Nueve ‘puntos de inflexión’ que podrían desencadenarse por el cambio climático

Por Robert Mcsweeney – 10-02-2020

La marcha persistente de un clima más cálido se ve a través de una multitud de cambios continuos e incrementales. Niveles de CO2 en la atmósfera . Contenido de calor del océano . Aumento global del nivel del mar . Cada uno aumenta año tras año, impulsado por las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por los humanos.

Y mientras que los récords climáticos se rompen de manera rutinaria , el impacto acumulativo de estos cambios también podría causar que partes fundamentales del sistema terrestre cambien de manera dramática e irreversible.

Estos «puntos de inflexión» son umbrales en los que un pequeño cambio podría llevar a un sistema a un estado completamente nuevo.

Imagínese a un niño empujándose desde la parte superior de un tobogán de juegos. Hay un punto más allá del cual es demasiado tarde para que el niño deje de deslizarse hacia abajo. Supere este umbral y el niño continuará inevitablemente hacia un estado diferente, en la parte inferior del tobogán en lugar de la parte superior.

En este artículo, Carbon Brief explora nueve puntos de inflexión clave en todo el sistema de la Tierra, desde el colapso de las capas de hielo y el deshielo del permafrost, hasta los monzones cambiantes y la muerte regresiva de los bosques.

Junto con este explicador, Carbon Brief ha publicado artículos invitados de expertos en cuatro de los puntos de inflexión que se tratan aquí.

Torres basculantes

Un vistazo a los medios de comunicación en una semana determinada probablemente destacará todo tipo de impactos del cambio climático. Desde la disminución del hielo marino del Ártico y las olas de calor sin precedentes hasta el derretimiento de los glaciares y el empeoramiento de las sequías , el aumento de la temperatura media global se está sintiendo en todo el mundo .

En términos generales, estos impactos reflejan cambios graduales causados ​​por un clima que se calienta constantemente. Los científicos han estimado, por ejemplo, que por cada tonelada de CO2 emitida a la atmósfera, la capa de hielo marino de verano en el Ártico se reduce en tres metros cuadrados .

Sin embargo, hay partes del sistema terrestre que tienen el potencial de cambiar abruptamente en respuesta al calentamiento. Estos sistemas tienen «puntos de inflexión», explica el profesor Tim Lenton , director del Instituto de Sistemas Globales de la Universidad de Exeter . Él le dice a Carbon Brief:

«Un punto de inflexión climático, o cualquier punto de inflexión en cualquier sistema complejo, es donde un pequeño cambio marca una gran diferencia y cambia el estado o el destino de un sistema».

Entonces, en lugar de que un poco más de calentamiento cause olas de calor ligeramente más calientes o más derretimiento de los glaciares, causa un cambio dramático en todo el sistema. 

Ese poco de calentamiento adicional sería, como dice el refrán, la gota que colmó el vaso. O, para usar una metáfora más amigable con los animales, un juego de Jenga , donde un componente particular dentro del sistema de la Tierra, como una capa de hielo, un patrón de circulación o un ecosistema, está representado por la torre de bloques.

Animación de Tom Prater para Carbon Brief.

El aumento gradual de la temperatura global hace que se retiren bloque tras bloque de la torre y se coloquen en la parte superior. A medida que pasa el tiempo, la torre se vuelve cada vez más deforme e inestable. En algún momento, la torre ya no puede sostenerse y se vuelca. 

En el juego de Jenga, la torre se derrumba en una fracción de segundo. Para un componente del sistema de la Tierra, el cambio de un estado físico a otro puede llevar muchas décadas o siglos. Pero la característica que tienen en común es que una vez que ha comenzado el colapso, es prácticamente imposible detenerlo.

Vale la pena señalar que un punto de inflexión puede ser causado por fluctuaciones naturales en el clima, así como por un forzamiento externo, como el calentamiento global. Estos se denominan puntos de inflexión » inducidos por el ruido » e incluyen, por ejemplo, períodos de cambios abruptos durante la última edad de hielo denominados » eventos Dansgaard-Oeschger (DO) «. 

