Елементи на наклон - Ахилови пети во системот на земја - Институт за истражување на влијанието на климата во Потсдам
Слика: Географска класификација на најважните елементи на вртење во земјениот систем со назнака за климатските зони според Köppen. Елементите на превртувањето може да се поделат во три класи: ледени тела, менување на протокот или системите за циркулација на океаните и атмосферата и загрозени екосистеми од надрегионално значење. Системи на прашалници чиј статус на елемент на превртување сè уште не е научно обезбеден. Извор: ПИК, 2017 година.
Мапата на елементот за навалување е лиценцирана според лиценцата на Криејтив комонс BY-ND 3.0 DE.
Кликнете на насловите за повеќе информации за поединечните елементи на навалување.
Ледено тело
Каде што ќе исчезне лесниот мраз, обично се појавува потемна потповршина, било да е тоа карпесто корито на еден глечер или море. Оваа изложена темна површина апсорбира повеќе топлина од сонцето, што пак го забрзува исчезнувањето на преостанатиот мраз. Овој механизам, познат како мраз-албедо повратна информација, е класичен пример на процес на само-зајакнување во кој ист феномен, имено губење на мраз, е и последица и дел од причината за локалното зголемување на температурата. Покрај тоа, постојат многу други механизми кои - како што е опишано подолу - ги претвораат големите ледени маси на Земјиниот систем во превртувачки елементи.
Се топи мразот на Арктикот
Арктичкиот морски мраз се намалува со невидена брзина веќе неколку децении. Ова не само што влијае на обемот, туку, пред сè, на дебелината на мразот што лебди. Иако тенкиот мраз се гради повторно брзо во големи области во студените години, тој е исто така многу чувствителен на топлите лета, така што може да се очекува дека Арктикот ќе биде без мраз на лето до крајот на векот. Поради повратните информации од мраз-албедо (меѓу неколку други феномени), ова придонесува за фактот дека глобалното затоплување во високите северни географски широчини е околу двапати побрзо од глобалниот просек 3 .
Губење на мразот на Гренланд
Во последниве години, загубата на мразот во Гренланд поради лелеците што се влеваат во морето и зголеменото топење во лето, нагло се зголеми. Мразот, кој на места е дебел три километри, ќе изгуби висина на долг рок. Неговата површина, која сега е сè уште во високи и затоа ладни слоеви на воздух, тоне и затоа е изложена на потопли температури. Ова пак го интензивира топењето. Постојат докази дека точка на превртување на скоро целосно губење на мразот на долг рок може да се постигне со глобално затоплување од нешто помалку од 2 ° C 4. Ако емисиите продолжат да растат, ледената покривка може дури и целосно да се сруши до крајот на милениумот, што ќе доведе до зголемување до седум метри 5 .
Колапс на листот мраз на Западен Антарктик
Големи делови од подот на западниот антарктички леден лист лежат на континенталниот гребен под нивото на морето, а подлабоко и подлабоко понатаму продира „низводно од мразот“ во внатрешноста на овој дел од континентот. Оваа посебна ситуација значи дека ледената плоча може да стане нестабилна поради одредени процеси на проток 6. Ако замрзнатиот лист на Западен Антарктик се распадне како резултат на овој процес, нивото на морето ќе се искачуваше за повеќе од три метри во текот на вековите. Сепак, постојат индикации дека - со или без човечка интервенција 7 - токму таков процес е веќе во тек денес 8-11 .
Делумен колапс на Источен Антарктик
Иако Источен Антарктик, кој е дом на повеќето светски резерви слатководни врзани со мраз, се чини стабилен во моментот, има и големи сливови на приливот под нивото на морето. Можно е дека губењето на релативно мал „приклучок“ мраз што приклучува нестабилна област, исто така, може да изложи делови на Источен Антарктик на авто-засилениот механизам за губење на мраз опишан погоре за Западен Антарктик 12. Затоплувањето од 2-3 ° C може да предизвика нестабилност и тука, со долгорочен потенцијал за подигнување на нивото на морето од 3-4 метри 13 .
