Monet uskovat, että maapallon järjestelmässämme ei ole paluupisteitä, kuten Amazonin viidakon ja jään katoaminen Länsi-Antarktikasta, epätodennäköisiä. Kirjailijaryhmä tarkasteli todisteita siitä, että palauttamispisteitä ei voitu antaa, ja ehdotti ratkaisuja ongelmiin.
Poliitikot, taloustieteilijät ja jopa jotkut luonnontieteilijät ovat yleensä sitä mieltä, että maapallon järjestelmässämme ei ole paluuta, kuten Amazonin viidakon ja jäätikön katoaminen Länsi-Antarktikasta, ovat epätodennäköisiä ja huonosti ymmärrettäviä. Nyt on kuitenkin enemmän ja enemmän merkkejä siitä, että nämä tapahtumat ovat paljon todennäköisempiä kuin aiemmin näytti, että niillä on vakavia seurauksia ja liittyvät läheisesti moniin biofyysisiin järjestelmiin. Seurauksena maailmaa uhkaavat pitkäaikaiset ja peruuttamattomat muutokset.
Tässä artikkelissa analysoimme todisteita siitä, että paluuta ei voida saavuttaa, tunnistamme tietämyksen aukot ja ehdotamme ratkaisuja. Tutkimme tällaisten suurten muutosten seurauksia, selvitämme kuinka nopeasti ne voivat tapahtua, ja pystymmekö jollain tavoin hallitsemaan niitä.
Mielestämme tällaisten kärkipaikkojen huomioon ottaminen auttaa toteamaan, että meillä on ilmastohätätilanne, ja tiivistää vaatimuksia kiireellisistä toimista ilmastonmuutoksen estämiseksi, joita tänään tekevät kaikki: koululaiset ja tutkijat, kaupungit ja koko maat.
Hallitustenvälinen ilmastomuutospaneeli (IPCC) esitti ajatuksen tällaisista tippauksista 20 vuotta sitten. Tuolloin ilmastojärjestelmän "laajamittaisia häiriöitä" pidettiin todennäköisinä vain, jos ilmaston lämpeneminen ylitti 5 celsiusastetta ennen teollisuustasoa. Kahdessa viimeisessä IPCC: n erityiskertomuksessa (julkaistu vuonna 2018 ja tämän vuoden syyskuussa) esitetyt tiedot viittaavat siihen, että paluupisteitä ei voida saavuttaa edes 1–2 asteen lämpenemisellä.
Jos maat täyttävät sitoumuksensa vähentää kasvihuonekaasupäästöjä (ja siitä on suuria epäilyjä), ilmaston lämpeneminen on vähintään 3 celsiusastetta. Tämä on huolimatta siitä, että vuoden 2015 Pariisin sopimuksen tavoitteena on rajoittaa lämpeneminen selvästi alle 2 asteeseen. Jotkut taloustieteilijät, olettaen, että ilmastolliset kohdat, joissa ei palata, ovat erittäin epätodennäköisiä (vaikkakin katastrofaalisia), esittävät, että 3 asteen lämpeneminen on kustannusten ja hyötyjen kannalta optimaalinen. Mutta jos tällaiset tippaukset näyttävät todennäköisemmiltä, niin "parhaat" suositukset kustannus-hyötymalleille ovat samat kuin viimeisimmässä IPCC-raportissa. Toisin sanoen lämpeneminen on rajoitettava 1,5 celsiusasteeseen. Ja tämä vaatii ylimääräisiä toimenpiteitä.
JÄÄN POISTUMINEN
Mainosvideo:
Uskomme, että jotkut kohdat, joissa maapallon kryosfäärissä ei ole paluuta, ovat vaarallisesti lähellä, mutta kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen voi silti hidastaa kielteisten seurausten väistämätöntä kertymistä ja auttaa meitä sopeutumaan.
Viimeisen kymmenen vuoden tutkimukset osoittavat, että Aardsenin meren rannikko Antarktikan länsiosassa, lohkojen leikkaamana, on saattanut olla jo ohittanut tämän paluumatkan. "Päällekkäinen linja", jossa jää, valtameri ja kivinen pohja kohtaavat, on heikentymättä jatkuvasti. Mallitutkimus osoittaa, että kun tämä sektori katoaa, se voi häiritä muun Lontoon Antarktisen jäälevyn stabiilisuutta dominoefektina. Tämä johtaa merenpinnan nousuun kolme metriä ajan mittaan vuosisatojen ja vuosituhansien välillä. Tutkimukset osoittavat, että niin laajamittainen jääpeitteen tuhoaminen Antarktikan länsiosassa on tapahtunut toistuvasti aiemmin.