Las fluctuaciones naturales también pueden ser el empujón final para un punto de inflexión llevado al borde por el cambio climático causado por los humanos, dice el profesor Mat Collins , presidente adjunto de la Oficina Meteorológica sobre cambio climático en la Universidad de Exeter y autor principal coordinador de “Extremes, Abrupt Cambios y gestión de riesgos ”del informe especial del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante (“ SROCC ”). Él le dice a Carbon Brief:

“A medida que te acercas al borde del acantilado, es más probable que una pequeña ráfaga de viento te lleve por el borde. Esto es más frecuente en los sistemas biológicos. Una fuerte ola de calor marina en un año puede acabar con un gran ecosistema de coral durante muchas décadas o, tal vez, incluso de forma permanente. La ola de calor es el resultado de fluctuaciones naturales, pero se vuelve más probable y más extrema con una tendencia promedio creciente «.

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¿Cambio irreversible?

La teoría de cambios potencialmente abruptos en el sistema terrestre no es nueva . En un comentario de Nature en 1987, por ejemplo, el profesor Wally Broecker de la Universidad de Columbia , que murió en 2019 , advirtió que los datos del paleoclima sugieren que “el clima de la Tierra no responde al forzamiento de una manera suave y gradual. Más bien, responde con saltos bruscos que implican una reorganización a gran escala del sistema de la Tierra ”.

El término «punto de inflexión» en sí mismo fue popularizado por el periodista y autor  Malcolm Gladwell  en su  libro  del mismo nombre, publicado en 2000. Gladwell describe los puntos de inflexión como «el momento de masa crítica, el umbral, el punto de ebullición», y explora ejemplos en toda la sociedad humana:

“Hubo un punto de inflexión para [la disminución] de los delitos violentos en Nueva York a principios de la década de 1990, y un punto de inflexión para el resurgimiento de Hush Puppies, al igual que hay un punto de inflexión para la introducción de cualquier nueva tecnología”.

En los años posteriores, el término se ha utilizado cada vez más en los círculos científicos. Sin embargo, esto no ha estado exento de controversias . Hay, por ejemplo, muchas opiniones diferentes sobre cómo se debe definir y usar el término, explica Collins:

“Ha habido un intenso debate en el campo de los puntos de inflexión, el cambio brusco y la irreversibilidad sobre las definiciones de estos términos. Van desde los más matemáticos hasta los que están destinados a ser entendidos por los responsables de la formulación de políticas «.

Según un documento de 2009 sobre el uso del término «puntos de inflexión» en la ciencia climática y los medios de comunicación, una presentación (pdf) en 2005 del Dr. James Hansen del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia ayudó a «iniciar una tendencia de punto de inflexión en la comunicación del cambio climático que se reflejó rápidamente en el debate público ”. 

En la charla de Hansen – un tributo al científico Prof Charles Keeling , dada en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense (AGU) – Hansen advirtió que “estamos al borde de los puntos de inflexión del sistema climático más allá de los cuales no hay redención”.

Para su reunión de otoño de 2008, la AGU tenía una sesión completa de medio día dedicada a los puntos de inflexión climáticos. Un informe científico sobre la reunión declaró que «los puntos de inflexión, que alguna vez se consideraron demasiado alarmistas para los círculos científicos adecuados, han entrado en la corriente principal del cambio climático».

Un año antes, el IPCC había publicado su cuarto informe de evaluación (“AR4”, pdf). Este fue el primero de sus informes de evaluación en utilizar el término «punto de inflexión», aunque el tercer informe de evaluación («TAR», pdf) en 2001 había discutido «discontinuidades a gran escala» que tienen el «potencial de desencadenar cambios a gran escala». en los sistemas terrestres ”. De hecho, hablando con un periodista en ese momento, el autor principal del capítulo, el profesor Hans Joachim Schellnhuber, explicó que “ estos son, más o menos, puntos de inflexión ”.

