uma mudança climática descontrolada - Runaway climate change

O declínio recorde de gelo do mar Ártico tem sido relatada como um "ponto de inflexão"

Uma mudança climática descontrolada ou aquecimento global descontrolado é a hipótese de seguir um ponto de inflexão no sistema climático , após acumulada mudanças climáticas inicia um reforço feedback positivo . Esta rápida aceleração na mudança climática pode levar a danos potencialmente irreversíveis ao sistema climático, tornando os esforços de mitigação oportuna inviável. Isto é pensado para causar o clima a mudar rapidamente até atingir uma nova condição estável. Estas frases podem ser usados com referência a preocupações sobre rápido aquecimento global . Alguns astrônomos usam o fugitivo expressão efeito estufa para descrever uma situação onde o clima se desvia catastroficamente e permanentemente a partir do original de estado como aconteceu em Vênus .

Embora esses termos são raramente usados na literatura climatológica peer-reviewed, que a literatura usa a frase similar " efeito estufa ", que se refere especificamente às mudanças climáticas que causam água de um corpo planetário para ferver off.

Termos relacionados

• Em um nível de inflexão ou ponto de inflexão o clima forçando chega a um ponto tal que nenhum adicional forçamento é necessário para grandes mudanças climáticas e impactos.
• Em um ponto de não retorno , impactos climáticos que são irreversíveis numa escala de tempo prática ocorrer. Um exemplo de um tal impacto é a desintegração de uma grande folha de gelo.

efeito estufa

O efeito estufa tem vários significados. Pelo menos extrema, isto implica o aquecimento global suficiente para induzir fora-de-controlo opiniões de amplificação, tais como a desintegração folha de gelo e de fusão de hidratos de metano . No extremo mais, um planeta Vénus semelhante com crosta cozida carbono para a atmosfera e uma temperatura de superfície de várias centenas de graus, uma irreversível estado do clima .

Entre estes dois, é a estufa húmida , que ocorre se o clima forçando é suficientemente grande para fazer vapor de água (H ₂ O) um importante constituinte atmosférica . Em princípio, uma estufa húmida extrema pode causar uma instabilidade com vapor de água a prevenção de radiação para o espaço de toda a energia solar absorvida, resultando na temperatura superficial muito elevada e a evaporação do oceano. No entanto, as simulações indicam que nenhum humano-feito plausível gases de efeito estufa (GEE) forçando pode causar uma instabilidade e-crosta cozida efeito estufa.

Níveis concebíveis de clima fez-humano forçando poderia produzir o baixo-fim estufa. Um forçando de 16/12 W m ^-2 exigiria dióxido de carbono (CO ₂ ) para aumentar os níveis de 8-16 vezes. Se o forçando eram devidas somente ao CO ₂ mudança, isto iria aumentar a temperatura global média de 16-24 ° C, com muito maior aquecimento polar. Um aquecimento de 16-24 ° C, produz um efeito de estufa moderadamente húmido, com vapor de água aumentando para cerca de 1% da massa da atmosfera, aumentando assim a taxa de hidrogénio de escape para o espaço. Se um tal forçamento foram inteiramente devido ao CO ₂ , o processo de desgaste iria remover o excesso de CO atmosférico ₂ numa escala de tempo de 10 ⁴ -10 ⁵ anos, muito antes do mar foi significativamente empobrecido. Condições Venus-como na Terra requer uma grande longo prazo forçando que é improvável de ocorrer até que o sol ilumina por algumas dezenas de por cento, que terá alguns bilhões de anos.

habitabilidade global

Queima de todos os combustíveis fósseis afetaria negativamente a capacidade dos seres humanos a viver no planeta. Se não-CO ₂ gases com efeito de estufa, tais como N ₂ O e metano (CH ₄ ) foram a aumentar com o aquecimento global na mesma taxa como na ficha paleoclima e simulações de química atmosférica que proporcionaria cerca de 25% do efeito de estufa forçando. O restante forçando requer aproximadamente 4,8 vezes actuais CO ₂ níveis, o que corresponde a emissões de combustíveis fósseis, tanto quanto cerca de 10.000 Gt C para uma hipótese conservadora de um CO ₂ fracção aerotransportado média um terço ao longo dos anos 1000 na sequência de uma emissão de pico.

