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Posibles elementos de vuelco en el sistema climático.
Interacciones de los puntos de inflexión climáticos (abajo) con los puntos de inflexión asociados en el sistema socioeconómico (arriba) en diferentes escalas de tiempo. [1]

Un punto de inflexión en el sistema climático es un umbral que, cuando se supera, puede provocar cambios importantes y, a menudo, irreversibles en el estado del sistema. Se han identificado puntos de inflexión potenciales en el sistema climático físico , en los ecosistemas afectados y en los sistemas humanos. [2]

Los puntos de inflexión son de particular preocupación porque uno puede aparecer una vez que la Tierra se calienta a 2 ° C (3.6 ° F) durante la época preindustrial, debido al calentamiento global actual . [3] Los científicos del clima han identificado más de una docena de posibles puntos de inflexión, [4] [5] y les preocupa que si se cruza el punto de inflexión en un sistema, esto puede llevar a una cascada de otros puntos de inflexión que llevarán al mundo a un efecto invernadero Estado de la Tierra 4 o 5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales. [6] [7]

Los componentes a gran escala del sistema de la Tierra que pueden pasar un punto de inflexión se han denominado elementos de inflexión. [8] Los elementos de vuelco se encuentran en las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida , posiblemente causando decenas de metros de aumento del nivel del mar . Estos puntos de inflexión no siempre son abruptos. Por ejemplo, a cierto nivel de aumento de temperatura, el derretimiento de una gran parte de la capa de hielo de Groenlandia y / o la capa de hielo de la Antártida occidental será inevitable; pero la propia capa de hielo puede persistir durante muchos siglos. [9] Algunos elementos de inflexión, como el colapso de los ecosistemas, son irreversibles. [2]

Definición

El Informe especial sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante publicado por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) en 2019 define un punto de inflexión como:

Un nivel de cambio en las propiedades del sistema más allá del cual un sistema se reorganiza, a menudo de manera no lineal, y no regresa al estado inicial incluso si los impulsores del cambio disminuyen. Para el sistema climático, el término se refiere a un umbral crítico en el que el clima global o regional cambia de un estado estable a otro estado estable. Los puntos de inflexión también se utilizan cuando se hace referencia al impacto: el término puede implicar que se está (a punto de alcanzar) un punto de inflexión en un sistema natural o humano. [10]

Los puntos de inflexión conducen a cambios en el sistema climático que son irreversibles en una escala de tiempo humana. Para cualquier componente climático en particular, el cambio de un estado aparentemente estable a un estado menos estable puede llevar muchas décadas o siglos, aunque los datos del Paleoclima y los modelos climáticos globales sugieren que el "sistema climático puede 'inclinarse' abruptamente de un régimen a otro en un tiempo comparativamente corto ". [11]

Lo que estos diferentes componentes tienen en común es que una vez que ha comenzado el colapso, detenerlo se vuelve virtualmente imposible. [4] El IPCC dice que los niveles precisos de calentamiento global suficientes para desencadenar un punto de inflexión siguen siendo inciertos, pero que, a medida que aumentan las temperaturas, existe el riesgo de cruzar varios puntos de inflexión casi al mismo tiempo. [12]

El comportamiento del punto de inflexión en el clima se puede describir en términos matemáticos. Los puntos de inflexión se ven entonces como cualquier tipo de bifurcación con histéresis , [13] [14] que es la dependencia del estado de un sistema de su historia. Por ejemplo, dependiendo de lo cálido o frío que fuera en el pasado, puede haber diferentes cantidades de hielo en los polos a la misma concentración de gases de efecto invernadero o temperatura. [15] En un estudio de 2012 inspirado en "enfoques matemáticos y estadísticos para el modelado y la predicción climática", los autores identifican tres tipos de puntos de inflexión en sistemas abiertos como el sistema climático: bifurcación, inducida por ruido y dependiente de la velocidad. [11]

Inclinación inducida por bifurcación

Esto ocurre cuando un parámetro particular en el clima, que se observa que se mueve consistentemente en una dirección dada durante un período de tiempo, finalmente pasa a través de un nivel crítico, en cuyo punto se produce una bifurcación o bifurcación peligrosa, y lo que fue un problema. el estado estable pierde su estabilidad o simplemente desaparece. [16] La Circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC) es como una cinta transportadora impulsada por circulación termohalina . Los cambios lentos en los parámetros de bifurcación en este sistema (la salinidad, la temperatura y la densidad del agua) han provocado que la circulación se ralentice en aproximadamente un 15% en los últimos 70 años aproximadamente. Si llega a un punto crítico donde se detiene por completo, este sería un ejemplo de vuelco inducido por bifurcación. [17][18]