AR4 adoptó una definición de punto de inflexión basada en un informe de 2002 dirigido por el científico de Penn State , el profesor Richard Alley para el Consejo Nacional de Investigación de EE . UU . Afirma:

“Técnicamente, un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático se ve obligado a cruzar algún umbral, lo que desencadena una transición a un nuevo estado a un ritmo determinado por el propio sistema climático y más rápido que la causa”.

La definición del IPCC en su quinto informe de evaluación (“AR5”, pdf), publicado en 2013-14, brinda más detalles:

“Definimos el cambio climático abrupto como un cambio a gran escala en el sistema climático que tiene lugar durante unas pocas décadas o menos, persiste (o se prevé que persista) durante al menos algunas décadas y provoca alteraciones sustanciales en los sistemas humanos y naturales. . «

Por lo general, las definiciones de un punto de inflexión se dividen en dos categorías, dice la Dra. Ricarda Winkelmann , profesora junior de análisis de sistemas climáticos en el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK). Ella le explica a Carbon Brief:

“Una es simplemente que una parte vital del sistema climático muestra algún tipo de comportamiento umbral y eso significa que una pequeña perturbación alrededor de ese elemento puede causar un gran cambio cualitativo. Y luego hay otra definición que en realidad dice que debe haber un mecanismo de retroalimentación positiva asociado con el elemento. Eso significa que hay algo que se refuerza a sí mismo y que también podría conducir a cambios irreversibles «.

Pasar un punto de inflexión irreversible significaría que un sistema no volvería a su estado original incluso si el forzamiento disminuye o se invierte, explica el Dr. Richard Wood , quien dirige el grupo Clima, Criosfera y Océanos en el Met Office Hadley Center . Él le dice a Carbon Brief:

“En algunos casos, existe evidencia de que una vez que el sistema ha saltado a un estado diferente, entonces, si elimina el forzamiento climático, el sistema climático no solo regresa al estado original, sino que permanece en su estado cambiado durante un tiempo considerable. tiempo, o posiblemente incluso permanentemente «.

Esto se conoce como «histéresis». Ocurre cuando un sistema sufre una «bifurcación», que significa dividirse o bifurcarse en dos ramas, y posteriormente es difícil, si no imposible, que el sistema vuelva a su estado anterior.

Por ejemplo, parte de la razón por la que Groenlandia tiene una capa de hielo hoy en día es que ha tenido esa capa de hielo durante cientos de miles de años. Si la capa de hielo de Groenlandia pasara un punto de inflexión que condujo a su desintegración, simplemente reducir las emisiones y bajar las temperaturas globales a niveles preindustriales no la devolvería. Probablemente se necesitaría otra edad de hielo para lograrlo.

De manera similar, volviendo a la analogía de Jenga, la cantidad de energía requerida para reconstruir la torre una vez que colapsó es significativamente mayor que la energía utilizada para volcarla.

Hasta qué punto los puntos de inflexión considerados en este artículo son irreversibles es solo una de las muchas incertidumbres que los investigadores aún están explorando. No obstante, cada uno de los nueve, que se explica a continuación, son ejemplos de cambios aparentemente pequeños que tienen el potencial colectivo de tener un gran impacto.

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Parada de la circulación de vuelco meridional del Atlántico

La circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC) es un sistema de corrientes en el océano Atlántico que trae agua caliente a Europa desde los trópicos y más allá.

La siguiente ilustración muestra las dos características principales del AMOC: la primera es el flujo de agua caliente y salada en las capas superiores del océano hacia el norte desde el Golfo de México (línea roja). Está formado por la «Corriente del Golfo» al sur y la «Corriente del Atlántico Norte» más al norte. El segundo es el enfriamiento del agua en las altas latitudes del Atlántico, lo que hace que el agua sea más densa. Esta agua más densa luego se hunde y regresa hacia el sur hacia el ecuador a profundidades mucho más profundas (línea azul).