Calculado aquecimento global neste caso é de 16 ° C, com aquecimento nos pólos aproximadamente 30 ° C. aquecimento calculada em áreas de terra médias de cerca de 20 ° C. Tais temperaturas eliminaria a produção de grãos em quase todas as regiões agrícolas do mundo. Aumento vapor de água estratosférico iria diminuir a camada de ozono da estratosfera.

O aquecimento global dessa magnitude iria fazer a maior parte do planeta inabitáveis por humanos. O corpo humano gera cerca de 100 W de calor metabólico que deve ser levado para manter uma temperatura corporal central perto de 37 ° C, o que implica que sustentados temperaturas de bulbo molhado acima de 35 ° C podem resultar em hipertermia letal. Hoje em dia, a temperatura no verão é muito variável sobre a superfície da terra, mas a temperatura de bolbo húmido é mais estreitamente confinado pelo efeito da humidade, com o valor mais comum de cerca de 26-27 ° C e o mais elevado de cerca de 31 ° C. Um aquecimento de 10-12 ° C iria colocar a maior parte da população do mundo de hoje em regiões com uma temperatura wetbulb acima de 35 ° C. Dada a C o aquecimento de 20 ° que ocorre com 4,8 vezes de corrente de CO ₂ níveis, um tal clima forçando produziria condições climáticas intoleráveis ainda que a verdadeira sensibilidade clima é significativamente menos do que a sensibilidade de Russell, ou, se a sensibilidade Russell é preciso, o CO ₂ forçamento necessária para produzir condições intoleráveis para os seres humanos é inferior a este montante.

efeitos de feedback

O núcleo do conceito de mudança climática descontrolada é a idéia de um grande feedback positivo dentro do sistema climático. Quando uma alteração na temperatura global faz com que um evento ocorrer que se muda a temperatura global, o que é referido como um gabarito efeito. Se este efeito actua no mesmo sentido que a variação de temperatura original, é um desestabilizador feedback positivo (por exemplo, aquecendo causando mais aquecimento); e se na direcção oposta, que é um estabilizador de feedback negativo (por exemplo, aquecendo a causar um efeito de arrefecimento). Se ocorre uma suficientemente forte reacção positiva líquida, diz-se que um ponto de inflexão do clima foi passada e a temperatura irá continuar a alteração até as condições modificadas resultar em reacções negativas que restabilise o clima numa nova, colector de equilíbrio estável.

Um exemplo de um feedback negativo é que a radiação deixando os aumentos da Terra em proporção à quarta potência da temperatura, de acordo com a lei de Stefan-Boltzmann . Esse feedback é sempre operacional; por conseguinte, ao mesmo tempo que pode ser substituído por reacções positivas para comparativamente pequenas mudanças de temperatura que irá dominar as mudanças de temperatura maiores. Um exemplo de uma reacção positiva é o retorno gelo-albedo , em que o aumento da temperatura faz com que o gelo derreter, o que aumenta a quantidade de calor que absorve Terra. Este feedback só funciona numa gama restrita de temperaturas (aqueles para os quais existe gelo, e não cobre toda a superfície, uma vez que todo o gelo ter fundido, o feedback deixa de funcionar).

Efeitos de feedback clima pode envolver um feedback positivo em um tipo de forçando, como a liberação de metano devido ao aumento dos níveis de metano ; outros gases, como quando o CO ₂ provoca a libertação de metano; ou de outras variáveis, como o retorno gelo-albedo .

Sem respostas climáticas , uma duplicação da concentração de dióxido de carbono atmosférico resultaria num aumento da temperatura global média de cerca de 1,2 ° C. O vapor de água quantidade e nuvens são provavelmente os mais importantes feedbacks climáticas globais. Informações históricas e modelos climáticos globais indicam uma sensibilidade climática de 1,5 a 4,5 ° C, com uma melhor estimativa de 3 ° C. Esta é uma ampliação do dióxido de carbono forçando por um factor de 2,5. Alguns estudos sugerem uma sensibilidade climática inferior, mas outros estudos indicam uma sensibilidade acima dessa faixa. Em parte devido à dificuldade em modelar o retorno nuvem , a verdadeira sensibilidade climática permanece incerto.

Lento

Em efeitos especialmente realimentação lentas alterações nos tamanhos de placas de gelo e os níveis de CO atmosférico ₂ -amplify a sensibilidade do sistema total da Terra por uma quantidade que depende da escala de tempo considerado.

Há exemplos conhecidos do clima da Terra, produzindo uma grande resposta a pequenas forcings. O CO ₂ efeito de retroalimentação acredita-se ser parte da transição entre glacial e interglaciários períodos, com orbital forçando proporcionar o gatilho inicial.

Um capítulo livro de 2006 por Cox et al. considera a possibilidade de um futuro retorno climática descontrolada devido a mudanças na terra ciclo do carbono :

Aqui usamos um modelo de balanço de carbono da terra simples para analisar as condições necessárias para uma transição pia-to-source terra, e abordar a questão; o ciclo do carbono da terra poderia levar a um feedback climáticas descontroladas? [...] O modelo de balanço de carbono da terra simples tem parâmetros eficazes que representam as sensibilidades de clima e fotossíntese em CO ₂ , e as sensibilidades de respiração do solo e fotossíntese à temperatura. Este modelo é usado para mostrar que (a) uma transição pia-a-fonte de carbono é inevitável para além de algum crítico CO finito _duas concentração desde algumas condições simples são satisfeitas, (b) o valor do crítico CO ₂ concentração é pouco conhecida devido a incertezas nos parâmetros de ciclo de carbono nos solos e, especialmente, na sensibilidade climática de cO ₂ , e (c) que uma verdadeira terra fugitivo gabarito carbono-clima (ou instabilidade linear) no futuro é improvável, dado que as massas de terra estão atualmente atuando como um sumidouro de carbono.

Rápido

Em geral, o feedback rápido sensibilidade climática depende do estado do clima inicial. efeitos rápidos de feedback incluem mudanças nos níveis de vapor de água e aerossóis, bem como mudanças na cobertura de nuvens e da extensão do gelo do mar.

depósitos de metano e clatratos

Potencialmente instáveis depósitos de metano existe no permafrost regiões, que são esperados para recuar como resultado do aquecimento global, e também clatratos , com o efeito clathrate provavelmente levando milênios para atuar plenamente. O papel potencial de metano de clatratos quase em cenários futuros fugitivos não é certo, pois estudos mostram uma liberação lenta de metano, que não pode ser considerado como 'runaway' por todos os comentaristas. O clatrato arma efeito fugitivo pode ser usado para descrever libera metano mais rápidos. Metano na atmosfera tem um alto potencial de aquecimento global , mas reparte-se de forma relativamente rápida para formar CO ₂ , que também é um gás de efeito estufa. Portanto, a libertação lenta metano terá o efeito de longo prazo da adição de CO ₂ para a atmosfera.

Para modelar clatratos e outros reservatórios de gases de efeito estufa e seus precursores, os modelos climáticos globais teriam que ser 'acoplada' para um modelo de ciclo de carbono. A maioria dos modelos climáticos globais atuais não incluem modelagem de depósitos de metano.

risco atual

O consenso científico no Quarto Relatório de Avaliação do IPCC é que "O aquecimento antropogênico pode levar a alguns efeitos que são abrupta ou irreversíveis, dependendo da taxa e magnitude da mudança climática." Note, porém, que esta afirmação é sobre situações mais fracos do que a "mudança fuga". Texto preparado para o Quinto Relatório de Avaliação do IPCC afirma que "uma 'estufa effect'-análogo ao Vênus-parece ter praticamente nenhuma chance de ser induzida por antropogênicas atividades."

As estimativas do tamanho do reservatório de carbono total em Árctico permifrost e clatratos variar amplamente. Sugere-se que pelo menos 900 gigatoneladas de carbono no permafrost existe em todo o mundo. Além disso, não se acredita serem mais 400 gigatoneladas de carbono em clatratos de metano em regiões permafrost com 10.000 a 11.000 gigatonnes em todo o mundo. Isto é suficientemente grande para que, se 10% do metano armazenado foram libertadas, isto teria um efeito equivalente a um factor de aumento de 10 CO atmosférico ₂ concentrações. O metano é um potente gás de efeito estufa com um maior potencial de aquecimento global do que o CO ₂ .

Preocupações com a libertação deste metano e dióxido de carbono está ligado ao encolhimento ártico . Nos últimos anos temos visto recorde de baixa de gelo do mar Ártico. Tem sido sugerido que a rápida fusão do gelo do mar pode iniciar um ciclo de feedback que derrete rapidamente ártico gelo permanente . Clatratos de metano no fundo do mar também ter sido previsto para desestabilizar, mas muito mais lentamente.

A liberação de metano a partir de clatratos, no entanto, acredita-se ser lenta e crônica ao invés de catastrófica e que os efeitos de tal libertação do século 21 são, portanto, susceptível de ser 'significativa, mas não catastrófica'. Note-se ainda que a 'quantidade de metano a partir de hidrato de gás dissociado nunca pode atingir a atmosfera, uma vez que pode ser dissolvido para o oceano e ser discriminado biologicamente. Outra pesquisa demonstra que uma libertação para a atmosfera podem ocorrer durante grandes lançamentos. Estas fontes sugerem que a arma clathrate efeito por si só não será suficiente para provocar a mudança 'catastrófica' clima dentro de uma vida humana.

Hansen et al. 2013 sugere que a Terra poderia tornar-se em grandes partes inabitáveis e note que este não pode mesmo exigir a queima de todos os combustíveis fósseis, devido à maior sensibilidade climática (3-4 ° C ou 5,4-7,2 ° F) com base em um cenário de 550 ppm. Queima de todos os combustíveis fósseis seria aquecer áreas de terra, em média, cerca de 20 ° C (36 ° F) e aquecer os pólos de 30 ° C (54 ° F). Estimativas anteriores foram baseadas no pressuposto de que o uso de combustíveis fósseis continuará até que as reservas estavam esgotadas, e previu um efeito estufa descontrolado , um clima semelhante ao que em Vênus . Investigação em curso determina se um tal estado climático é possível na Terra.

paleoclimatologia

Eventos que poderiam ser descritas como uma mudança climática descontrolada pode ter ocorrido no passado.

arma clatrato

O clatrato arma hipótese sugere uma mudança climática abrupta devido a uma liberação maciça de gás metano a partir de clatratos de metano no fundo do mar . Tem sido especulado que o evento de extinção Permiano-Triássico eo Máximo Termal Paleoceno-Eoceno foram causados pela liberação de clatratos maciça.

Terra Bola de Neve

Evidências geológicas mostra que o feedback ice-albedo causada avanço do gelo marinho para perto do equador em vários pontos na história da terra. Modelando trabalho mostra que um tal evento seria de facto ser um resultado de um efeito de gelo-albedo de auto-sustentação, e que uma tal condição pode ser escapou através da acumulação de CO ₂ a partir de desgaseificação vulcânica.

Veja também

• mudanças climáticas abruptas
• libertação de metano Árctico
• Evitar alterações climáticas perigosas
• realimentação mudança climática
• sensibilidade climática

Referências