Одмрзнување на арктичкиот вечен мраз
Арктичките трајни мразови или замрзнати почви, замрзнати со векови до милениуми, се наоѓаат во Сибир и Северна Америка и може да ослободат огромни количини на јаглерод диоксид и метан кога се одмрзнуваат. Најдобрите три метри складираат околу илјада милијарди тони јаглерод 14. Сепак, мразот може да оди многу подлабоко: Во т.н. почви Једома, неколку стотици милијарди тони јаглерод се складираат на длабочина поголема од 3 метри - овие супстанции доаѓаат од органски материјал што се чувал тука за време и од последното ледено доба 14. Микроорганизмите кои ги распаѓаат овие јаглеродни соединенија генерираат топлина и со тоа го забрзуваат одмрзнувањето и распаѓањето на почвата. За време на таканаречената формација на термокарст, распаѓањето на земјата изложува подлабоки слоеви на процеси на роса и распаѓање. Ваквите самоинтензивирани процеси на уништување, поттикнати од затоплување на Арктикот два и пол пати побрзо од глобалното средство 16, нема да бидат реверзибилни за кратка временска скала од неколку векови, бидејќи првичното складирање траеше многу милениуми 17 .
Метанот излегуваше надвор од океаните
Метан хидрат е метан заробен во мраз што се чува во седиментите на Арктичкиот океан, особено во источен Сибир. Количината на складиран органски јаглерод таму сè уште е тешко да се процени со сигурност 14. Хидратите на метан полека се деградираат илјадници години како резултат на снабдување со топлина од морската вода - тие се сметаат за слаб елемент на опаѓање. Метанот е краткотраен, иако многу потентен, стакленички гас. Поголемиот дел оксидира во атмосферата до јаглерод диоксид во рок од една деценија, што потоа дополнително ја загрева атмосферата во текот на милениумите.
протоксистеми
Постојат целогодишни или сезонски преовладувачки модели на големи и големи струи на воздух и океан, како и повеќегодишни природни флуктуации кои не се непроменливи. Имаше неколку пресврти и фази на реорганизација во климатската историја на нашата планета. Следното ги сумира можните нагли промени во системите на проток што можеме да ги очекуваме во иднина.
Намалување на циркулацијата на термохалинот во Атлантикот
Превртливите струи на Атлантикот претставуваат огромен енергетски подвижен појас со кој топла вода на површината се транспортира на север и по ладењето и потонувањето таму, назад кон југ. Голфскиот тек, одговорен за блага клима во северо-западна Европа, е дел од овој сегашен систем. Еден од нејзините главни мотори е студената, густа (а со тоа и тешка) солена вода, која тоне во длабочините покрај Гренланд и Лабрадор. Доколку се влева повеќе свежа вода поради топењето на мразот на север, формирањето на длабока вода може да ослабне како резултат на помалата густина на водата и овој погон може да ослабне. Слабеењето на Голфскиот тек за околу 15% е веќе демонстрирано од 18-19. Ова може да има сериозни ефекти врз морските екосистеми, да доведе до заладување во областа на Северен Атлантик и да го интензивира зголемувањето на нивото на морето, особено на американскиот атлантски брег.
Нарушување на феноменот Ел Нињо
Нормално, трговските ветрови на Пацификот крај Јужна Америка ја водат ладната длабока вода на површината. Топла топла површинска вода тече - водена од ветерот - од Јужна Америка до Југоисточна Азија. Во временскиот феномен Ел Нињо, трговските ветрови се ослабени и се создава спротивна струја. Како резултат, југоисточниот дел на Пацификот покрај Јужна Америка се затоплува. Особено силните манифестации на овој феномен, кои нередовно се повторуваат на секои две до седум години, можат да станат почести со неконтролираните климатски промени 20. Ефектот на овој образец може да се почувствува низ целиот свет, на пример во форма на суши во Австралија и Југоисточна Азија и зголемени врнежи на западните брегови на Америка. Во текот на таквата промена во моделот на океанско-атмосферска циркулација, динамиката на монсуните исто така може да промени 21, на пример во Западна Индија или Јужна Африка.