El AMOC forma parte de una red más amplia de patrones de circulación oceánica global que transporta calor por todo el mundo. Está «impulsado por la formación de aguas profundas», explica el profesor Stefan Rahmstorf , profesor de física de los océanos en la Universidad de Potsdam y copresidente de análisis del sistema terrestre en PIK. Se trata de “el hundimiento de aguas densas, por lo tanto pesadas, en las altas latitudes del Atlántico Norte”, explica a Carbon Brief.

El cambio climático afecta este proceso diluyendo el agua salada del mar con agua dulce y calentándola, dice:

“La dilución se produce por el aumento de las precipitaciones y también por el derretimiento del hielo continental en las proximidades principalmente de la capa de hielo de Groenlandia. Y eso hace que el agua sea más liviana y, por lo tanto, incapaz de hundirse, o al menos menos capaz de hundirse, lo que, básicamente, ralentiza todo el motor de la circulación de vuelco global ”.

Investigaciones recientes sugieren que el AMOC ya se ha debilitado en alrededor de un 15% desde mediados del siglo XX. Esto está en línea con las proyecciones de los modelos climáticos , dice el Dr. Richard Wood. Sin embargo, la pregunta sigue siendo en qué punto un debilitamiento se convierte en un cierre completo, explica:

“Quizás un motivo de preocupación mucho menos probable, pero mayor, es si existe un umbral más allá del cual el AMOC se vuelve insostenible y, en ese momento, si se supera ese umbral, durante un período de tiempo, el AMOC podría reducirse a cero o incluso potencialmente una circulación inversa. Y eso tendría grandes impactos en el clima de, bueno, todo el hemisferio norte, pero particularmente en Europa «.

Este cierre podría suceder porque el AMOC es un sistema que se autorrefuerza, explica Rahmstorf:

“La circulación en sí trae agua salada al Atlántico de alta latitud y el agua salada aumenta la densidad. Y entonces podemos decir que el agua se puede hundir porque es salada y es salada porque hay esta circulación. Así que es como un sistema que se autorrefuerza «.

Tal sistema sólo puede llevarse «hasta un límite», dice Rahmstorf, después de lo cual el sistema de autorrefuerzo funciona para debilitar aún más la circulación. Demasiada agua dulce en el Atlántico norte ralentiza la circulación, evitando que extraiga agua salada del sur. Por lo tanto, el Atlántico norte se refresca aún más y la circulación se debilita aún más, y así sucesivamente. “Realmente es un sistema on-off”, añade.

Todavía hay mucha incertidumbre sobre dónde se encuentra exactamente este punto de inflexión, dice Rahmstorf. En la medida en que “nadie lo sabe realmente”, agrega:

“Pero yo diría que la mayoría de la gente piensa que para desencadenar un cierre real se requeriría un calentamiento global sustancial, como 3 ° C o 4 ° C [por encima de los niveles preindustriales ]. Y podríamos minimizar este riesgo bastante bien limitando el calentamiento a menos de 2 ° C. Entonces, si realmente nos tomamos en serio el Acuerdo de París , entonces me sentiría relativamente relajado sobre el riesgo de un cierre. Pero si continuamos por el camino actual y nos dirigimos hacia tres o más grados, entonces esto se convierte en una preocupación realmente seria «.

(Según Climate Action Tracker , las políticas climáticas globales actuales ponen al mundo en camino de alrededor de 3 ° C de calentamiento).

Y es «importante enfatizar que los modelos climáticos no están sugiriendo un cierre completo de la AMOC en los próximos 100 años más o menos», agrega Wood: «Estamos viendo lo que llamamos una ‘baja probabilidad, alto impacto’ evento». 

El informe especial del IPCC sobre 1,5 ° C de calentamiento , por ejemplo, concluye que si bien «es muy probable que el AMOC se debilite durante el siglo XXI», no hay «evidencia que indique amplitudes significativamente diferentes del debilitamiento de AMOC para 1,5 ° C frente a 2 ° C de calentamiento global, o de un cierre del AMOC en estos umbrales de temperatura global ”.

Si el AMOC cruzara un punto de inflexión, los modelos sugieren que desencadenaría un «rápido declive que lleva décadas y luego una especie de declive más lento que podría llevar incluso cientos de años», dice Wood. 

