Międzynarodowa współpraca prowadzona przez naukowców z Oregon State University zidentyfikowała 27 akceleratorów globalnego ocieplenia znanych jako wzmacniające pętle sprzężenia zwrotnego, w tym niektóre, które zdaniem naukowców mogą nie być w pełni uwzględnione w modelach klimatycznych.
Zauważają, że odkrycia, opublikowane dzisiaj w czasopiśmie One Earth, dodają pilności potrzebie reagowania na kryzys klimatyczny i dostarczają decydentom planu działania mającego na celu uniknięcie najpoważniejszych konsekwencji ocieplenia planety.
W naukach o klimacie wzmacniające pętle sprzężenia zwrotnego to sytuacje, w których zmiany spowodowane klimatem mogą wywołać proces, który powoduje jeszcze większe ocieplenie, co z kolei intensyfikuje zmiany. Przykładem może być ocieplenie w Arktyce, które prowadzi do topnienia lodu morskiego, co skutkuje dalszym ociepleniem, ponieważ woda morska raczej pochłania niż odbija promieniowanie słoneczne.
Christopher Wolf, doktor habilitowany z OSU College of Forestry i wybitny profesor William Ripple, przeprowadzili badanie, które w sumie dotyczyło 41 informacji zwrotnych dotyczących zmian klimatu.
„Wiele pętli sprzężenia zwrotnego, które zbadaliśmy, znacznie zwiększa ocieplenie ze względu na ich związek z emisją gazów cieplarnianych” – powiedział Wolf. „Według naszej najlepszej wiedzy jest to najobszerniejsza dostępna lista pętli sprzężenia zwrotnego klimatu i nie wszystkie z nich są w pełni uwzględniane w modelach klimatycznych. Pilnie potrzebne są dalsze badania i modelowanie oraz przyspieszone ograniczanie emisji”.
Dokument zawiera dwa wezwania do działania na rzecz „natychmiastowej i masowej” redukcji emisji:
Zminimalizuj krótkoterminowe ocieplenie, biorąc pod uwagę, że „katastrofy klimatyczne” w postaci pożarów, powodzi na wybrzeżach, topnienia wiecznej zmarzliny, intensywnych burz i innych ekstremalnych warunków pogodowych już występują. Złagodzić możliwe główne zagrożenia wynikające z punktów krytycznych klimatu, które zbliżają się coraz bardziej ze względu na rozpowszechnienie wielu wzmacniających pętli sprzężenia zwrotnego. Punkt krytyczny to próg, po przekroczeniu którego zmiana elementu systemu klimatycznego staje się samoutrwalająca.
„Potrzebne są transformacyjne, społecznie sprawiedliwe zmiany w globalnej energetyce i transporcie, krótkotrwałe zanieczyszczenie powietrza, produkcja żywności, ochrona przyrody i gospodarka międzynarodowa, wraz z polityką demograficzną opartą na edukacji i równości, aby sprostać tym wyzwaniom zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej termin” – powiedział Ripple. „Jest już za późno, aby w pełni zapobiec bólowi związanemu ze zmianami klimatycznymi, ale jeśli wkrótce podejmiemy znaczące kroki, stawiając na pierwszym miejscu podstawowe potrzeby człowieka i sprawiedliwość społeczną, nadal możliwe będzie ograniczenie szkód”.
Ripple, Wolf i współautorzy z University of Exeter, Potsdam Institute for Climate Impact Research, Woodwell Climate Research Center i Terrestrial Ecosystems Research Associates rozważyli zarówno biologiczne, jak i fizyczne sprzężenia zwrotne. Biologiczne sprzężenia zwrotne obejmują zamieranie lasów, utratę węgla w glebie i pożary; fizyczne sprzężenia zwrotne obejmują zmiany, takie jak zmniejszona pokrywa śnieżna, zwiększone opady antarktyczne i kurczenie się arktycznego lodu morskiego.
Oczekuje się, że nawet stosunkowo niewielkie ocieplenie zwiększy prawdopodobieństwo, że Ziemia przekroczy różne punkty krytyczne, twierdzą naukowcy, powodując duże zmiany w systemie klimatycznym planety i potencjalnie wzmacniając wzmacniające sprzężenia zwrotne.
„Modele klimatyczne mogą nie doceniać przyspieszenia globalnych zmian temperatury, ponieważ nie uwzględniają w pełni tego dużego i powiązanego zestawu wzmacniających pętli sprzężenia zwrotnego” – powiedział Wolf. „Dokładność modeli klimatycznych ma kluczowe znaczenie, ponieważ pomagają one kierować działaniami łagodzącymi, informując decydentów o spodziewanych skutkach emisji gazów cieplarnianych spowodowanych przez człowieka. Chociaż najnowsze modele klimatyczne znacznie lepiej radzą sobie z uwzględnianiem różnych pętli sprzężenia zwrotnego, potrzebny jest większy postęp”.
Naukowcy zauważają, że emisje znacznie wzrosły w ciągu ostatniego stulecia, pomimo kilkudziesięcioletnich ostrzeżeń, że należy je znacznie ograniczyć. Naukowcy twierdzą, że interakcje między pętlami sprzężenia zwrotnego mogą spowodować trwałe odejście od obecnego stanu klimatu Ziemi do takiego, który zagraża przetrwaniu wielu ludzi i innych form życia.
„W najgorszym przypadku, jeśli wzmacniające sprzężenia zwrotne są wystarczająco silne, rezultatem jest prawdopodobnie tragiczna zmiana klimatu, która wykracza poza wszystko, co ludzie mogą kontrolować” – powiedział Ripple. „Potrzebujemy szybkiego przejścia do zintegrowanej nauki o systemach Ziemi, ponieważ klimat można w pełni zrozumieć tylko poprzez wspólne rozważenie funkcjonowania i stanu wszystkich systemów Ziemi. Będzie to wymagało współpracy na dużą skalę, a wynik dostarczy lepszych informacji decydentom”.
Oprócz 27 wzmacniających sprzężeń zwrotnych klimatu, naukowcy zbadali siedem, które charakteryzują się tłumieniem – działają stabilizująco na system klimatyczny. Przykładem jest nawożenie dwutlenkiem węgla, gdzie rosnące stężenie atmosferycznego CO2 prowadzi do zwiększonego pobierania węgla przez roślinność.
Skutki pozostałych siedmiu sprzężeń zwrotnych, w tym zwiększonego zapylenia atmosferycznego i zmniejszonej stabilności oceanu, nie są jeszcze znane.
Artykuł w One Earth ma odpowiednią stronę internetową (https://scientistswarning.forestry.oregonstate.edu/climate_feedbacks), która zawiera więcej informacji na temat pętli sprzężenia zwrotnego klimatu, w tym infografiki i interaktywne animacje.