klima i arktis 6 15
Fritz POLKING/Gamma-Rapho via Getty Images

De ro ned av sirkulasjonen i Sørishavet, et dramatisk fall i omfanget av havis og enestående hetebølger alle reiser bekymring for at Antarktis kan nærme seg vippepunkter.

Verden har nå varmet opp med 1.2? over førindustrielle nivåer (definert som gjennomsnittstemperaturen mellom 1805 og 1900) og har opplevd 20 cm global havnivåstigning.

Betydelig høyere havnivåstigning og hyppigere ekstreme klimahendelser vil skje hvis vi overskrider Paris-avtalen mål å holde oppvarmingen godt under 2?. For øyeblikket er vi på vei mot gjennomsnittet global oppvarming på 3-4? innen 2100.

Selv om de nylige antarktiske ytterpunktene ikke nødvendigvis er vendepunkter, vil pågående oppvarming akselerere tap av is og havoppvarming, og presse Antarktis mot terskler som, når de er krysset, vil føre til irreversible endringer – med globale langsiktige, multi-generasjons konsekvenser og store konsekvenser for mennesker og miljø.

innerself abonnere grafikk

Jordsystemet er designet for å nå likevekt (komme i balanse) som svar på klimaoppvarming, men forrige gang atmosfæriske nivåer av karbondioksid (CO?) var så høye som de er i dag (423 ppm) var tre millioner år siden.

Det tok et årtusen før verdens klima tilpasset seg dette. Når det gjorde det, var jordens overflate 2? varmere og globale havnivåer var 20 meter høyere på grunn av Antarktis-isen smelter. På den tiden hadde selv våre tidligste menneskelige forfedre ennå ikke utviklet seg.

Menneskehetens utvikling kunne bare begynne etter CO? nivåer falt under 300 ppm, for omtrent 2.7 millioner år siden. Siden den gang har jordens gjennomsnittstemperatur svingt mellom 10? under istider og 14? i varmere interglasiale perioder.

I løpet av de siste 10,000 300 årene av vår nåværende interglasiale periode, har jordens klimagasstermostat blitt satt til 14 ppm CO?, og opprettholder en behagelig gjennomsnittstemperatur på XNUMX?. Et gulllokkklima – ikke for varmt, ikke for kaldt – men akkurat passe for menneskelig sivilisasjon å blomstre.

klima i arktis2 6 15

Pågående oppvarming vil fremskynde istapet og havoppvarmingen, og presse Antarktis mot terskler for irreversible endringer. Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho via Getty Images

Jordsystemet er sammenkoblet

Den nåværende globale oppvarmingen tar jordsystemet over en terskel som mennesker aldri har opplevd, inn i et klima der Antarktis ishyller og marine isdekker ikke lenger kan eksistere og en milliard mennesker, som for tiden bor nær kysten, vil druknes av stigende hav.

Dette vil være en verden hvor skogbranner, hetebølger, atmosfæriske elver, ekstreme nedbørsmengder og tørker – som de vi har sett globalt i fjor sommer – blir vanlig.

Jordsystemet (hav, atmosfære, kryosfære, økosystemer osv.) er sammenkoblet. Dette tillater energiflyt, slik at fysiske og økologiske systemer kan forbli i balanse, eller gjenvinne balansen. Men sammenhenger kan også bety avhengigheter, som fører til reaksjoner, forsterker tilbakemeldinger og konsekvenser. Endringer har roll-on-effekter, omtrent som dominobrikker.

Tilbakemeldingssløyfer – sykliske kjedereaksjoner som gjentar seg igjen og igjen – kan gjøre effektene av klimaendringer sterkere eller svakere, noen ganger stabilisere systemet, men oftere forsterke en respons med uheldige effekter.

Endring er heller ikke alltid lineær. Det kan være brå og irreversibelt på menneskelige tidsskalaer hvis en terskel eller vippepunkt krysses.

Her skisserer vi en sekvens av endringer og konsekvenser, inkludert tilbakemeldingssløyfer og terskler, ved å bruke eksemplet med global oppvarming smelter Antarktis isdekker og den resulterende havnivåstigningen.

klima i arktis3 6 15

Denne grafen viser hvordan uforminskede klimaendringer setter i gang en kaskade av effekter som resulterer i mer alvorlige konsekvenser og påvirkninger, hvorav noen vil være irreversible over mange generasjoner inn i fremtiden. Bec McMaster fra ReMaster, CC BY-ND

Vi tar et 50-års blikk inn i fremtiden, da dette er relevant for dagens beslutningstakere, men også setter på plass mye lengre flergenerasjonskonsekvenser. Mens vi fokuserer på dette eksemplet, er det mange andre antarktiske vippepunkter, inkludert effekten av ferskvann fra isdekkesmelting på marine økosystemer og effekten av Antarktis-endring på Aotearoas temperatur- og nedbørsmønstre.

