Velen geloven dat punten waar geen terugkeer mogelijk is in ons aardsysteem, zoals het verdwijnen van de Amazone jungle en de ijskap in het westen van Antarctica, onwaarschijnlijk zijn. Een team van auteurs bestudeerde het bewijs dat er geen terugkeer mogelijk was en stelde oplossingen voor de problemen voor.
Politici, economen en zelfs sommige natuurwetenschappers zijn geneigd te geloven dat de punten waar geen terugkeer mogelijk is in ons aardse systeem, zoals het verdwijnen van de Amazone-jungle en de ijskap in het westen van Antarctica, onwaarschijnlijk zijn en slecht worden begrepen. Nu zijn er echter steeds meer aanwijzingen dat deze gebeurtenissen veel waarschijnlijker zijn dan eerder leek, dat ze ernstige gevolgen hebben en nauw verband houden met een verscheidenheid aan biofysische systemen. Als gevolg hiervan wordt de wereld bedreigd met langdurige en onomkeerbare veranderingen.
In dit artikel analyseren we het bewijs dat punten waarop geen terugkeer mogelijk is, kunnen we kennislacunes identificeren en oplossingen voorstellen. We onderzoeken de gevolgen van dergelijke grootschalige veranderingen, kijken hoe snel ze kunnen optreden en of we het op de een of andere manier kunnen beheersen.
Naar onze mening helpt het in aanmerking nemen van deze omslagpunten om vast te stellen dat we ons in een noodklimaatsituatie bevinden, en om de roep om dringende actie om klimaatverandering te voorkomen, die vandaag door iedereen wordt gedaan: schoolkinderen en wetenschappers, steden en hele landen.
Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) bracht het idee van dergelijke omslagpunten twintig jaar geleden naar voren. Destijds werden "grootschalige verstoringen" in het klimaatsysteem alleen als waarschijnlijk beschouwd als de opwarming van de aarde 5 graden Celsius boven het pre-industriële niveau uitkwam. De informatie die is samengevat en gepresenteerd in de laatste twee speciale IPCC-rapporten (gepubliceerd in 2018 en september van dit jaar) suggereert dat punten waar geen terugkeer mogelijk is, zelfs bij een opwarming van 1-2 graden kunnen worden gepasseerd.
Als landen hun verplichtingen nakomen om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen (en daar zijn grote twijfels over), zal de opwarming van de aarde minimaal 3 graden Celsius zijn. Dit ondanks het feit dat het Akkoord van Parijs van 2015 tot doel heeft de opwarming te beperken tot ruim onder de 2 graden. Sommige economen, die ervan uitgaan dat klimatologische punten waar geen terugkeer mogelijk is, zeer onwaarschijnlijk zijn (zij het catastrofaal), suggereren dat 3 graden opwarming optimaal is in termen van kosten en baten. Maar als dergelijke omslagpunten waarschijnlijker lijken, dan zijn de "beste" aanbevelingen voor kosten-batenmodellen dezelfde als in het laatste IPCC-rapport. Met andere woorden, de opwarming moet worden beperkt tot 1,5 graden Celsius. En dit vereist buitengewone maatregelen.
DE VERDWIJNING VAN IJS
Promotie video:
Wij geloven dat sommige punten waar geen terugkeer mogelijk is in de cryosfeer van de aarde gevaarlijk dichtbij zijn, maar het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen kan de onvermijdelijke opeenstapeling van negatieve gevolgen nog steeds vertragen en ons helpen ons aan te passen.
Studies van de afgelopen tien jaar tonen aan dat de kust van de Amundsenzee in het westelijke deel van Antarctica, ingesprongen door de baaien, dit point of no return mogelijk al is gepasseerd. De "overlappende lijn" waar ijs, oceaan en rotsachtige basis elkaar ontmoeten, trekt meedogenloos terug. Modelonderzoek toont aan dat wanneer deze sector verdwijnt, het als een domino-effect de stabiliteit van de rest van de ijskap op West-Antarctica kan verstoren. Dit zal leiden tot een stijging van de zeespiegel met drie meter in de loop van de tijd van enkele eeuwen tot een millennium. Studies tonen aan dat een dergelijke grootschalige vernietiging van de ijsbedekking in het westelijke deel van Antarctica in het verleden herhaaldelijk heeft plaatsgevonden.