Esto sería «prácticamente irreversible» en escalas de tiempo humanas, señala Rahmstorf:

“Dependiendo de la naturaleza exacta de la estabilidad de la circulación, podría apagarse básicamente de forma indefinida durante miles de años en un nuevo estado de apagado estable. O podría recuperarse eventualmente, ambas cosas las observamos en diferentes modelos. Pero, en una escala de tiempo, si solo está interesado en lo que sucederá en los próximos 200-300 años más o menos, eso en realidad no hace una diferencia porque permanece apagado y luego una vez que muere durante bastante tiempo «.

Este estado de «apagado» es un ejemplo de histéresis, explica Wood en el video a continuación. Significa que una vez que se supera el punto de inflexión, incluso si el calentamiento global se detiene o revierte, el AMOC no necesariamente se vuelve a encender de inmediato.

Dado que el AMOC juega un papel crucial en traer calor desde los trópicos, un cierre causaría “un enfriamiento generalizado en todo el hemisferio norte, pero particularmente en Europa occidental y la costa este de América del Norte”, dice Wood. Esto podría ser del orden de “varios grados, posiblemente 5C”, agrega.

Este enfriamiento tendría repercusiones en los patrones de lluvia, ya que habría menos evaporación del Atlántico norte, dice Wood. Esto podría compensar o magnificar los cambios causados ​​por el calentamiento global, dice:

“En las partes del norte de Europa, podríamos esperar del calentamiento global ver inviernos más húmedos y luego el secado lo compensaría. En otras regiones, más en el sur de Europa, donde ya se esperaría que veamos una señal de secado de la señal de calentamiento global, por lo que, paradójicamente, el enfriamiento le daría un secado adicional. Así que en realidad reforzaría la señal del cambio climático «.

Los impactos en cadena serían considerables. Por ejemplo, un estudio reciente en la nueva revista Nature Food sugiere que un cierre de AMOC causaría un «cese generalizado de la agricultura arable» en la isla de Gran Bretaña con «pérdidas de producción agrícola que son un orden de magnitud mayor que los impactos del clima cambiar sin un colapso de AMOC ”.

Además, habrá implicaciones para el océano mismo, señala Rahmstorf:

“Todo el ecosistema del Atlántico Norte está adaptado a la existencia de este vuelco de la circulación, que realmente establece las condiciones – el ciclo estacional, la temperatura, las condiciones de los nutrientes – en el Atlántico Norte, por lo que la intrincada red del ecosistema del Atlántico será sustancialmente interrumpido si permite que ocurra un cambio tan masivo en la circulación oceánica «.

Finalmente, la investigación sugiere que el colapso del AMOC podría desencadenar en sí otros puntos de inflexión. Como explica el SROCC:

“Por ejemplo, un colapso del AMOC puede inducir interacciones causales como cambios en las características de ENSO [ El Niño-Oscilación del Sur ], la muerte regresiva de la selva amazónica y la reducción de la capa de hielo de la Antártida occidental debido al efecto de balancín, ITCZ ​​[ Zona de convergencia intertropical ] la migración hacia el sur y el gran calentamiento del Océano Austral ”.

Sin embargo, el SROCC señala que «el peor de los casos sigue estando muy limitado» como resultado de las grandes incertidumbres en torno a cómo los sistemas como AMOC responderán al calentamiento.

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Desintegración de la capa de hielo de la Antártida occidental

La capa de hielo de la Antártida occidental (WAIS) es una de las tres regiones que componen la Antártida. Los otros dos son la Antártida Oriental y la Península Antártica, con la Cordillera Transantártica dividida de este a oeste.

Aunque es mucho más pequeño que su vecino del este, el WAIS todavía tiene suficiente hielo para elevar el nivel global del mar en unos 3,3 metros . Por lo tanto, incluso una pérdida parcial de su hielo sería suficiente para cambiar dramáticamente las costas de todo el mundo. 