Propinas inducidas por ruido

Esto se refiere a las transiciones de un estado a otro debido a fluctuaciones aleatorias o variabilidad interna del sistema. Las transiciones inducidas por ruido no muestran ninguna de las señales de advertencia tempranas que ocurren con las bifurcaciones. Esto significa que son fundamentalmente impredecibles ya que no hay un cambio sistemático en la forma de los parámetros subyacentes. Debido a que son impredecibles, estos sucesos a menudo se describen como un evento de "uno en x años". [19] Un ejemplo son los eventos de Dansgaard-Oeschger durante el último período glacial, con 25 ocurrencias de fluctuaciones climáticas repentinas durante un período de 500 años. [20]

Propinas inducidas por tarifas

Este aspecto de la propina asume que existe un estado único y estable para cualquier aspecto o parámetro fijo del clima y que, si no se perturba, solo habrá pequeñas respuestas a un estímulo "pequeño". Sin embargo, cuando los cambios en uno de los parámetros del sistema comienzan a ocurrir más rápidamente, puede aparecer una respuesta "excitable" muy grande. En el caso de las turberas , por ejemplo, después de años de relativa estabilidad, el punto de inflexión inducido por la velocidad conduce a una " liberación explosiva de carbono del suelo de las turberas a la atmósfera", a veces conocida como "inestabilidad de la bomba de compost". [21] [22]

Temperaturas de punto de inflexión

El registro geológico de temperatura y concentración de gases de efecto invernadero permite a los científicos del clima recopilar información sobre retroalimentaciones climáticas que conducen a diferentes estados climáticos, como durante el Cuaternario tardío (últimos 1,2 millones de años), el Plioceno hace cinco millones de años y el Cretácico , 100 millones. hace años que. La combinación de esta información con la comprensión del cambio climático actual dio como resultado el hallazgo publicado en 2018 en Proceedings of the National Academy of Sciencesque "un calentamiento de 2 ° C podría activar importantes elementos de inflexión, elevando aún más la temperatura para activar otros elementos de inflexión en una cascada similar a un dominó que podría llevar el sistema terrestre a temperaturas aún más altas". [6] [23]

La velocidad de la retroalimentación del punto de inflexión es una preocupación crítica, aunque el registro geológico no proporciona claridad sobre si los cambios de temperatura pasados ​​han tomado solo unas pocas décadas o muchos milenios. A algunos científicos les preocupa que ya se hayan alcanzado algunos puntos de inflexión. [24] La mayor amenaza proviene del aumento del nivel del mar [25] y un estudio de 2018 encontró que los puntos de inflexión para las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida probablemente se producirán entre 1,5 y 2 grados Celsius de calentamiento. Los autores del estudio señalan que en 2021, la Tierra ya se ha calentado 1,2 grados y que 1,5 grados de calentamiento pueden estar a menos de 15 años. Según las proyecciones actuales, los expertos dicen que al menos 20 pies de aumento del nivel del mar es inevitable. [26]La velocidad a la que esto ocurrirá es incierta; puede llevar siglos o milenios. [27]

Algunas reacciones individuales pueden ser lo suficientemente fuertes como para desencadenar puntos de inflexión por sí solas. Un estudio de 2020 predice que duplicar los gases de efecto invernadero interferiría con la formación de nubes . Esto podría dispersar las nubes estratocúmulos y calentar el planeta en 5,6 grados C (10 grados F). [28] [29]

Se han identificado muchas reacciones positivas y negativas del cambio climático a las temperaturas globales y al ciclo del carbono . Durante miles de años, estos procesos de retroalimentación han interactuado principalmente para restaurar el sistema a su estado estable anterior. Si un sistema está cada vez más cerca de volcarse, la restauración a su estado normal puede llevar cada vez más tiempo, lo que puede usarse como una señal de advertencia de vuelco. [30] [31] Sin embargo, a pesar de la operación de retroalimentaciones negativas, las temperaturas globales continuarán aumentando durante el resto de este siglo. [32] [ verificación fallida ]

