klimaat in het noordpoolgebied 6 15
Fritz POLKING/Gamma-Rapho via Getty Images

De vertragen van de circulatie in de Zuidelijke Oceaan, een dramatische daling van de omvang van zee-ijs en ongekende hittegolven zorgen er allemaal voor dat Antarctica omslagpunten nadert.

De wereld is nu met 1.2? opgewarmd? boven het pre-industriële niveau (gedefinieerd als de gemiddelde temperatuur tussen 1805 en 1900) en heeft een mondiale zeespiegelstijging van 20 cm meegemaakt.

Er zullen aanzienlijk hogere zeespiegelstijgingen en frequentere extreme klimaatgebeurtenissen plaatsvinden als we de limiet overschrijden Paris Agreement doel om de opwarming ruim onder de 2 graden te houden. Momenteel zitten we op koers naar het gemiddelde opwarming van de aarde met 3-4? tegen 2100.

Hoewel de recente Antarctische extremen niet noodzakelijkerwijs omslagpunten zijn, zal de aanhoudende opwarming het ijsverlies en de opwarming van de oceaan versnellen, waardoor Antarctica naar drempels wordt geduwd die, eenmaal overschreden, zouden leiden tot onomkeerbare veranderingen – met wereldwijde langetermijngevolgen van meerdere generaties en grote gevolgen voor mens en milieu.

innerlijk abonneren grafisch

Het aardsysteem is ontworpen om een ​​evenwicht te bereiken (in evenwicht te komen) als reactie op de opwarming van het klimaat, maar de laatste keer dat de atmosferische niveaus van kooldioxide (CO?) zo hoog waren als nu (423 ppm) was drie miljoen jaar geleden.

Het duurde een millennium voordat het klimaat in de wereld zich hieraan had aangepast. Toen dat gebeurde, was het aardoppervlak 2? warmer en de zeespiegel was wereldwijd 20 meter hoger door Antarctische ijskap smelt. Destijds moesten zelfs onze vroegste menselijke voorouders nog evolueren.

De evolutie van de mensheid kon pas beginnen na CO2? niveaus gedaald tot onder de 300ppm, ongeveer 2.7 miljoen jaar geleden. Sindsdien schommelt de gemiddelde temperatuur op aarde tussen de 10? tijdens ijstijden en 14? tijdens warmere interglaciale perioden.

Gedurende de afgelopen 10,000 jaar van onze huidige interglaciale periode is de broeikasgasthermostaat van de aarde ingesteld op 300 ppm CO₂, waardoor een aangename gemiddelde temperatuur van 14℃ werd gehandhaafd. Een goudlokjeklimaat – niet te warm, niet te koud – maar precies goed voor de menselijke beschaving om te bloeien.

klimaat in het noordpoolgebied2 6 15

Voortdurende opwarming zal het ijsverlies en de opwarming van de oceaan versnellen, waardoor Antarctica naar drempels van onomkeerbare verandering wordt geduwd. Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho via Getty Images

Het aardesysteem is met elkaar verbonden

De huidige opwarming van de aarde brengt het aardsysteem over een drempel die mensen nog nooit hebben meegemaakt, naar een klimaat waar de ijsplaten en mariene ijskappen van Antarctica niet langer kunnen bestaan ​​en een miljard mensen die momenteel in de buurt van de kust wonen, zullen worden verdronken door stijgende zeeën.

Dit wordt een wereld waarin bosbranden, hittegolven, atmosferische rivieren, extreme regenval en droogte – zoals we die afgelopen zomer wereldwijd hebben gezien – alledaags worden.

Het aardsysteem (oceanen, atmosfeer, cryosfeer, ecosystemen enz.) is met elkaar verbonden. Hierdoor kan energie stromen, waardoor fysieke en ecologische systemen in balans kunnen blijven of weer in balans kunnen komen. Maar verbindingen kunnen ook afhankelijkheden betekenen, wat leidt tot reacties, versterkende feedback en consequenties. Veranderingen hebben roll-on-effecten, net zoals het omvallen van dominostenen.

Feedbackloops – cyclische kettingreacties die zich keer op keer herhalen – kunnen de effecten van klimaatverandering sterker of zwakker maken, soms het systeem stabiliseren, maar vaker een reactie met nadelige gevolgen versterken.

Verandering is ook niet altijd lineair. Het kan abrupt en onomkeerbaar zijn op menselijke tijdschalen als a drempel of omslagpunt wordt overschreden.

Hier schetsen we een opeenvolging van veranderingen en gevolgen, inclusief feedbackloops en drempels, aan de hand van het voorbeeld van de opwarming van de aarde het smelten van de ijskappen van Antarctica en de daaruit voortvloeiende zeespiegelstijging.

klimaat in het noordpoolgebied3 6 15

Deze grafiek laat zien hoe onverminderde klimaatverandering een cascade van effecten in gang zet die resulteren in ernstiger gevolgen en effecten, waarvan sommige onomkeerbaar zullen zijn over vele generaties in de toekomst. Bec McMaster van ReMaster, CC BY-SA

We kijken naar de toekomst van 50 jaar, omdat dit relevant is voor de huidige beleidsmakers, maar ook gevolgen heeft voor veel langere generaties. Terwijl we ons concentreren op dit voorbeeld, zijn er veel andere Antarctische omslagpunten, waaronder de effecten van zoet water van het smelten van ijskappen op mariene ecosystemen en de effecten van Antarctische veranderingen op de temperatuur- en regenpatronen van Aotearoa.