Забавување или зафаќање на планетарните бранови на млазниот поток
На висина од 7 до 12 километри, млазот поток, познат како млазен поток, меандри низ средните ширини околу северната хемисфера и, како зонски појас на силни ветрови, ги одделува ладните воздушни маси на Арктикот од поумерените на југот. Брановите што ги погодува „лутаат“ околу земјата на таков начин што ги придвижуваат овие воздушни маси во источен правец. Овие динамики на воздухот се почетна точка за појава на подрачја со висок и низок притисок, кои пак имаат силно влијание врз времето во овие региони. Движењето на воздушната маса низ млазниот поток се чини дека забавува, или брановите може дури да навлезат во млазот, така што општите временски услови не се раствораат за многу недели. За возврат, тоа може да резултира во разни постојани екстремни временски услови како што се студ и топли бранови, поплави и суши 22-26 .
Дестабилизација на индиските монсуни
До 90% од индискиот дожд се должи на редовните летни монсуни. Монсунот се заснова на внатрешен механизам за повратни информации кој обезбедува постојан, само-засилен транспорт на влажен воздух од морето до копно. Поради кондензацијата на оваа влага, латентната топлина се ослободува од паѓањето на врнежите, што продолжува да гарантира дека се зголемуваат топла воздушна маса и се повлекува влажен воздух од морето зад него. И аеросолите (клучни зборови загадување на воздухот) и промената на употребата на земјиштето играат клучна улога во овој високо чувствителен систем. Во текот на климатските промени, движењето на нишалото на ослабени и засилени монсунски настани може да се генерира во Јужна Азија, како резултат на што екстремни суши и поплави ќе се наизменично 27-29 .
Смена во монсуните на Западна Африка кои влијаат на Сахара
Врската меѓу влагата, вегетацијата и атмосферата на почвата исто така може да предизвика промена во системот на монсуните во Западна Африка 30. Ова може да доведе до периоди на силен или слаб дожд за населението во Западна Африка, во зависност од тоа дали појасот за врнежи ќе се префрли на југ до Гвинејскиот Залив или на север кон зоната Сахел. Во вториот случај, врнежите во зоната Сахел може да се зголемат и да поттикнат повторно зазеленување на Сахара - под услов регионот да не биде преграден. Сепак, позеленувањето може да има и негативни последици. Бидејќи изворите на пустинска прашина, кои досега се пренесуваа на запад преку Атлантикот во бури, па дури и снабдуваа корални гребени на Карибите и дождовната шума на Амазон со хранливи материи, може да се исушат кога Сахара ќе стане зелена.
Сушење од североамериканскиот југозападен правец
Поради проширувањето на субтропската сува зона на север, количината на врнежи на југозападот од Северна Америка веќе се намалува денес. Моделите на проток на океанот и атмосферата одговорни за врнежите во регионот се многу слични на монсунскиот систем. Соодветно на тоа, може да постои точка на превртување, што ако се премина, југозападниот дел на Соединетите Држави одеднаш ќе мораше да се избори со уште поголема суша.
Екосистеми
Ако растителните и животинските видови во некоја област станат премногу топли или премногу суви - ако нивната еколошка ниша се затвори поради климатските промени - тие нема да можат да преживеат таму. Некои видови се добро опремени за да избегнат, на пример кон половите или на поголема надморска височина. Видовите што се прилагодени на многу специфични услови за живот, како на пример во планински или поларни живеалишта, не можат. Во секој случај, соодветните простори за живеење се ретки во денешниот свет, за што во голема мерка тврдат луѓето. Климатските промени можат да ги променат цели региони со тоа што ќе исчезнат екосистемските заедници, нивната типична клима и видовите заедници прилагодени на нив.
Трансформација на амазонската прашума
Голем дел од врнежите во сливот на Амазон доаѓаат од вода што испарила од шумата. Намалувањето на врнежите во потопла клима на земјата и уништувањето на шумите во дождовната шума како и пожарите може да ја доведе шумата до критична граница 31. Може да има неколку децении помеѓу надминување на оваа критична граница и нејзините видливи ефекти. Конверзијата на дождовната шума Амазон во сезонска шума прилагодена на суша или тревен предел би имала фундаментални ефекти врз климата на земјата, бидејќи тука се одвива околу една четвртина од глобалната размена на јаглерод помеѓу атмосферата и биосферата. Покрај тоа, би се изгубил значителен мијалник од јаглерод. Во исто време, исчезнувањето на прашумата би значело огромна загуба на биодиверзитетот, што исто така би бил важен носител на надеж за можно обновување на системот 32 .