La estabilidad a largo plazo del WAIS es de particular preocupación porque es una capa de hielo «de origen marino». Como explica el informe especial del IPCC sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante («SROCC»), esto significa que se asienta «sobre un lecho de roca que se encuentra en gran parte por debajo del nivel del mar y [está] en contacto con el calor del océano, lo que lo hace vulnerable a la rápida e irreversible pérdida de hielo ”.

El siguiente mapa muestra la elevación del lecho rocoso antártico; los verdes, amarillos y rojos indican áreas sobre el nivel del mar, mientras que los blancos y azules muestran áreas debajo de él, hasta en 2,5 km. El WAIS en sí tiene más de 4 km de espesor en algunos lugares .

Actuando bajo la fuerza de la gravedad, el hielo del WAIS fluye gradualmente desde su interior hacia la costa y hacia el Océano Austral. Las nevadas frescas en el interior de la capa de hielo reponen el hielo perdido. Si la capa de hielo pierde más hielo en el océano del que gana en nieve, aumenta los niveles globales del mar.

Por ejemplo, un análisis publicado en Nature en 2018 mostró que la tasa de pérdida de hielo del WAIS se había triplicado de 53 mil millones de toneladas al año durante 1992-97 a 159 mil millones de toneladas al año en 2012-2017.

Donde el hielo se encuentra con el océano, se forman plataformas de hielo flotantes. Estas plataformas de hielo tienen un efecto de «refuerzo», reteniendo los glaciares en la tierra que desemboca en ellas. 

Al estar asentadas en la superficie del océano, las plataformas de hielo corren el riesgo de derretirse desde arriba y desde abajo debido al aire caliente y el agua, respectivamente. En la Península Antártica, por ejemplo, la investigación ha demostrado que el colapso de la plataforma de hielo Larsen B en 2002 se debió principalmente a las temperaturas del aire cálido. Mientras que la plataforma de hielo Larsen C, que se » adelgaza rápidamente «, se derrite desde arriba y desde abajo.

Debido a que las plataformas de hielo flotan sobre el agua, su colapso no causa directamente el aumento del nivel del mar. Pero el adelgazamiento y / o el colapso de las plataformas de hielo de WAIS podrían desencadenar un ciclo de retroalimentación positiva que provoque una pérdida rápida e irreversible de hielo terrestre en el océano, lo que aumentaría los niveles del mar. Esta teoría se llama «inestabilidad de la capa de hielo marino» (MISI). 

La siguiente ilustración muestra cómo funciona. A medida que una plataforma de hielo se adelgaza, más hielo se levanta del lecho marino y comienza a flotar. Esto hace retroceder (ver flechas azules) la «línea de conexión a tierra», el punto de transición entre el hielo flotante y el de conexión a tierra (indicado por líneas discontinuas). El hielo flotante fluye más rápidamente que el hielo conectado a tierra y, por lo tanto, la velocidad del flujo de hielo cerca de la línea de conexión a tierra aumenta (flechas negras). Un flujo más rápido significa adelgazamiento, lo que a su vez puede hacer que más hielo se levante y flote. Y debido a que un mayor espesor también hace que el hielo fluya más rápido, el retroceso de la línea de conexión a tierra hacia secciones más profundas de la capa de hielo también puede producir un flujo más rápido.

Lo que hace que este sea un circuito de retroalimentación positiva es la pendiente retrógrada del lecho de roca de WAIS. Gran parte del lecho rocoso debajo de la capa de hielo no solo se encuentra por debajo del nivel del mar, sino que una gran parte del mismo se inclina hacia abajo alejándose de la costa. Esto significa que una vez que la capa de hielo llega a este punto, es autosuficiente.

(También hay un mecanismo de circuito de retroalimentación adicional que podría poner en peligro aún más al WAIS. Esto se llama Inestabilidad de acantilados de hielo marino (MICI), que vería cómo los acantilados de hielo de los glaciares colapsaban en el océano por su propio peso. La teoría aún está en debate. .)

