Langbahn Team – Weltmeisterschaft

Punkty krytyczne w ziemskim systemie klimatycznym

Mapa świata z wypisanymi elementami krytycznymi: kurczenie się pokrywy lodowej na Oceanie Arktycznym, Topnienie lądolodu grenlandzkiego, Zanik tajgi w Ameryce Północnej i na Syberii, Topnienie wiecznej zmarzliny i zanik tundry na Syberii, Dziura ozonowa spowodowana zmianami klimatu na północy Europy, Zmiany w tworzeniu wód głębinowych na Atlantyku, Destabilizacja indyjskich i zachodnioafrykańskich monsunów, Zazielenianie Sahary, Zanik amazońskich lasów deszczowych, Zmiany amplitudy El Nino - La Nina, Topnienie lądolodu Antarktydy Zachodniej, Zmiany w tworzeniu wód głębinowych w okolicach Antarktydy
Elementy krytyczne w ziemskim systemie klimatycznym, na podstawie Lenton i inni (2008)
Przewidywane oddziaływania między niektórymi punktami krytycznymi w ziemskim systemie klimatycznym, na podstawie Lenton et al. (2008) i Kriegler i inni (2009)

Punkt krytyczny w ziemskim systemie klimatycznym – wartość lub szybkość zmiany wartości (próg) przekroczenie której może prowadzić do znaczącej zmiany klimatu, która może być nieodwracalna (zob. system klimatyczny(inne języki)). Występujące w systemie dodatnie sprzężenie zwrotne może prowadzić do przyspieszenia, nieodwracalnych zmian systemu[1]. Potencjalne punkty krytyczne zidentyfikowano zarówno w geofizycznych częściach systemu klimatycznego, jak i w dotkniętych zmianami ekosystemach[2].

Przykładowo, naturalne cykliczne zmiany orbity Ziemi inicjują sprzężenia zwrotne cyklu węglowego, które prowadzą do przejść między epoką lodowcową i międzylodowcową[3]. Geologiczny zapis temperatury(inne języki) Ziemi notuje wiele przykładów szybkich przejść pomiędzy różnymi stanami klimatycznymi[4].

Punkty krytyczne są szczególnie istotne w odniesieniu do obaw związanych z globalnym ociepleniem. Potencjalne skutki uruchomienia sprzężeń zwrotnych są modelowane a modele weryfikowane na podstawie zachowań ziemskiego systemu klimatycznego w przeszłości. Zainicjowane przez działalność ludzką zmiany naturalnego obiegu węgla i ziemskiego albedo mogą skutkować lawinowym przekraczaniem kolejnych punktów krytycznych, co doprowadzi planetę do cieplarnianego stanu klimatycznego[5][6].

Wielkoskalowe elementy ziemskiego systemu, które mogą przekroczyć punkt krytyczny, nazywane są elementami krytycznymi[7]. Przykładami takich elementów są pokrywy lodowe Grenlandii i Antarktydy, których kurczenie się może spowodować podniesienie poziomu morza o dziesiątki metrów.

Skutki przekroczenia punktu krytycznego nie muszą być natychmiastowe, pojemność cieplna wprowadza bezwładność do układu. Przykładowo, przy wzroście temperatury nieuniknione będzie stopienie części pokrywy lodowej Grenlandii i Antarktydy Zachodniej. Sama pokrywa lodowa może jednak utrzymywać się jeszcze przez wiele stuleci[8].

Jan Kubicki, Krzysztof Kopczyński, Jarosław Młyńczak, opracowali badanie naukowe w czasopiśmie "Applications in Engineering Science". Opierając się na eksperymentach, wykazali, że zdolność dwutlenku węgla (dalej: CO2) do pochłaniania promieniowaina ulega nasyceniu i dodanie CO2 do atmosfery nie może mieć znaczącego wpływu na klimat przy wzroście powyżej progu ok. 300ppm[9].

Ze względu na nasycenie na coraz wyższe stężenia nie prowadzą do dalej absorpcji promieniowania.

Przypisy

  1. ↑ Ziemia „stabilna” czy „cieplarniana”? | naukaoklimacie.pl [online], naukaoklimacie.pl [dostęp 2020-10-28] (pol.).
  2. ↑ V. Masson-Delmotte i inni red., Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [online] [dostęp 2021-01-06].
  3. ↑ N.J. Shackleton, The 100,000-Year Ice-Age Cycle Identified and Found to Lag Temperature, Carbon Dioxide, and Orbital Eccentricity, „Science”, 289 (5486), 2000, s. 1897–1902, DOI: 10.1126/science.289.5486.1897 [dostęp 2021-01-09].
  4. ↑ J. Zachos, Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present, „Science”, 292 (5517), 2001, s. 686–693, DOI: 10.1126/science.1059412 [dostęp 2021-01-09].
  5. ↑ Earth risks tipping into 'hothouse' state: study [online], phys.org [dostęp 2020-10-28] (ang.).
  6. ↑ Timothy M. Lenton i inni, Climate tipping points — too risky to bet against, „Nature”, 575 (7784), 2019, s. 592–595, DOI: 10.1038/d41586-019-03595-0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2021-01-09] (ang.).
  7. ↑ T.M. Lenton i inni, Tipping elements in the Earth's climate system, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 105 (6), 2008, s. 1786–1793, DOI: 10.1073/pnas.0705414105, ISSN 0027-8424, PMID: 18258748, PMCID: PMC2538841 [dostęp 2021-01-09] (ang.).
  8. ↑ Frank Pattyn i inni, The Greenland and Antarctic ice sheets under 1.5 °C global warming, „Nature Climate Change”, 8 (12), 2018, s. 1053–1061, DOI: 10.1038/s41558-018-0305-8, ISSN 1758-6798 [dostęp 2021-01-09] (ang.).
  9. ↑ Jan Kubicki, Krzysztof Kopczyński, Jarosław Młyńczak, Climatic consequences of the process of saturation of radiation absorption in gases, Applications in Engineering Science, 15 marca 2024, DOI: 10.1016/j.apples.2023.100170 [dostęp 2024-03-15] (pol. • ang.).
Quelle: https://pl.wikipedia.org/wiki/Punkty_krytyczne_w_ziemskim_systemie_klimatycznym