Viimeisimpien todisteiden mukaan myös osa maan jäätä Antarktiksen itäosassa Wilkesin valuma-alueella on epävakaa. Simulaatiot viittaavat siihen, että tämä voisi nostaa merenpinnan tasoa vielä neljä metriä hiukan yli vuosisadan aikana.
Grönlannin jäälakki sulaa kiihtyneellä nopeudella. Jos sulamisprosessi ylittää tietyn kynnysarvon, niin usean tuhannen vuoden kuluttua merenpinta nousee vielä seitsemän metriä. Lisäksi kun jääpeitteen korkeus pienenee, se sulaa vielä enemmän, avaamalla pinnan vastaamaan yhä lämpimämpää ilmaa. Luodut mallit osoittavat, että lämpenemisen ollessa puolitoista astetta Grönlannin jäälakki on tuomittu katoamaan, ja tämä voi tapahtua jo vuonna 2030.
Siksi on mahdollista, että olemme jo pakottaneet tulevia sukupolvia tulevien vuosituhansien aikana asumaan noin 10 metrin korkeudella merenpinnan korkeudella. Voimme kuitenkin muuttaa tätä aikataulua. Sulamisnopeus riippuu lämpenemisen määrästä paluupisteen ulkopuolella. Lämpötilassa 1,5 astetta tämä voi viedä 10 000 vuotta. Jos se ylittää 2 astetta, vie vähemmän kuin 1000 vuotta. Tutkijat tarvitsevat enemmän havainnointitietoja selvittääkseen onko jään saavuttamassa kriittinen piste. He tarvitsevat parempia malleja, jotka perustuvat aiempiin ja nykyisiin tietoihin, jotta voidaan määrittää, kuinka nopeasti ja kuinka nopeasti jäätikkö murtuu.
Mutta mistä tiedoista käy ilmi, merenpinnan nousun hidastamiseksi tarvitaan käytännön toimia. Tämä auttaa ihmisiä sopeutumaan ja muun muassa siirtämään vähitellen suuria, matalaa asutusta muihin paikkoihin.
Toinen tärkeä kannustin lämpötilan nousun rajoittamiseksi 1,5 asteeseen on se, että muut paluumatkat voidaan ohittaa matalammassa ilmaston lämpenemisessä. Viimeaikaiset IPCC-mallit ennustavat sarjan teräviä lämpötilanvaihteluja puolitoista ja kaksi celsiusastetta, joista osa liittyy merijään sulamiseen. Tällainen jää vähenee jo nopeasti arktisella alueella, ja tämä viittaa siihen, että kahden asteen lämpenemisellä tällä alueella on 10-35% mahdollisuus vapautua jäästä melkein kokonaan kesällä.
BIOSFERIN RAJOITTEET
Ilmastomuutos ja ihmisen toiminta voivat laukaista erilaisissa mittakaavoissa hajottavia muutoksia monissa biosfäärin ekosysteemeissä.
Valtamerien lämpöaallot ovat johtaneet massiiviseen korallien valkaisuun ja puolen korallin menetykseen Australian Suuren Valliriutan matalista vesistä. Tämä on kauheaa, mutta ennustetaan, että 99% trooppisista korallista voi kadota, jos keskimääräinen maapallon lämpötila nousee kahdella celsiusasteella. Se johtuu merien lämpenemisen, happamoitumisen ja pilaantumisen välisestä yhteydestä. Tämä aiheuttaa valtavan menetyksen meren biologiselle monimuotoisuudelle ja riistää monilta ihmisiltä toimeentulonsa.
Palautumispisteet biosfäärissä eivät vain heikennä elämäntukijärjestelmäämme, vaan voivat myös laukaista dramaattisia hiilidioksidipäästöjä ilmakehään. Tämä tehostaa ilmastonmuutosta entisestään ja vähentää jäljellä olevia päästövähennyksiä.
Metsäkadot ja ilmastonmuutos heikentävät tasapainoa Amazonin altaalla, jossa asuu maailman suurin kostea viidakko ja joka on kymmenes tunnetuista eläinlajeista. Arviot siitä, missä Amazonissa ei ole paluuta, vaihtelevat suuresti. Joku sanoo, että käännekohta tulee, kun 40% metsistä hakkuuta, kun taas toiset kutsuvat lukua 20%. Vuodesta 1970 lähtien alue on menettänyt noin 17% metsistään. Metsien häviämisen määrä muuttuu politiikan muutosten myötä. Palautumattoman pisteen määrittäminen edellyttää malleja, joissa metsien hävittäminen ja ilmastonmuutos ovat vuorovaikutuksessa voimien kanssa. Niiden on myös sisällytettävä tiedot paloista ja ilmastosta vuorovaikutteisina mekanismeina ja otettava huomioon koko kuva kokonaisuutena.
