Body zvratu klimatického systému

Pátá hodnotící zpráva IPCC definuje bod zlomu jako nevratnou změnu klimatického systému. Uvádí, že přesné úrovně změny klimatu potřebné k vyvolání bodu zvratu zůstávají nejisté, ale riziko spojené s překročením více bodů zvratu se zvyšuje s rostoucí teplotou.[8] Někdy se také používá širší definice zvratu, která zahrnuje náhlé, ale vratné body zvratu.[9][10]

Chování klimatického bodu zvratu lze také popsat matematicky. Body zvratu jsou pak považovány za jakýkoli typ rozdvojení s hysterezí.[11][12] Hystereze je definována závislost stavu systému na jeho historii, například v závislosti na tom, jak teplo či chladno bylo v minulosti, mohou být na pólech přítomna různá množství ledu při stejné koncentraci skleníkových plynů nebo při stejné teplotě.[13]

V souvislosti se změnou klimatu byl „bod zvratu přizpůsobení“ definován jako „prahová hodnota nebo konkrétní mezní stav, kdy jsou překročeny ekologické, technické, ekonomické, prostorové nebo sociálně přijatelné limity“.[14]

Bylo identifikováno mnoho pozitivních a negativních zpětných vazeb na globální teploty a uhlíkový cyklus. Podle IPCC je zpětná vazba na zvýšení teploty pro zbytek 21. století čistě pozitivní, největší nejistoty jsou kolem dopadů změn oblačnosti.[15] Modely uhlíkového cyklu IPCC ukazují vyšší absorpci uhlíku v oceánu, která odpovídá jeho vyšší koncentraci, ale absorpce uhlíku na pevnině je kvůli kombinovanému účinku změny klimatu a změnám ve využívání půdy nejistá.[16]

Geologické záznamy teploty a koncentrací skleníkových plynů umožňují klimatologům shromažďovat informace o klimatických zpětných vazbách, které vedou k různým klimatickým stavům, jako je pozdní kvartér (posledních 1,2 milionu let), období pliocénu před pěti miliony let a křída před 100 miliony let. Kombinace těchto informací s pochopením současné změně klimatu vedla k závěru, že „oteplování o 2 °C by mohlo aktivovat důležité body zvratu, čímž by došlo k dalšímu nárůstu teploty, a tím by se aktivovaly další body zvratu a došlo by k dominovému efektu, díky kterému by mohlo dojít k dalšímu nárůstu teploty".[4]

Rychlost zpětné vazby bodu zlomu je kritickým problémem a geologické záznamy často nedokáží objasnit, zda změny teploty v minulosti trvaly jen několik desetiletí nebo mnoho tisíciletí. Například bodem zvratu, který v minulosti vyvolával velké obavy, že bude náhlý a ohromný, je uvolňování metanhydrátu z mořského dna a permafrostu mořského dna[17] ale tato zpětná vazba je nyní označována jako postupná a dlouhodobá.[18]

Některé individuální zpětné vazby mohou být dostatečně silné, aby samy vyvolaly body zvratu. Studie z roku 2019 předpovídá, že pokud bude dosaženo trojnásobku současné úrovně atmosférického oxidu uhličitého, mohou se oblaky stratocumulů náhle rozptýlit, což by způsobilo oteplení o dalších 8 stupňů Celsia.[19]

Překročení prahu v jedné části klimatického systému může způsobit, že se další bod zvratu překlopí do nového stavu. Jedná se o kaskádové body zvratu.[27] Ztráta ledu v Západní Antarktidě a Grónsku významně změní cirkulaci oceánu. Trvalé oteplování severních vysokých zeměpisných šířek v důsledku tohoto procesu by mohlo v této oblasti aktivovat body zvratu, jako je degradace permafrostu, ztráta arktického mořského ledu a vymírání boreálních lesů. To ukazuje, že i při relativně nízkých úrovních globálního oteplování mohou být aktivovány relativně stabilní body zvratu.[28]

U některých výše popsaných bodů zvratu lze zjistit, zda se tato část klimatického systému blíží k bodu zvratu. Všechny části klimatického systému jsou někdy narušeny povětrnostními událostmi. Po skončení těchto událostí se systém vrátí zpět do své rovnováhy. Bouře může poškodit mořský led, který naroste zpět po skončení bouře. Pokud se systém přiblíží k převrácení, může toto obnovení jeho normálního stavu trvat výrazně déle, což lze využít jako varovný signál zvratu.[29][30]

Studie UNEP z roku 2019 naznačuje, že zde již bylo dosaženo přinejmenším u ledové pokrývky Arktidy a Grónska bodu zlomu.[31][32] Kvůli rozmrzání permafrostu by se mohlo do atmosféry uvolnit více methanu (kromě dalších krátkodobě znečišťujících látek) dříve, než se zatím předpokládalo, a ztráta ledového příkrovu, který odráží sluneční záření, by spustila silnou pozitivní zpětnou vazbu vedoucí ke stále vyšším teplotám. Výsledná akcelerující nestabilita klimatu v polární oblasti má potenciál ovlivnit globální klima a překonat předchozí předpovědi [33] [34] [35] [36] [37] [38] o budoucích bodech zvratu.

V červnu 2019 ukázaly satelitní snímky z Arktidy požáry, které jsou dále na severu a větší než kdykoli v 16letém satelitním záznamu, a zdá se, že některé ohně zapálily rašelinové půdy.[39] Rašelina je akumulace částečně rozpadlé vegetace a je účinným propadem uhlíku.[40] Vědci se obávají, že dlouhodobé požáry rašeliny uvolní uložený uhlík zpět do atmosféry, což přispěje k dalšímu oteplování. Například požáry v červnu 2019 uvolnily tolik oxidu uhličitého jako roční emise skleníkových plynů ve Švédsku.[41]

Pro případ, kdy se podnebí dostane do scénáře „horké Země“ někteří vědci varují před nedostatkem potravin a vody, vysídlením stovek milionů lidí stoupající hladinou moře, nezdravými a nepříznivými podmínkami a pobřežními bouřemi, které mají větší dopady.[28] Nekontrolovatelná změna klimatu o 4–5 °C může způsobit neobyvatelnost oblastí kolem rovníku a nárůst hladin moře až o 60 metrů proti dnešnímu stavu.[42] Lidé nemohou přežít, pokud je vzduch příliš vlhký a horký, což by se stalo pro většinu lidské populace, pokud by globální teploty vzrostly o 11–12 °C, protože masy půdy se oteplovaly rychleji, než je globální průměr.[14] Účinky, jako jsou tyto, byly popularizovány v knihách jako Neobyvatelná Zem, které popírači změny klimatu označují jako senzacionalizované „klimatická pornografie“.[43]