Elementos de propina

Elementos de propina a gran escala

Un cambio suave o abrupto de temperatura puede desencadenar puntos de inflexión a escala global. Un estudio de 2018 en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias advirtió que si el hielo polar continúa derritiéndose, los bosques se diezman y los gases de efecto invernadero continúan elevándose a nuevos niveles, se superarán puntos de inflexión que garantizan un clima 4-5 Celsius más alto que antes. -en tiempos industriales y los niveles del mar de 10 a 60 metros (30-200 pies) más altos de lo que son hoy. [33] Los científicos han identificado nueve escenarios a gran escala que tienen el potencial de convertirse en puntos de inflexión. [34] [4]

El riesgo se destaca en dos estudios publicados en 2021. El primero de la revista BioScience señala que los cinco años más calurosos registrados han ocurrido desde 2015. El nivel de dióxido de carbono en la atmósfera continúa aumentando, alcanzando 416 partes por millón en abril. 2021, que es la concentración promedio mundial mensual más alta jamás registrada. El segundo, realizado en la Universidad Estatal de Oregón en julio de 2021, rastreó 31 de los signos climáticos vitales del planeta, incluidas las concentraciones de gases de efecto invernadero, el contenido de calor del océano y la masa de hielo. Encontró que 16 de los 31 indicadores clave se están acercando o superando los puntos de inflexión. [35] [ verificación fallida ]

Cierre de la circulación de vuelco meridional del Atlántico

El AMOC también se conoce como Gulf Stream System. Stefan Rahmstorf, profesor de física de los océanos en el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático, dice: "El Sistema de la Corriente del Golfo funciona como una cinta transportadora gigante, transportando agua superficial cálida desde el ecuador hacia el norte y enviando aguas profundas frías y de baja salinidad volver hacia el sur". [36] El proceso es impulsado por cambios en la salinidad y la temperatura, descritos como circulación termohalina . A medida que el agua caliente fluye hacia el norte, parte se evapora, lo que aumenta la salinidad. También se enfría cuando se mezcla con agua dulce del derretimiento del hielo en la Antártida Occidental y Groenlandia. El agua fría y salada es más densa y comienza a hundirse lentamente. [37]Varios kilómetros por debajo de la superficie, el agua fría y densa comienza a moverse hacia el sur. Este ciclo, que mueve casi 20 millones de metros cúbicos de agua por segundo, [36] es el proceso de "vuelco".

Rahmstorf dice que el aumento de las precipitaciones y el derretimiento del hielo continental debido al calentamiento global está diluyendo el agua de mar superficial y calentándola. "Eso hace que el agua sea más liviana y, por lo tanto, incapaz de hundirse - o menos capaz de hundirse - lo que, básicamente, frena todo ese motor de la circulación global de vuelco". [38]

La teoría, los modelos simplificados y las observaciones paleo de cambios abruptos en el pasado sugieren que el AMOC tiene un punto de inflexión. Estas observaciones sugieren que si la entrada de agua dulce alcanza un cierto umbral (actualmente desconocido), podría colapsar en un estado de flujo reducido. [39]

Señales de alerta temprana

Rahmstorf dice que el Gulf Stream System ya está en su punto más débil en más de un milenio y que los últimos modelos climáticos sugieren que si el calentamiento global continúa al ritmo actual, para fines de este siglo, el sistema se habrá debilitado entre un 34% y un 45%. . Él dice: "Esto podría acercarnos peligrosamente al punto de inflexión en el que el flujo se vuelve inestable". [40]

Si el AMOC se cierra, podría surgir un nuevo estado estable que durará miles de años, posiblemente desencadenando otros puntos de inflexión. [38]

Desintegración de la capa de hielo de la Antártida occidental

La capa de hielo de la Antártida occidental (WAIS) es una de las tres regiones que componen la Antártida. En algunos lugares tiene más de 4 kilómetros de espesor y se asienta sobre un lecho rocoso que se encuentra en gran parte por debajo del nivel del mar. [41] Como tal, está en contacto con el calor del océano, así como con el aire más cálido que lo hace vulnerable a la pérdida de hielo rápida e irreversible. Se podría llegar a un punto de inflexión si el adelgazamiento o el colapso de las plataformas de hielo de WAIS desencadena un ciclo de retroalimentación que conduce a una pérdida rápida e irreversible de hielo terrestre en el océano, con el potencial de elevar el nivel del mar en unos 3,3 metros. [42]