Antarktis i en varmende verden

Med mindre vi endrer vår nåværende utslippsbane, er dette hva vi kan forvente.

Innen 2070 vil klimaet over Antarktis (Te Tiri o te Moana) varmes opp med mer enn 3? over førindustrielle temperaturer. Sørishavet (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) blir 2? varmere.

Som en konsekvens vil mer enn 45 % av sommerhavisen gå tapt, noe som får overflatehavet og atmosfæren over Antarktis til å varmes opp enda raskere ettersom mørkt hav erstatter hvit sjøis, absorberer mer solstråling og sender den ut igjen som varme. Dette lar varm, fuktig luft i atmosfæriske elver fra tropene trenge lenger sør.

Denne akselererte oppvarmingen av det antarktiske klimaet er et fenomen kjent som polar forsterkning. Dette skjer allerede i Arktis, som varmes opp to til tre ganger raskere enn det globale gjennomsnittet på 1.2?, med dramatiske konsekvenser for permanent tap av havis og smelting av Grønlands isdekke.

Antarktis vippepunkter

Det oppvarmede vannet smelter ishyllene, som er flytende istunger som stabiliserer det antarktiske isdekket, og bremser isstrømmen ut i havet.

Isbremmer kan passere et vippepunkt når lokale havtemperaturterskler krysses, noe som får dem til å tynnes og flyte på steder der de en gang ble holdt på plass ved kontakt med havbunnen. Smelting ved overflaten svekker også ishyllene. I noen tilfeller fyller vann på overflaten opp sprekker i isen og kan da føre til at store områder går i oppløsning katastrofalt.

Innen 2070 vil varme i havet og atmosfæren ha ført til at mange isbremmer brytes opp til isfjell som vil smelte og slippe en fjerdedel av volumet ut i havet som ferskvann. Innen 2100 vil 50 % av ishyllene være borte. Innen 2150 vil alt ha smeltet.

klima i arktis4 6 15
 Antarktis isbremmer holder tilbake landbaserte isbreer, som strømmer ut til havet under tyngdekraften. Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty Images

Uten isbremmer som holder isdekket tilbake, vil isbreer slippe ut i en enda raskere hastighet under tyngdekraften i havet. Store deler av den øst-antarktiske isen og nesten hele den vest-antarktiske innlandsisen sitter på stein i dype forsenkninger under havoverflaten.

De er sårbare for en irreversibel prosess kalt marin isdekke-ustabilitet (MISI). Når iskantene trekker seg tilbake i de dype bassengene, drevet av det pågående inngrepet av varmt havvann, tap av is blir selvopprettholdende i en akselererende hastighet til alt er borte.

En annen positiv tilbakemelding, kalt marin isklippe-ustabilitet (IBD), betyr at klipper i utkanten av det trekkende innlandsisen blir ustabile og velter, og avslører enda høyere klipper som kollapse under sin egen vekt kontinuerlig som dominobrikker.

Hvis global oppvarming ikke holdes under 2?, viser innlandsismodeller at det globale havnivået vil stige kl. akselererende hastighet opptil 3m per århundre. Fremtidige generasjoner vil være forpliktet til ustoppelig tilbaketrekning av Grønland og de marine delene av de antarktiske iskappene, og forårsake så mye som 24 meter global havnivåstigning.

klima i arktis5 6 15
 Deler av Antarktis isdekke er jordet under havoverflaten og er sårbare for ustoppelig retrett når visse terskler er krysset. British Antarctic Survey, CC BY-ND

Disse endringene understreker at det haster med umiddelbare og dype kutt i utslipp. Antarktis må forbli et stabilt isdekket kontinent for å unngå de verste konsekvensene av stigende hav.

Programmer over hele verden, inkludert Antarktis vitenskapsplattform, prioriterer forskning om fremtidige endringer i Antarktis-isen. Selv om nyhetene ikke er gode, er det fortsatt tid til å handle.

Om forfatteren

Timothy Naish, professor i geovitenskap, Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington.  Mel Climo, Sandy Morrison og Nancy Bertler fra Antarctic Science Platform er anerkjent for deres innspill og støtte.Den Conversation

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.