Het laatste bewijs geeft aan dat een deel van het landijs in het oosten van Antarctica in het Wilkes Basin ook onstabiel is. Simulaties suggereren dat dit de zeespiegel in iets meer dan een eeuw met nog eens vier meter zou kunnen doen stijgen.
De ijskap van Groenland smelt in een versneld tempo. Overschrijdt het smeltproces een bepaalde drempelwaarde, dan stijgt de zeespiegel over enkele duizenden jaren met nog eens zeven meter. Verder, naarmate de hoogte van de ijsbedekking afneemt, smelt deze nog meer, waardoor het oppervlak wordt geopend om de steeds warmere lucht te ontmoeten. De gemaakte modellen laten zien dat bij een opwarming van anderhalve graad de Groenlandse ijskap gedoemd is te verdwijnen, en dit kan al in 2030 gebeuren.
Het is dus mogelijk dat we toekomstige generaties de komende millennia al hebben gedwongen om te leven op een zeespiegelstijging van ongeveer 10 meter. We kunnen dit tijdsbestek echter nog wijzigen. De smeltsnelheid hangt af van de mate van opwarming voorbij het punt waarop geen terugkeer mogelijk is. Bij een opwarming van 1,5 graden kan dit 10.000 jaar duren. Als het 2 graden overschrijdt, duurt het minder dan 1000 jaar. Wetenschappers hebben meer observatiegegevens nodig om te bepalen of het ijs een kritiek punt bereikt. Ze hebben betere modellen nodig op basis van gegevens uit het verleden en het heden om te bepalen hoe snel en hoe snel de ijskap zal breken.
Maar wat de gegevens ook suggereren, praktische maatregelen zijn nodig om de zeespiegelstijging te vertragen. Dit zal mensen helpen zich aan te passen en onder andere geleidelijk grote, laaggelegen nederzettingen naar andere plaatsen te verplaatsen.
Een andere belangrijke stimulans om de temperatuurstijging te beperken tot 1,5 graden is dat andere punten waar geen terugkeer mogelijk is bij een lagere opwarming van de aarde kunnen worden gepasseerd. Recente IPCC-modellen voorspellen een reeks scherpe temperatuurverschuivingen van anderhalf naar twee graden Celsius, waarvan sommige verband houden met smeltend zee-ijs. Zulk ijs neemt al snel af in het noordpoolgebied, en dit suggereert dat dit gebied bij een opwarming van twee graden in de zomer 10 tot 35% kans heeft om bijna volledig ijsvrij te zijn.
DE GRENZEN VAN HET BIOSFEER
Klimaatverandering en menselijke activiteiten kunnen ontwrichtende veranderingen van verschillende schaal veroorzaken in een reeks ecosystemen in de biosfeer.
Hittegolven in de oceanen hebben geleid tot massale koraalverbleking en het verlies van de helft van het koraal uit de ondiepe wateren van het Australische Great Barrier Reef. Dit is verschrikkelijk, maar er wordt voorspeld dat 99% van de tropische koralen zou kunnen verdwijnen als de gemiddelde temperatuur op aarde met twee graden Celsius stijgt. Het wordt veroorzaakt door het verband tussen opwarming van de oceaan, verzuring en vervuiling. Dit zal een enorm verlies zijn voor de mariene biodiversiteit en zal veel mensen van hun levensonderhoud beroven.
Punten waar in de biosfeer geen terugkeer mogelijk is, verzwakken niet alleen onze levensondersteunende systemen, maar kunnen ook leiden tot een dramatische uitstoot van koolstof in de atmosfeer. Dit zal de klimaatverandering verder versterken en de resterende emissiereducties verminderen.
Ontbossing en klimaatverandering verstoren het evenwicht in het Amazonebekken, de thuisbasis van 's werelds grootste vochtige jungle en de thuisbasis van een op de tien bekende diersoorten. De schattingen met betrekking tot het punt waar geen terugkeer mogelijk is in de Amazone lopen sterk uiteen. Iemand zegt dat het keerpunt zal komen wanneer 40% van de bossen wordt gekapt, terwijl anderen het cijfer 20% noemen. Sinds 1970 heeft de regio ongeveer 17% van zijn bossen verloren. Het tempo van ontbossing verandert met veranderingen in het beleid. Om het point of no return te bepalen, zijn modellen nodig waarin ontbossing en klimaatverandering op elkaar inwerkende krachten. Ze moeten ook informatie over branden en klimaat opnemen als interactiemechanismen en het hele plaatje als geheel beschouwen.