Señales de alerta temprana

Los polos se están calentando más rápidamente que el resto del planeta y debido al calentamiento de los mares y al aire más cálido, la pérdida de hielo del WAIS se había triplicado de 53 mil millones de toneladas al año desde 1992-97 a 159 mil millones de toneladas al año entre 2012-2017. [43] Un estudio en Nature Geoscience dice que el registro de paleo sugiere que durante los últimos cientos de miles de años, el WAIS desapareció en gran medida en respuesta a niveles similares de calentamiento y CO
2escenarios de emisiones proyectados para los próximos siglos. [44]

Muerte de la selva amazónica

La selva amazónica es la selva tropical más grande del mundo. Tiene el doble del tamaño de la India y abarca nueve países de América del Sur. [45] Genera alrededor de la mitad de su propia lluvia al reciclar la humedad a través de la evaporación y la transpiración a medida que el aire se mueve a través del bosque. [46]

La deforestación del Amazonas comenzó cuando los colonos comenzaron a establecer granjas en el bosque en la década de 1960. Por lo general, cortaban y quemaban los árboles para cultivar. Sin embargo, los suelos en la Amazonía solo son productivos durante un corto período después de que se despeja la tierra, por lo que los agricultores simplemente se mudarían y despejarían más tierra. [47] Otros colonos despejaron tierras para criar ganado, lo que provocó una mayor deforestación y daños ambientales. [48] ​​Las olas de calor y la sequía ahora se han convertido en un factor que impulsa la muerte de árboles adicionales. Esto indica que la Amazonía está experimentando condiciones climáticas más allá de sus límites adaptativos. [49]Este proceso se describe como muerte regresiva definida por el Banco Mundial como “el proceso por el cual la cuenca del Amazonas pierde densidad de biomasa como consecuencia de cambios en el clima”. [50]

Señales de alerta temprana

Para 2019, al menos el 17% del Amazonas ya se había perdido. [51] Ese año, Jair Bolsonaro fue elegido presidente prometiendo abrir la selva tropical para aún más agricultura y minería y, según los ambientalistas, su administración debilitó deliberadamente la protección ambiental. [52] Más de 70.000 incendios forestales estallaron en los 12 meses posteriores a su elección, cuando los agricultores prendieron fuego para limpiar la tierra para cultivos o ganadería. [53]

El resultado fue que en 2020, la deforestación aumentó otro 17% debido a los incendios forestales, la producción de carne y la tala. [54] En marzo de 2021, el primer estudio a largo plazo de los gases de efecto invernadero en la selva amazónica encontró que en la década de 2010 la selva emitía más dióxido de carbono del que absorbía. [55] El bosque había sido anteriormente un sumidero de carbono, pero ahora emite mil millones de toneladas de dióxido de carbono al año. La deforestación ha dado lugar a menos árboles, lo que significa que se desarrollan sequías y olas de calor más severas, lo que lleva a más árboles muertos y más incendios. [56] [57]

Cambio de monzón de África occidental

El sistema del monzón de África occidental (WAM) trae lluvias a África occidental y es la principal fuente de lluvia en la región agrícola del Sahel , un área de pastizales semiáridos entre el desierto del Sahara al norte y las selvas tropicales al sur. El monzón es un sistema complejo en el que la tierra, el océano y la atmósfera están conectados de tal manera que la dirección del viento se invierte con las estaciones. [58]

Sin embargo, el monzón es notoriamente poco confiable. Entre finales de los años sesenta y ochenta, la precipitación media disminuyó en más del 30%, lo que sumió a la región en una sequía prolongada. Esto provocó una hambruna que mató a decenas de miles de personas y provocó un esfuerzo de ayuda internacional. [59] La investigación ha demostrado que la sequía se debió en gran parte a cambios en las temperaturas de la superficie de los océanos globales, en particular, al calentamiento de los océanos tropicales en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero combinado con el enfriamiento en el Atlántico Norte como resultado de la contaminación del aire de países del hemisferio norte. [60]