Arktisen alueen lämpeneminen tapahtuu kaksi kertaa niin nopeasti kuin koko maailmassa, ja subarktisen alueen taiga on muuttumassa haavoittuvammaksi. Lämpeneminen on jo aiheuttanut laaja-alaista epätasapainoa hyönteisten keskuudessa, ja tulipalomäärän kasvu on johtanut Pohjois-Amerikan boreaalisten metsien kuolemaan, mikä saattaa muuttaa tietyt alueet hiilinieluista hiililähteeksi. Ikukaasut koko arktisella alueella alkavat sulaa peruuttamattomasti, vapauttaen hiilidioksidia ja metaania, jotka ovat noin 30 kertaa voimakkaammat kuin hiilidioksidi vuosisadan aikana.
Tutkijoiden on kehitettävä ymmärrystään suurten ekosysteemien havaituista muutoksista sekä siitä, missä voi syntyä uusia pisteitä, joissa ei palata. On tarpeen määrittää tarkemmin nykyisten hiilivarastojen määrä ja mahdolliset CO2- ja metaanipäästöjen määrät.
Jäljellä oleva maailmanlaajuinen päästöbudjetti, jonka 50 prosentin mahdollisuus pysyä 1,5 asteen lämpötilassa on vain noin 500 gigatonnia hiilidioksidia. Imukaasujen päästöt voivat ottaa arviolta 20% (100 gigatonnia hiilidioksidia) tästä budjetista, ja tämä on ilman syvän ikäkauden metaania ja ilman vedenalaisia merivetyhydraatteja. Jos metsät ovat lähellä sitä kohtaa, josta ei palauteta, niiden katoaminen Amazonin valuma-alueella johtaa vapauttamaan vielä 90 gigatonnia hiilidioksidia, ja taigan tuhoaminen antaa 110 gigatonnia hiilidioksidia. Koska globaalit hiilidioksidipäästöt ovat yli 40 gigatonnia vuodessa, budjetti saattaa olla jo käytetty.
GLOBAL CASCADE VAIKUTUS
Katsomme, että selkeä hätätilanne syntyy, jos lähestymme tällaisten tippupisteiden maailmanlaajuista asteittaista vaikutusta, joka vie maailman uuteen ilmasto-olosuhteisiin kuuluvaan "kasvihuonekaasujen" tilaan ja josta tulee vähemmän elinkelpoinen. Vastavuoroinen reaktio valtameren ja ilmakehän välillä voi tapahtua, tai päinvastaiset vaikutukset, jotka lisäävät kasvihuonekaasujen tasoa ja maailman lämpötiloja. Tai globaalit kohdat, joissa ei palata, voivat olla seurausta vastavuoroisesta pilvien muodostumisesta.
Väitämme, että CSS-vaikutukset voivat olla laajoja. Viime vuonna tutkijat analysoivat 30 tyyppisiä muutoksia ilmasto-olosuhteissa ja ekologisissa järjestelmissä Antarktikan länsiosassa sijaitsevan jääkaapin katoamisesta selvan muuttumiseen savanniksi. Tämä analyysi osoitti, että palautumattomien pisteiden kulkeminen yhdessä järjestelmässä lisää saman ohituksen riskiä muissa järjestelmissä. Tällaisia yhteyksiä löytyi 45%: iin mahdollisista vuorovaikutuksista.
Mielestämme esimerkkejä tästä on jo alkanut ilmestyä. Esimerkiksi merijään sulaminen arktisella alueella lisää alueellista lämpenemistä, ja arktisen alueen lämpeneminen ja Grönlannin sulaminen aiheuttavat makean veden virtausta Pohjois-Atlantin valtamerelle. Tämä on johtanut 15 prosentin hidastumiseen 1900-luvun puolivälistä lähtien Atlantin meridiaalien kaatumisen kiertoon, mikä myötävaikuttaa suuresti lämmön ja suolan kuljetukseen valtameren kautta. Jäätikön nopea sulaminen Grönlannissa ja Atlantin meridionien kaatumisen kiertäminen edelleen voivat hidastaa Länsi-Afrikan monsuunikaudet, aiheuttaen kuivuutta Afrikan Sahelissa. Tämän kiertokyvyn hidastuminen voi myös tyhjentää Amazonin, häiritä monsuunisyklit Itä-Aasiassa ja nostaa eteläisen valtameren lämpötiloja, mikä nopeuttaa Antarktisen jään sulamista.