Antarctica in een opwarmende wereld

Tenzij we ons huidige emissietraject wijzigen, is dit wat we kunnen verwachten.

Tegen 2070 zal het klimaat boven Antarctica (Te Tiri o te Moana) met meer dan 3? boven pre-industriële temperaturen. De Zuidelijke Oceaan (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) zal 2? warmer.

Als gevolg hiervan zal meer dan 45% van het zee-ijs in de zomer verloren gaan, waardoor de oppervlakte-oceaan en de atmosfeer boven Antarctica nog sneller opwarmen, aangezien de donkere oceaan het witte zee-ijs vervangt, meer zonnestraling absorbeert en opnieuw uitstraalt als warmte. Hierdoor kan warme, vochtige lucht in atmosferische rivieren uit de tropen verder naar het zuiden doordringen.

Deze versnelde opwarming van het Antarctische klimaat staat bekend als polaire versterking. Dit gebeurt al in het Noordpoolgebied, dat twee tot drie keer sneller opwarmt dan het mondiale gemiddelde van 1.2 graden Celsius, met dramatische gevolgen voor het permanente verlies van zee-ijs en het smelten van de ijskap van Groenland.

Antarctische kantelpunten

Het opgewarmde water doet de ijsplaten smelten, dit zijn drijvende ijstongen die de Antarctische ijskap stabiliseren, waardoor de ijsstroom naar de oceaan wordt vertraagd.

IJsplateaus kunnen een omslagpunt passeren wanneer lokale temperatuurdrempels van de oceaan worden overschreden, waardoor ze dunner worden en gaan drijven op plaatsen waar ze ooit op hun plaats werden gehouden door contact met de zeebodem. Smelten aan de oppervlakte verzwakt ook ijsplaten. In sommige gevallen vult water aan het oppervlak scheuren in het ijs en kan er vervolgens voor zorgen dat grote gebieden catastrofaal uiteenvallen.

Tegen 2070 zal de hitte in de oceaan en de atmosfeer ertoe hebben geleid dat veel ijsplaten uiteen zijn gevallen in ijsbergen die zullen smelten en een kwart van hun volume als zoet water in de oceaan zullen afgeven. Tegen 2100 zal 50% van de ijsplaten verdwenen zijn. Tegen 2150 zal alles gesmolten zijn.

klimaat in het noordpoolgebied4 6 15
 De ijsplaten van Antarctica houden gletsjers op het land tegen, die onder invloed van de zwaartekracht naar zee stromen. Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty Images

Zonder ijsplaten die de ijskap tegenhouden, zullen gletsjers onder invloed van de zwaartekracht nog sneller in de oceaan uitmonden. Grote delen van de Oost-Antarctische ijskap en bijna de gehele West-Antarctische ijskap liggen op rotsen in diepe depressies onder zeeniveau.

Ze zijn kwetsbaar voor een onomkeerbaar proces dat de instabiliteit van de mariene ijskap wordt genoemd (MISSIE). Terwijl de randen van het ijs zich terugtrekken in de diepe bekkens, gedreven door de voortdurende aantasting van warm oceaanwater, verlies van ijs wordt zelfvoorzienend in een versneld tempo totdat het allemaal weg is.

Een andere positieve feedback, genaamd instabiliteit van de ijskliffen op zee (IBD), betekent dat kliffen aan de rand van de terugtrekkende ijskap instabiel worden en omvallen, waardoor nog hogere kliffen zichtbaar worden als dominostenen voortdurend onder hun eigen gewicht instorten.

Als de opwarming van de aarde niet onder de 2°C wordt gehouden, laten ijskapmodellen zien dat de mondiale zeespiegel met een snelheid van XNUMX% zal stijgen versnellend tempo tot 3 miljoen per eeuw. Toekomstige generaties zullen zich inzetten voor de onstuitbare terugtrekking van de Groenlandse en mariene delen van de Antarctische ijskappen, waardoor de zeespiegel wereldwijd met maar liefst 24 meter stijgt.

klimaat in het noordpoolgebied5 6 15
 Delen van de ijskap van Antarctica liggen onder de zeespiegel en zijn kwetsbaar voor onstuitbare terugtrekking zodra bepaalde drempels zijn overschreden. British Antarctic Survey, CC BY-SA

Deze veranderingen benadrukken de urgentie van onmiddellijke en ingrijpende emissiereducties. Antarctica moet een stabiel met ijs bedekt continent blijven om de ergste gevolgen van stijgende zeeën te vermijden.

Programma's over de hele wereld, waaronder de Antarctisch Wetenschapsplatform, geven prioriteit aan onderzoek naar toekomstige veranderingen in de Antarctische ijskap. Zelfs als het nieuws niet geweldig is, is er nog tijd om te handelen.

Over de auteur

Timothy Naïs, hoogleraar aardwetenschappen, Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington.  Mel Climo, Sandy Morrison en Nancy Bertler van het Antarctic Science Platform worden erkend voor hun inbreng en steun.The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.