Opwarming in het noordpoolgebied gaat twee keer zo snel als in de wereld als geheel, en de taiga van de subarctische zone wordt kwetsbaarder. Opwarming heeft al geleid tot grootschalige onevenwichtigheden onder insecten, en een toename van het aantal branden heeft geleid tot de dood van Noord-Amerikaanse boreale bossen, waardoor sommige regio's van koolstofputten in koolstofbronnen kunnen veranderen. Permafrost in het noordpoolgebied begint onomkeerbaar te ontdooien, waarbij koolstofdioxide en methaan vrijkomen, die ongeveer 30 keer sterker zijn dan CO2 gedurende een eeuw.
Wetenschappers moeten hun begrip van de waargenomen veranderingen in grote ecosystemen ontwikkelen, evenals waar nieuwe punten van geen terugkeer kunnen ontstaan. Het is nodig om de hoeveelheid bestaande koolstofvoorraden en de mogelijke hoeveelheden CO2- en methaanemissies nauwkeuriger te bepalen.
Het resterende wereldwijde emissiebudget voor een kans van 50 procent om binnen 1,5 graden opwarming te blijven, is slechts ongeveer 500 gigaton CO2. De uitstoot in de permafrostzone kan naar schatting 20% (100 gigaton CO2) uit dit budget halen, en dit is zonder methaan uit diepe permafrost en zonder onderwaterhydraten. Als de bossen bijna niet meer terugkeren, zal hun verdwijning in het Amazonebekken leiden tot het vrijkomen van nog eens 90 gigaton CO2 en de vernietiging van de taiga 110 gigaton kooldioxide. Met een wereldwijde CO2-uitstoot van meer dan 40 gigaton per jaar is het budget mogelijk al op.
GLOBAAL CASCADE-EFFECT
Naar onze mening zal er een duidelijke noodsituatie ontstaan als we het wereldwijde trapsgewijze effect van dergelijke omslagpunten naderen, waardoor de wereld in een nieuwe klimatologische "broeikas" -toestand komt en minder leefbaar wordt. Er kan een wederkerige reactie optreden tussen de oceaan en de atmosferische circulatie, of omgekeerde effecten, waardoor het niveau van broeikasgassen en de mondiale temperatuur toenemen. Of globale punten waar geen terugkeer mogelijk is, kunnen het resultaat zijn van een wederzijdse wolkenvorming.
We stellen dat trapsgewijze effecten wijdverbreid kunnen zijn. Vorig jaar analyseerden onderzoekers 30 soorten veranderingen in klimaatregime en ecologische systemen, van het verdwijnen van de ijskap in het westelijke deel van Antarctica tot de transformatie van selva in savanne. Deze analyse toonde aan dat het passeren van points of no return in het ene systeem het risico van hetzelfde passeren in andere systemen vergroot. Dergelijke verbanden werden gevonden in 45% van de mogelijke interacties.
Voorbeelden hiervan zijn naar onze mening al begonnen te verschijnen. Het smelten van zee-ijs in het noordpoolgebied leidt bijvoorbeeld tot een toename van de regionale opwarming, en de opwarming in het noordpoolgebied en het smelten van Groenland veroorzaakt de instroom van zoet water in de Noord-Atlantische Oceaan. Dit heeft geresulteerd in een vertraging van 15% sinds het midden van de 20e eeuw in de Atlantische meridionale kantelcirculatie, wat in hoge mate bijdraagt aan het transport van warmte en zout door de oceaan. Het snelle smelten van de ijskap in Groenland en een verdere vertraging van de Atlantische meridionale omvallende circulatie kunnen de moessonseizoenen in West-Afrika verstoren, en dit zal droogte veroorzaken in de Afrikaanse Sahel. Een vertraging van deze circulatie zou ook de Amazone kunnen leegmaken, de moessoncycli in Oost-Azië kunnen verstoren en de temperatuur in de Zuidelijke Oceaan kunnen verhogen, wat het smelten van het Antarctische ijs zal versnellen.