Paleostatistiikka osoittaa, että globaalit kallistuspisteet ovat saattaneet laukaista ilmiöitä, kuten syklisen jääkauden alkamisen 2,6 miljoonaa vuotta sitten, samoin kuin muutokset niiden amplitudissa ja taajuudessa noin miljoona vuotta sitten. Simulaatio tuskin luo tällaista jäljitelmää. Alueellisia pisteitä, joissa ei ole paluuta, tapahtui toistuvasti viimeisen jääkauden aikana 80-10 tuhat vuotta sitten (varsinkin sen lopussa) (Dansgaard-Eschger-värähtelyt ja Heinrich-tapahtumat). Tämä ei koske suoraan nykyistä lasien välistä ajanjaksoa, mutta tällaiset tapahtumat korostavat, että maapallon järjestelmä on toistuvasti siirtynyt epävakaaseen tilaan suhteellisen heikkojen voimien vaikutuksesta, jotka johtuvat maapallon kiertoradan muutoksista. Nyt me rasitamme tätä järjestelmää erittäin voimakkaasti, koska hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä ja globaalit lämpötilat kasvavat nopeammin ja vahvemmin,kuin viimeisen jäätikön perääntymisen aikana.
Hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä on nykyään sama kuin se viimeksi havaittiin plioseenissa noin neljä miljoonaa vuotta sitten. Ja se kasvaa nopeasti, lähestyen tasoa, joka viimeksi oli eoseenissä noin 50 miljoonaa vuotta sitten. Silloin lämpötilat olivat 14 astetta korkeammat kuin teollisuuden edeltävinä aikoina. Maan tätä "kasvihuonekaasupäästöä" on hyvin vaikea simuloida ilmastomallien avulla. Yksi mahdollinen selitys on, että tällaisissa malleissa ei huomioida paluun keskeistä kohtaa. Tänä vuonna julkaistiin mallitutkimus, joka osoittaa, että stratocumulus-pilvien äkillinen hajoaminen, joka vapauttaa noin 1 200 ppm hiilidioksidia, voi johtaa noin kahdeksan asteen ilmaston lämpenemiseen.
IPCC: n kuudennen arviointikertomuksen uusimpien ilmastomallien varhaiset tulokset osoittavat, että ilmasto on paljon herkempi ja herkempi (määritelty lämpötilan vastaukseksi hiilidioksidin kaksinkertaistumiselle ilmakehässä) kuin aiemmissa malleissa. Tulee uusia tuloksia, ja lisätutkimuksia tarvitaan, mutta uskomme, että jopa nämä alustavat tulokset osoittavat, että paluuta ei voida saavuttaa globaalisti.
Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvitsemme malleja, joissa otetaan huomioon rikkaampi joukko yhteyksiä ja suhteita maajärjestelmässä. Ja näiden mallien toimimiseksi tarvitaan tietoja nykyisyydestä ja menneisyydestä. Jos nämä mallit auttavat meitä ymmärtämään paremmin aiempia äkillisiä ilmastomuutoksia ja niiden kasvihuonekaasujen tilaa, heidän luottamuksensa kykyyn ennustaa tulevaisuutta lisääntyy.
Jotkut tutkijat väittävät, että argumentit siitä, että globaaleilla pisteillä ei ole paluuta, ovat puhtaasti hypoteettisia. Mutta noudatamme seuraavaa kantaa. Ottamatta huomioon palauttamispisteiden valtavia seurauksia ja peruuttamattomuutta, kaikessa vakavassa riskinarvioinnissa on otettava huomioon tosiseikat, kuitenkin rajoittamatta ymmärrystämme näistä tosiseikoista. Olisi vastuutonta tehdä virhe tässä tapauksessa.
Jos tuhoisia asteittaisia ilmiöitä voi tapahtua, eikä palautumisen globaalia pistettä voida sulkea pois, silloin tämä on uhka sivilisaation olemassaololle. Jälleen kerran, mikään kustannus-hyötyanalyysi ei auta meitä. Meidän on muutettava lähestymistapamme ilmasto-ongelmaan.
TOIMIVAT välittömästi
Mielestämme palautuspisteiden tiedot osoittavat, että olemme maailmanlaajuisessa hätätilanteessa. Tämän tilanteen riskejä ja vakavuutta ei voida yliarvioida.
Väitämme, että interventioon jäljellä oleva aika palautumispisteen estämiseksi lähestyy jo nollaa ja vastausaika nollapäästöjen saavuttamiseksi on parhaimmillaan 30 vuotta. Siksi voimme jo menettää hallinnan palautuspisteiden suhteen, emmekä voi estää niitä. Lohdutuksena on, että vaurioiden kertymisastetta palautumattoman pisteen jälkeen ja siten siitä johtuvia riskejä voimme silti pitää tietyssä määrin hallinnassa.
Maapallomme joustavuus ja sen kyky toipua ovat suurissa vaikeuksissa. Vastauksen tähän ei pitäisi olla vain sanoja, vaan myös koko maailmanyhteisön toimia.