Señales de alerta temprana

Las proyecciones de los modelos climáticos sugieren que el WAM puede colapsar durante este siglo. [ cita requerida ] Dos proyecciones conducen a un mayor secado del Sahel, una de las cuales predice una duplicación del número de años anormalmente secos para fines de siglo. Otra proyección sugiere lo contrario, que habrá más precipitaciones debido al aumento de la afluencia desde el oeste, vinculado a un punto de inflexión de 3 ° C de calentamiento localizado en el Golfo de Guinea. [61] [se necesita una mejor fuente ]

Permafrost e hidratos de metano

El permafrost es un suelo que contiene suelo y / o material orgánico unido por hielo y que ha permanecido congelado durante al menos dos años. [62] Cubre alrededor de una cuarta parte de la tierra no glaciar en el hemisferio norte, principalmente en Siberia , Alaska , el norte de Canadá y la meseta tibetana , y puede tener hasta un kilómetro de espesor. [63] El permafrost submarino de hasta 100 metros de espesor también se encuentra en el fondo del mar bajo parte del Océano Ártico. [62]Este suelo congelado contiene grandes cantidades de carbono, derivado de plantas y animales que han muerto y se han descompuesto durante miles de años. Los científicos creen que hay casi el doble de carbono en el permafrost que en la atmósfera terrestre. [64]

Señales de alerta temprana

A medida que el clima se calienta y el permafrost comienza a descongelarse, se liberan dióxido de carbono y metano a la atmósfera. Una investigación realizada por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los EE. UU. (NOAA) en 2019 encontró que el deshielo del permafrost en el Ártico "podría estar liberando un estimado de 300-600 millones de toneladas de carbono neto por año a la atmósfera". [65] En un Informe especial sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante, el IPCC dice que hay una "alta confianza" en las proyecciones de "desaparición generalizada del permafrost cercano a la superficie del Ártico este siglo", que se proyecta "liberará de 10 a 100 segundos". de miles de millones de toneladas [o gigatoneladas , GtC], hasta 240 GtC, de carbono del permafrost como CO2 y metano a la atmósfera ".[66]

Muerte de arrecifes de coral

Alrededor de 500 millones de personas en todo el mundo dependen de los arrecifes de coral para su alimentación, ingresos, turismo y protección costera. [67] Desde la década de 1980, esto se ve amenazado por el aumento de las temperaturas de la superficie del mar que está provocando el blanqueamiento masivo de los corales, especialmente en las regiones subtropicales. [68] Un aumento sostenido de la temperatura del océano de 1 ° C (1.8 ° F) por encima del promedio es suficiente para causar blanqueamiento. [69] Bajo estrés por calor continuo, los corales expulsan las diminutas algas coloridas que viven en sus tejidos dejando un esqueleto blanco. Las algas, conocidas como zooxantelas , tienen una relación simbiótica con el coral de tal manera que sin ellas, los corales mueren lentamente. [70]

Señales de alerta temprana

Entre 1979 y 2010, se identificaron 35 eventos de blanqueamiento de arrecifes de coral en una variedad de lugares. [71] Algunos eventos de blanqueamiento están relativamente localizados, pero la frecuencia y gravedad de los eventos de blanqueamiento masivo que afectan a los corales a lo largo de cientos y, a veces, miles de kilómetros ha aumentado en las últimas décadas. [72] Los eventos de blanqueamiento masivo ocurrieron en 1998, 2010 y entre 2014 y 2017. Este evento de tres años afectó a más del 70 por ciento de los arrecifes de coral del mundo, dejando dos tercios de la Gran Barrera de Coral muertos o severamente blanqueados. Scientific American informa que el mundo ha perdido alrededor del 50% de los arrecifes de coral en los últimos 30 años. [73]El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) afirma que para cuando las temperaturas hayan subido a 1,5 ° C por encima de la época preindustrial, entre el 70% y el 90% de los arrecifes de coral que existen hoy habrán desaparecido; y que si el mundo se calienta en 2 ° C, "los arrecifes de coral serán extremadamente raros". [74]

