . Są one związane z okresem intensywnej aktywności wulkanicznej, co wskazuje na interakcję między klimatem a wulkanizmem: zwiększone krótkotrwałe topnienie lodowców, prawdopodobnie poprzez zmiany albedo spowodowane opadaniem cząstek na powierzchnie lodowców.

Przeszłe wydarzenia

Younger Dryas okres gwałtownych zmian klimatycznych pochodzi od Alpine kwiat, Dryasu .

W zapisie paleoklimatycznym zidentyfikowano kilka okresów nagłych zmian klimatycznych . Godne uwagi przykłady obejmują:

  • Około 25 zmian klimatycznych, zwanych cyklami Dansgaarda-Oeschgera , które zostały zidentyfikowane w zapisie rdzenia lodowego podczas okresu lodowcowego w ciągu ostatnich 100 000 lat.
  • Younger Dryas wydarzenie, zwłaszcza jego nagły koniec. Jest to najnowszy z cykli Dansgaarda-Oeschgera, który rozpoczął się 12 900 lat temu i przeniósł się z powrotem do reżimu klimatu ciepłego i wilgotnego około 11 600 lat temu. Sugerowano, że „ekstremalna szybkość tych zmian w zmiennej, która bezpośrednio reprezentuje klimat regionalny, sugeruje, że wydarzenia pod koniec ostatniego zlodowacenia mogły być odpowiedzią na pewien rodzaj progu lub wyzwalacza w systemie klimatycznym północnoatlantyckim”. Model tego zdarzenia oparty na zakłóceniu krążenia termohalinowego został poparty innymi badaniami.
  • Paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne , planowane na 55 milionów lat temu, które mogą być spowodowane przez uwalnianie klatraty metanu , chociaż potencjalne alternatywne mechanizmy zostały zidentyfikowane. Wiązało się to z szybkim zakwaszeniem oceanu
  • Przypuszcza się, że zdarzenie wyginięcia permsko-triasowego, w którym wyginęło do 95% wszystkich gatunków, ma związek z szybką zmianą globalnego klimatu. Odzyskanie życia na lądzie zajęło 30 milionów lat.
  • Collapse karbon Rainforest wystąpiło 300 milionów lat temu, w czasie których tropikalne lasy deszczowe zostały zniszczone przez zmiany klimatyczne. Chłodniejszy i suchszy klimat miał poważny wpływ na bioróżnorodność płazów, podstawowej formy życia kręgowców na lądzie.

Zachodzą też gwałtowne zmiany klimatyczne związane z katastrofalnym osuszaniem jezior polodowcowych. Jednym z przykładów jest wydarzenie o długości 8,2 kilolat , które jest związane z osuszaniem lodowcowego jeziora Agassiz . Innym przykładem jest odwrócenie zimna na Antarktydzie , ok. 1930 r. 14500 lat przed teraźniejszością ( BP ), co, jak się uważa, zostało spowodowane pulsacją wody z roztopów, prawdopodobnie z pokrywy lodowej Antarktydy lub pokrywy lodowej Laurentide . Postawiono hipotezę, że te gwałtowne zdarzenia uwalniania wody z topnienia są przyczyną cykli Dansgaarda-Oeschgera,

Badanie z 2017 roku wykazało, że warunki podobne do dzisiejszej dziury ozonowej na Antarktydzie (cyrkulacja atmosferyczna i zmiany hydroklimatu), około 17 700 lat temu, kiedy zubożenie ozonu w stratosferze przyczyniło się do nagłego przyspieszenia deglacjacji półkuli południowej . Wydarzenie zbiegło się w czasie z szacowaną na 192-letnią serią potężnych erupcji wulkanicznych, przypisywanych Mount Takahe na Antarktydzie Zachodniej .

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura