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Cambio climático abrupto

Los hidratos de clatrato se han identificado como un posible agente de cambios abruptos.

Un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático se ve obligado a realizar una transición a un ritmo determinado por el equilibrio energético del sistema climático . La tasa de transición es más rápida que la tasa de cambio del forzamiento externo , [1] aunque puede incluir eventos de forzamiento repentinos como impactos de meteoritos . [2] El cambio climático abrupto es, por tanto, una variación más allá de la variabilidad de un clima . Los eventos pasados ​​incluyen el final del colapso de la selva carbonífera , [3] el Dryas más joven , [4] los eventos de Dansgaard-Oeschger , los eventos de Heinrich y posiblemente también el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno . [5] El término también se utiliza en el contexto del cambio climático para describir un cambio climático repentino que es detectable durante la escala de tiempo de la vida humana. Un cambio climático tan repentino puede ser el resultado de ciclos de retroalimentación dentro del sistema climático [6] o puntos de inflexión en el sistema climático .

Los científicos pueden utilizar diferentes escalas de tiempo cuando hablan de eventos abruptos . Por ejemplo, la duración del inicio del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno puede haber oscilado entre unas pocas décadas y varios miles de años. En comparación, los modelos climáticos predicen que, bajo las actuales emisiones de gases de efecto invernadero , la temperatura cercana a la superficie de la Tierra podría apartarse del rango habitual de variabilidad en los últimos 150 años ya en 2047. [7]

Definiciones

El cambio climático abrupto se puede definir en términos de física o en términos de impactos: "En términos de física, es una transición del sistema climático a un modo diferente en una escala de tiempo que es más rápida que el forzamiento responsable. En términos de impactos , un cambio abrupto es aquel que ocurre tan rápida e inesperadamente que los sistemas humanos o naturales tienen dificultades para adaptarse a él. Estas definiciones son complementarias: la primera da una idea de cómo se produce el cambio climático abrupto; la segunda explica por qué hay tanto investigación dedicada a ello." [8]

Escalas de tiempo

Las escalas de tiempo de eventos descritos como abruptos pueden variar dramáticamente. Los cambios registrados en el clima de Groenlandia al final del Dryas Reciente, medidos por los núcleos de hielo, implican un calentamiento repentino de +10 °C (+18 °F) en un plazo de unos pocos años. [9] Otros cambios abruptos son el calentamiento de +4 °C (+7,2 °F) en Groenlandia hace 11.270 años [10] o el calentamiento abrupto de +6 °C (11 °F) hace 22.000 años en la Antártida . [11]

Por el contrario, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno puede haberse iniciado entre unas pocas décadas y varios miles de años. Finalmente, los modelos del Sistema Terrestre proyectan que, bajo las actuales emisiones de gases de efecto invernadero ya en 2047, la temperatura cercana a la superficie de la Tierra podría apartarse del rango de variabilidad de los últimos 150 años. [7]

General

Los posibles elementos de inflexión en el sistema climático incluyen los efectos regionales del cambio climático , algunos de los cuales tuvieron un inicio abrupto y, por lo tanto, pueden considerarse como un cambio climático abrupto. [12] Los científicos han declarado: "Nuestra síntesis del conocimiento actual sugiere que una variedad de elementos de inflexión podrían alcanzar su punto crítico dentro de este siglo bajo el cambio climático antropogénico". [12]

Se ha postulado que las teleconexiones (procesos oceánicos y atmosféricos en diferentes escalas de tiempo) conectan ambos hemisferios durante un cambio climático abrupto. [13]

Un informe de 2013 del Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. llamó la atención sobre los impactos abruptos del cambio climático, afirmando que incluso un cambio constante y gradual en el sistema climático físico puede tener impactos abruptos en otros lugares, como en la infraestructura humana y los ecosistemas, si se cruzan umbrales críticos. . El informe enfatiza la necesidad de un sistema de alerta temprana que pueda ayudar a la sociedad a anticipar mejor los cambios repentinos y los impactos emergentes. [14]

Una característica de los impactos abruptos del cambio climático es que ocurren a un ritmo más rápido de lo previsto. Este elemento hace que los ecosistemas inmóviles y limitados en su capacidad para responder a cambios abruptos, como los ecosistemas forestales, sean particularmente vulnerables. [15]

La probabilidad de que se produzcan cambios abruptos en algunas retroalimentaciones relacionadas con el clima puede ser baja. [16] [17] Los factores que pueden aumentar la probabilidad de un cambio climático abrupto incluyen magnitudes más altas de calentamiento global, un calentamiento que ocurre más rápidamente y un calentamiento que se mantiene durante períodos de tiempo más largos. [17]

Modelos climáticos

Los modelos climáticos son actualmente [ ¿cuándo? ] incapaz de predecir eventos de cambio climático abrupto, o la mayoría de los cambios climáticos abruptos del pasado. [18] Actualmente, los modelos climáticos no tienen en cuenta una posible retroalimentación abrupta debido a las formaciones de lagos termokarst en el Ártico, en respuesta al deshielo de los suelos de permafrost , liberando metano adicional como gas de efecto invernadero. [19]

Efectos

Un resumen del recorrido de la circulación termohalina . Los caminos azules representan corrientes de aguas profundas y los caminos rojos representan corrientes superficiales.
El evento de extinción del Pérmico-Triásico, denominado aquí "P-Tr", es el evento de extinción más significativo en este gráfico para los géneros marinos .

En el pasado, el cambio climático abrupto probablemente haya causado efectos graves y de amplio alcance como los siguientes:

Puntos de inflexión en el sistema climático

Hay varios lugares alrededor del mundo que pueden pasar un punto de inflexión alrededor de un cierto nivel de calentamiento y eventualmente pasar a un estado diferente. [29] [30]

En la ciencia del clima , un punto de inflexión es un umbral crítico que, cuando se cruza, conduce a cambios grandes, acelerados y a menudo irreversibles en el sistema climático . [31] Si se cruzan los puntos de inflexión, es probable que tengan graves impactos en la sociedad humana y puedan acelerar el calentamiento global . [32] [33] El comportamiento de inclinación se encuentra en todo el sistema climático, por ejemplo, en las capas de hielo , los glaciares de montaña , los patrones de circulación en el océano , los ecosistemas y la atmósfera. [33] Ejemplos de puntos de inflexión incluyen el deshielo del permafrost , que liberará metano , un poderoso gas de efecto invernadero , o el derretimiento de las capas de hielo y los glaciares, lo que reducirá el albedo de la Tierra , lo que calentaría el planeta más rápidamente.

Los puntos de inflexión son a menudo, pero no necesariamente, abruptos. Por ejemplo, con un calentamiento global promedio de entre 0,8 °C (1,4 °F) y 3 °C (5,4 °F), la capa de hielo de Groenlandia pasa un punto de inflexión y está condenada al fracaso, pero su derretimiento se produciría a lo largo de milenios. [30] [34] Los puntos de inflexión son posibles con el calentamiento global actual de poco más de 1 °C (1,8 °F) por encima de la época preindustrial, y muy probable por encima de 2 °C (3,6 °F) de calentamiento global. [33] Es posible que algunos puntos de inflexión estén cerca de ser cruzados o ya lo hayan sido, como los de las capas de hielo de la Antártida occidental y Groenlandia , la selva amazónica y los arrecifes de coral de aguas cálidas . [35] Un peligro es que si se cruza el punto de inflexión en un sistema, esto podría causar una cascada de otros puntos de inflexión, lo que provocaría impactos graves y potencialmente catastróficos [36] . [37]

El registro geológico muestra muchos cambios abruptos que sugieren que es posible que se hayan cruzado puntos de inflexión en tiempos prehistóricos. [38]

Eventos pasados

El período del Dryas Reciente de cambio climático abrupto lleva el nombre de la flor alpina Dryas .

En el registro paleoclimático se han identificado varios períodos de cambio climático abrupto . Ejemplos notables incluyen:

También hay cambios climáticos abruptos asociados con el drenaje catastrófico de los lagos glaciares. Un ejemplo de ello es el evento de 8,2 kilómetros de duración , asociado al drenaje del lago glacial Agassiz . [45] Otro ejemplo es la reversión del frío antártico , c. 14.500 años antes del presente ( BP ), que se cree que fue causado por un pulso de agua de deshielo probablemente de la capa de hielo antártica [46] o de la capa de hielo Laurentide . [47] Se ha planteado la hipótesis de que estos rápidos eventos de liberación de agua de deshielo son la causa de los ciclos de Dansgaard-Oeschger, [48]

Un estudio de 2017 concluyó que condiciones similares al agujero de ozono antártico actual (circulación atmosférica y cambios hidroclimáticos), hace ~17.700 años, cuando el agotamiento del ozono estratosférico contribuyó a una deglaciación abrupta y acelerada del hemisferio sur . El evento ocurrió coincidentemente con una serie estimada de 192 años de erupciones volcánicas masivas, atribuidas al Monte Takahe en la Antártida Occidental . [49]

Posibles precursores

Es probable que los cambios climáticos más abruptos se deban a cambios repentinos en la circulación, análogos a una inundación que corta un nuevo cauce fluvial. Los ejemplos más conocidos son las varias docenas de interrupciones de la circulación meridional del Océano Atlántico Norte durante la última edad de hielo , que afectaron el clima en todo el mundo. [50]

Efectos de retroalimentación climática

La oscura superficie del océano refleja sólo el 6 por ciento de la radiación solar entrante; el hielo marino refleja del 50 al 70 por ciento. [54]

Una fuente de efectos abruptos del cambio climático es un proceso de retroalimentación , en el que un evento de calentamiento provoca un cambio que se suma a un mayor calentamiento. [55] Lo mismo puede aplicarse a la refrigeración. Ejemplos de tales procesos de retroalimentación son:

Vulcanismo

El rebote isostático en respuesta al retroceso (descarga) de los glaciares y el aumento de la salinidad local se han atribuido al aumento de la actividad volcánica al inicio del abrupto calentamiento de Bølling-Allerød . Están asociados con el intervalo de intensa actividad volcánica, lo que sugiere una interacción entre el clima y el vulcanismo: un mayor derretimiento a corto plazo de los glaciares, posiblemente a través de cambios en el albedo debido a la lluvia de partículas sobre las superficies de los glaciares. [58]

Ver también

Referencias

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