Опаѓање на нордиските зимзелени шуми (шуми)
Нордиските зимзелени шуми сочинуваат скоро третина од светската шумска површина. Со климатските промени, стресот врз нив од штетниците на растенијата, пожарот и бурите се зголемува, додека нивната регенерација е нарушена од недостаток на вода, зголемено испарување и употреба на луѓе 33. Ако изложеноста ги надминува карактеристичните прагови, тие можат да бидат раселени од грмушки и пасишта. Исчезнувањето на шумите не само што ќе го уништи живеалиштето на многу животни и растенија, туку исто така значи и масовно ослободување на јаглерод диоксид, што веројатно ќе придонесе за забрзано глобално затоплување 34-35 .
Уништување на корален гребен
Коралните гребени се многу чувствителни живеалишта кои се оштетени од мали температурни флуктуации и, особено, од закиселување на океаните. Затоплувањето на водата значително го промовира „белењето на коралите“ што се случило во последниве години, при што коралните полипи ги одбиваат алгите што живеат во нив, а потоа често умираат 36. Дури и ако се почитува границата од 2 ° C, мора да се очекува загуба на голем дел од гребените 37. Штом гребенот се сруши, потребни се неколку илјади години за да порасне.
Слабеење на морската јаглеродна пумпа
Светските океани апсорбираат огромни количини јаглерод - околу 40% од претходните антропогени емисии на СО2 се отстранети од атмосферата. Голем дел го користат алгите за раст и тоне во длабокото море откако ќе умрат. Функцијата на оваа таканаречена морска биолошка јаглеродна пумпа може да биде ограничена со затоплување и закиселување на водата, како и честа појава на недостаток на кислород.
Општи информации за елементите на навалување
Шелнхубер, Ханс Јоаким. Самозапалување: Фаталната триаголна врска помеѓу климата, луѓето и јаглеродот. C. Бертелсман Верлаг, Поглавје 21, 2015 година.
Леверман, Андерс и др. „Потенцијални климатски транзиции со длабоко влијание врз Европа. Климатски промени 110.3-4 (2012): 845-878.
Шелнхубер, Ханс Јоаким. "Елементи на ѓубрето во Земјиниот систем". Зборник на трудови на Националната академија на науките 106.49 (2009): 20561-20563.
Лентон, Тимоти М., и сор. „Елементи на ѓубрето во климатскиот систем на Земјата“. Зборник на трудови на националната академија на науките 105,6 (2008): 1786-1793.
Лентон, Тимоти М. и Ханс Јоаким Шелхубер. „Вртење на вагата“. Климатски промени во природата 1.712 (2007): 97-98.
Лентон, Тимоти М., и сор. „Поени за климатските врвови - премногу ризични за да се обложувам“. (2019): 592-595.
Шелнхубер, Ханс Јоаким „Соочувајќи се со климатските промени: Врвни точки и пресврти“. Во Бакленд, Д. и сор. (Уредници.), Горење на мраз. Кејп Збогум, Лондон (2006): 112
Шелнхубер, Ханс Јоаким и Хелд, Херман. „Колку е кревк Земјиниот систем? Во Briden, J. C. and Downing, T. E. (Eds.), Управување со Земјата. The Linacre Lextures 2001. Oxford University Press, Oxford, (2002): 5
ингеренциите
Климатска класификација според Köppen
Климатската класификација на Köppen е изменета од Туварта и со
Разгледување на постапките за отстапување според Рудлоф.
Köppen, W. (1936). Географскиот систем на климатски услови. Во: Köppen W., Geiger R. (eds) Handbuch der Klimatologie, Vol. I, Borntraeger, Berlin.
Труварта, Г. Т. (1968). Вовед во климата, МекГрау-Хил, Newујорк.
Рудлоф, В. (1981). Климатски свет, со табели со климатски податоци и
практични предлози, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Штутгарт.