Cambio de monzón indio

En India, el monzón suele llegar en junio, liberando el 80% de las precipitaciones anuales del país en cuatro meses. [75] Las lluvias refrescan la atmósfera, riegan los cultivos y llenan ríos y pozos, hasta septiembre. Este ha sido en gran parte el patrón durante cientos de años, aunque el momento siempre ha variado hasta cierto punto y la intensidad de la lluvia a menudo ha provocado inundaciones. [76] Desde 1950, el monzón en sí se ha debilitado pero, al mismo tiempo, ha habido un aumento del 300% en los eventos de lluvia extrema en el centro de la India. Los estudios sugieren que estos eventos son impulsados ​​en gran medida por un aumento de 1-2 ° C en la temperatura de la superficie del mar en el norte del Mar Arábigo, dos o tres semanas antes del aguacero real, que generalmente dura dos o tres días. [77]La mayoría de los estudios predicen que a medida que continúe el calentamiento global, habrá más y más lluvias extremas. [76]

Señales de alerta temprana

Aunque el monzón de verano de la India a menudo ha precipitado inundaciones, las lluvias extremas han agravado el problema. Entre 1996 y 2005, hubo 67 inundaciones en India; en el siguiente período de diez años, de 2006 a 2015, el número aumentó a 90. Esto afecta la vida, la seguridad alimentaria y del agua de miles de millones de personas en el subcontinente indio. [76] La mayoría de los indios dependen de la agricultura para ganarse la vida, y los cultivos son muy sensibles a las variaciones en las precipitaciones. Un análisis realizado en 2017 encontró que hasta $ 14.3 mil millones del PIB de la India está expuesto a las inundaciones de los ríos, lo que hace que la India sea más vulnerable a los eventos de lluvia extrema que cualquier otro país del mundo, y que esta cifra podría multiplicarse por diez para 2030. [78]De manera más conservadora, en 2018, el IPCC informó que si las temperaturas globales aumentan en 3 grados C, es "probable" un aumento en la intensidad de las lluvias monzónicas. [79]

Desintegración de la capa de hielo de Groenlandia

La capa de hielo de Groenlandia es la segunda masa de hielo más grande del mundo y es tres veces el tamaño de Texas. [80] Contiene suficiente agua, que si se derritiera, podría elevar el nivel global del mar en 7,2 metros. [81] Debido al calentamiento global, la capa de hielo se está derritiendo a un ritmo acelerado, lo que agrega alrededor de 0,7 mm al nivel global del mar cada año. [82] Aproximadamente la mitad del derretimiento que experimenta la capa de hielo ocurre en la superficie donde forma charcos de agua más caliente que luego derriten los agujeros en la capa. El resto del derretimiento ocurre en la base de la capa de hielo donde está en contacto con el mar, y por la ruptura o "partición" de los icebergs de su borde. [83]

Señales de alerta temprana

En junio de 2012, el 97% de toda la capa de hielo experimentó el derretimiento de la superficie por primera vez en la historia registrada. [84] En 2019, Groenlandia perdió un récord de 532 mil millones de toneladas de hielo, la mayor masa en un año desde al menos 1948. [85] En 2020, investigadores de la Universidad Estatal de Ohio dijeron que las nevadas en Groenlandia ya no pueden compensar por la pérdida de hielo debido a este derretimiento, de modo que la desintegración de la capa de hielo ahora es inevitable. [86]

En julio de 2021, en el espacio de menos de una semana, Groenlandia perdió 18,4 mil millones de toneladas de hielo en el tercer evento de deshielo extremo en los últimos diez años, con la pérdida de hielo de una zona interior más grande de Groenlandia incluso que en 2019. En este evento, Thomas Slater, un glaciólogo de la Universidad de Leeds, dijo: "A medida que la atmósfera continúa calentándose sobre Groenlandia, eventos como el derretimiento extremo de ayer se volverán más frecuentes". [87] La científica climática, Dra. Ruth Mottram del Instituto Meteorológico Danés , dice que es poco probable que un punto de inflexión para el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia sea abrupto, pero cree que habrá un umbral más allá del cual su eventual colapso será irreversible. [88]

Desplazamiento del bosque boreal

Los bosques boreales, también conocidos como taiga , están formados por árboles que pueden hacer frente al frío como coníferas, abetos, abetos, pinos, alerces, abedules y álamos. Cubren aproximadamente el 11% de las áreas terrestres de la tierra en las latitudes del norte de Alaska, Canadá, el norte de Europa y Rusia. [89] Representan el 30% de los bosques del mundo y constituyen el ecosistema más grande de la tierra. [90] Se estima que contienen más de un tercio de todo el carbono terrestre. [91]