Paleostatistiek toont aan dat wereldwijde omslagpunten verschijnselen kunnen hebben veroorzaakt zoals het begin van cyclische ijstijden 2,6 miljoen jaar geleden, evenals veranderingen in hun amplitude en frequentie ongeveer een miljoen jaar geleden. Simulatie kan zo'n imitatie nauwelijks creëren. Regionale punten zonder terugkeer kwamen herhaaldelijk voor tijdens de laatste ijstijd 80-10 duizend jaar geleden (vooral aan het einde) (Dansgaard-Eschger-oscillaties en Heinrich-gebeurtenissen). Dit is niet direct van toepassing op de huidige interglaciale periode, maar dergelijke gebeurtenissen benadrukken dat het aardse systeem herhaaldelijk in een onstabiele toestand is geraakt onder invloed van relatief zwakke krachten veroorzaakt door veranderingen in de baan van de aarde. Nu zetten we dit systeem zeer sterk onder druk, aangezien de concentratie van CO2 in de atmosfeer en de mondiale temperaturen sneller en sterker groeien,dan tijdens de laatste gletsjerterugtrekking.
Het gehalte aan CO2 in de atmosfeer van vandaag is hetzelfde als het voor het laatst werd waargenomen ongeveer vier miljoen jaar geleden in het Plioceen. En het neemt snel toe en nadert het niveau dat ongeveer 50 miljoen jaar geleden in het Eoceen was. De temperaturen waren toen 14 graden hoger dan in de pre-industriële tijd. Het is erg moeilijk om deze "broeikas" -toestand van de aarde te simuleren met behulp van klimaatmodellen. Een mogelijke verklaring is dat dergelijke modellen het belangrijkste punt van geen terugkeer over het hoofd zien. Dit jaar is een modelstudie gepubliceerd die aangeeft dat het abrupte verval van stratocumuluswolken, waarbij ongeveer 1.200 ppm CO2 vrijkomt, zou kunnen leiden tot een opwarming van de aarde van ongeveer acht graden.
De eerste resultaten van de nieuwste klimaatmodellen voor het IPCC Sixth Assessment Report laten zien dat het klimaat veel gevoeliger en kwetsbaarder is (gedefinieerd als de temperatuurrespons op een verdubbeling van CO2 in de atmosfeer) dan in eerdere modellen. Er zullen nieuwe resultaten komen en verder onderzoek is nodig, maar we denken dat zelfs deze voorlopige resultaten aangeven dat een globaal point of no return mogelijk is.
Om deze problemen op te lossen hebben we modellen nodig die rekening houden met een rijkere set aan verbindingen en relaties in het aardesysteem. En we hebben gegevens uit het heden en het verleden nodig om deze modellen te laten werken. Als deze modellen ons helpen de abrupte klimaatverandering in het verleden en de toestand van de broeikasgassen beter te begrijpen, zal er meer vertrouwen zijn in hun vermogen om de toekomst te voorspellen.
Sommige wetenschappers stellen dat de argumenten over de mogelijkheid van globale punten waarop geen terugkeer mogelijk is, puur hypothetisch zijn. Maar we houden ons aan het volgende standpunt. Gezien de enorme gevolgen en het onomkeerbare karakter van de punten waarop geen terugkeer mogelijk is, moet bij elke serieuze risicobeoordeling rekening worden gehouden met de feiten, hoe beperkt ons begrip van die feiten ook is. In dit geval zou het onverantwoord zijn om een fout te maken.
Als er zich destructieve trapsgewijze verschijnselen kunnen voordoen en het wereldwijde punt waarop geen terugkeer mogelijk is, niet kan worden uitgesloten, dan is dit een bedreiging voor het bestaan van de beschaving. Nogmaals, geen enkele kosten-batenanalyse zal ons helpen. We moeten onze benadering van het klimaatprobleem veranderen.
HANDEL ONMIDDELLIJK
Naar onze mening geven de gegevens over de punten van geen terugkeer aan dat we ons in een wereldwijde noodsituatie bevinden. De risico's en de ernst van deze situatie kunnen niet genoeg worden benadrukt.
We stellen dat de tijd die resteert voor een interventie om te voorkomen dat het point of no return al bijna nul is, en dat de reactietijd om een nulemissie te bereiken op zijn best 30 jaar is. We zouden dus al de controle kunnen verliezen over de punten waarop geen terugkeer mogelijk is, en we kunnen ze niet voorkomen. De troost is dat we de mate van accumulatie van schade na het point of no return, en daarmee de risico's die daaruit voortvloeien, nog tot op zekere hoogte onder controle kunnen houden.
De veerkracht van onze planeet en haar vermogen om te herstellen, verkeert in grote problemen. Het antwoord hierop moeten niet alleen woorden zijn, maar ook daden van de hele wereldgemeenschap.