La zona boreal, junto con la tundra al norte, se está calentando aproximadamente dos veces más rápido que el promedio mundial. [92] Un estudio de 2012 encontró que a medida que los veranos son cálidos, hace demasiado calor para estas especies de árboles en particular. Esto los hace vulnerables a las enfermedades, disminuyendo sus tasas de reproducción. [93] Una revisión de 2017 en Nature Climate Change concluyó que el calentamiento rápido y la menor diversidad de especies de árboles conducirían a “perturbaciones” en los bosques boreales provocadas por sequías, incendios, plagas y enfermedades. [94]

Con respecto a un posible punto de inflexión, los incendios representan un riesgo significativo. El profesor Scott Goetz de la Universidad del Norte de Arizona, y líder científico del Experimento de Vulnerabilidad Boreal del Ártico de la NASA, dice que podría ocurrir un punto de inflexión en los bosques boreales si un incendio extremo hace que el bosque sea incapaz de regenerarse y se convierta en un ecosistema escasamente boscoso o de pastizales. [95]

Señales de alerta temprana

En 2020, el Centro de Investigación Woods Hole informó que el calentamiento global está aumentando tanto la frecuencia como la gravedad de los incendios en los bosques boreales, y que estos incendios están liberando grandes cantidades de carbono a la atmósfera. [96] Esto se suma a la evidencia, revelada en un estudio de 2009, de que los bosques boreales ya han comenzado a desplazarse. [97]

Otros

Otros ejemplos de posibles elementos de inflexión a gran escala son un cambio en El Niño-Oscilación del Sur . Después de cruzar un punto de inflexión, la fase cálida (El Niño) comenzaría a ocurrir con más frecuencia.

El Océano Austral también juega un papel importante en el clima. La corriente dominante en el Océano Austral es la Corriente Circumpolar Antártica . Sin barreras continentales, esta poderosa corriente distribuye señales climáticas a los océanos Pacífico , Atlántico e Índico . Esto significa que cualquier cambio en el Océano Austral tiene consecuencias potencialmente masivas para el sistema oceánico global y el clima. Se están produciendo cambios importantes. Los estudios han encontrado que desde 2006, se estima que entre el 60% y el 90% de la absorción y el almacenamiento de calor oceánico global asociado con el calentamiento global se debe a los cambios en el Océano Austral. [98]

Otro posible punto de inflexión es la desaparición del hielo marino del Ártico , [99] [100] que se está calentando dos veces más rápido que el promedio mundial. En junio de 2020, la temperatura era 18 ° C más alta que el máximo diario promedio para ese mes, la más alta jamás registrada en el círculo polar ártico. [101] Como resultado del calentamiento a largo plazo, el hielo más antiguo y grueso del Ártico ha disminuido en un 95% durante los últimos 30 años. [102] El calentamiento en el Ártico permite que el permafrost congelado se descongele, liberando dióxido de carbono y metano encerrados en la atmósfera. [103]

En junio de 2019, imágenes satelitales de todo el Ártico mostraron incendios ardientes que están más al norte y de mayor magnitud que en cualquier momento del registro satelital de 16 años, y algunos de los incendios parecen haber encendido suelos de turba . [104] La turba es una acumulación de vegetación parcialmente descompuesta y es un sumidero de carbono eficiente . [105] Los científicos están preocupados porque los incendios de turba de larga duración liberan el carbono almacenado a la atmósfera, lo que contribuye a un mayor calentamiento. Los incendios de junio de 2019, por ejemplo, liberaron tanto dióxido de carbono como las emisiones anuales de gases de efecto invernadero de Suecia. [106]

Puntos de inflexión en cascada

Cruzar un umbral en una parte del sistema climático puede provocar que otro elemento de vuelco se vuelque en un nuevo estado. Estos se denominan puntos de inflexión en cascada. [107] La pérdida de hielo en la Antártida Occidental y Groenlandia alterará significativamente la circulación oceánica . El calentamiento sostenido de las latitudes altas del norte como resultado de este proceso podría activar elementos de inflexión en esa región, como la degradación del permafrost, la pérdida de hielo marino del Ártico y la muerte regresiva de los bosques boreales . [7] Esto ilustra que incluso a niveles relativamente bajos de calentamiento global, se pueden activar elementos de inflexión relativamente estables. [108]

En 2019, Timothy Lenton y sus colegas de la Universidad de Exeter , publicaron un estudio en Nature señalando que los dos informes especiales más recientes del IPCC, publicados en 2018 y 2019, sugieren que incluso 1 y 2 ° C de calentamiento podrían empujar aspectos del clima más allá de su límite. puntos de inflexión. [109] Los autores agregaron que el riesgo de que se produzcan puntos de inflexión en cascada es "mucho más probable y mucho más inminente" y que algunos "puede que ya se hayan incumplido". [109]

En junio de 2021, Live Science informó que cuando los científicos ejecutaron tres millones de simulaciones por computadora de un modelo climático, casi un tercio de esas simulaciones resultaron en efectos dominó desastrosos, incluso cuando los aumentos de temperatura se limitaron a 2 grados Celsius, el límite superior establecido por París. acuerdo en 2015. [110] Los autores del estudio de Nature reconocen que la ciencia de los puntos de inflexión es compleja, de modo que existe una gran incertidumbre sobre cómo podrían desarrollarse, pero, sin embargo, argumentan que la posibilidad de puntos de inflexión en cascada representa amenaza para la civilización ”. [111]

Señales de alerta temprana

Para un subconjunto de puntos de inflexión, puede ser posible detectar si esa parte del sistema climático se está acercando a un punto de inflexión; sin embargo, la detección solo puede señalar que es probable que se produzcan cambios abruptos, mientras que predecir cuándo y dónde ocurrirán sigue siendo difícil. Un modo principal de detección de estas señales de advertencia es a través de archivos naturales como sedimentos, casquetes polares y anillos de árboles, donde se pueden observar cambios climáticos pasados. [112] Todas las partes del sistema climático a veces se ven perturbadas por fenómenos meteorológicos. Después de la interrupción, el sistema vuelve a su equilibrio. Una tormenta puede dañar el hielo marino, que vuelve a crecer después de que ha pasado. Si un sistema está cada vez más cerca de volcarse, esta restauración a su estado normal puede llevar cada vez más tiempo, lo que puede usarse como una señal de advertencia de vuelco.[30] [31]

Efectos de punto de inflexión

La posibilidad de que el clima esté en proceso de sobrepasar puntos críticos de inflexión es una preocupación importante para los científicos de todo el mundo que estudian el cambio climático. Los científicos advierten que si el clima se inclina hacia un estado en el que los puntos de inflexión comienzan a caer en cascada, las tormentas costeras tendrán un mayor impacto, cientos de millones de personas serán desplazadas por el aumento del nivel del mar , habrá escasez de alimentos y agua , y la gente morirá de Niveles de calor insalubres y condiciones generalmente imposibles de vivir. [108] El cambio climático de 4 a 5 ° C puede hacer que franjas del planeta alrededor del ecuador sean inhabitables, con niveles del mar hasta 60 metros (197 pies) más altos que en la actualidad. [113]Los seres humanos no pueden sobrevivir si el aire es demasiado húmedo y caliente, lo que sucedería en la mayoría de las poblaciones humanas si las temperaturas globales aumentan entre 11 y 12 ° C, ya que las masas de tierra se calientan más rápido que el promedio mundial. [114] Efectos como estos se han popularizado en libros como La tierra inhabitable y El fin de la naturaleza .

Efecto invernadero desbocado

El efecto invernadero desbocado se utiliza en círculos astronómicos para referirse a un efecto invernadero que es tan extremo que los océanos hierven y hacen que un planeta sea inhabitable, un estado climático irreversible que ocurrió en Venus . El Quinto Informe de Evaluación del IPCC establece que "un 'efecto invernadero desbocado' —análogo a Venus— parece no tener prácticamente ninguna posibilidad de ser inducido por actividades antropogénicas ". [115] Las condiciones similares a las de Venus en la Tierra requieren un gran forzamiento a largo plazo que es poco probable que ocurra hasta que el sol brille unas pocas decenas de por ciento, lo que tomará unos pocos miles de millones de años. [116]

Ver también

  • Tierra de invernadero y congelador
  • Sensibilidad climática
  • Límites planetarios
  • Ingeniería climática

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Enlaces externos

  • ClimateClock: tiempo restante para alcanzar el umbral de 1,5 ° C