En términos de comportamiento de punto de inflexión, la mayoría de las investigaciones se han centrado en el sector del mar de Amundsen del WAIS en el que desembocan seis glaciares . Ya en la década de 1980, esta región fue identificada como el «punto débil » del WAIS. Aquí, el hielo conectado a tierra fluye directamente hacia el océano sin “ ninguna barrera de hielo significativa ” que lo contenga. 

La contribución de la Antártida al nivel global del mar está dominada actualmente por la pérdida de hielo de los glaciares del sector marino de Amundsen. Las secciones de los glaciares Thwaites y Pine Island , por ejemplo, se están adelgazando a tasas de 49 y 45 cm por año , respectivamente, en promedio durante 1992-2017.

Las investigaciones indican que los glaciares en este sector están «experimentando una inestabilidad de la capa de hielo marino que contribuirá significativamente al aumento del nivel del mar en las décadas o siglos venideros».

Por ejemplo, las simulaciones de modelos en un estudio de 2014 en Science han sugerido que el «proceso de desestabilización de la capa de hielo marino ya está en marcha en el glaciar Thwaites». El estudio señala:

“Aunque es probable que las pérdidas [de hielo] sean relativamente modestas durante el próximo siglo (<0,25 mm / año de equivalente al nivel del mar, LES), se producirá un colapso rápido (> 1 mm / año de LES) una vez que la línea de conexión a tierra llegue a la cuenca regiones más profundas, lo que podría ocurrir en siglos «.

Este rápido colapso «probablemente se extendería a cuencas hidrográficas adyacentes, socavando gran parte de la Antártida occidental», agrega el estudio.

La SROCC también es un poco más circunspecta en sus conclusiones. Dice que la rápida pérdida de masa debido a la aceleración del flujo de los glaciares en esta región «puede indicar el comienzo de MISI». Sin embargo, también señala que “los datos de observación aún no son suficientes para determinar si estos cambios marcan el comienzo de una retirada irreversible”. 

El profesor Tim Lenton le dice a Carbon Brief que si todo o parte del WAIS ya ha pasado un punto de inflexión para una pérdida irreversible es «la gran preocupación en este momento» debido al aumento del nivel del mar que causaría.

En general, la evaluación del SROCC del «colapso parcial de la capa de hielo de la Antártida Occidental» es que es potencialmente abrupto y sería «irreversible durante décadas o milenios». Atribuye «poca confianza» a un colapso durante el siglo XXI.

Un artículo de revisión de Nature Climate Change publicado en 2018 concluyó que «bajo un calentamiento sostenido, un umbral clave para la supervivencia de las plataformas de hielo de la Antártida y, por lo tanto, la estabilidad de la capa de hielo, parece estar entre 1,5 y 2 ° C de temperatura media anual del aire por encima de la actual». 

Este umbral de temperatura se refiere al calentamiento regional en la Antártida, más que a una cifra promedio global. Sin embargo, como explica el autor principal, el profesor Frank Pattyn, a Carbon Brief, debido a que los polos se calientan más rápidamente que el promedio global, 2 ° C de calentamiento en la Antártida desde el presente es aproximadamente equivalente a 2 ° C de calentamiento global desde los niveles preindustriales.

Pattyn, glaciólogo y codirector del Laboratoire de Glaciologie de la Université libre de Bruxelles , también señala que un punto de inflexión para el WAIS “no está claramente definido”. Refiriéndose a los diferentes escenarios de emisiones de la “ Ruta de concentración representativa ”, agrega:

“Los estudios muestran que con RCP2.6 las capas de hielo continúan perdiendo masa pero parecen estables, mientras que con RCP4.5, en algunos casos se encuentra una pérdida de masa irreversible. Sin embargo, solo unos pocos estudios consideran la gama completa de RCP y la mayoría de ellos solo comparan RCP2.6 con RCP8.5 «.

La evidencia del pasado lejano de la Tierra también sugiere que el WAIS se ha derrumbado antes. Por ejemplo, un artículo de revisión de Nature Geoscience de 2011 señala:

“El registro de paleo sugiere fuertemente que el WAIS desapareció en gran parte, quizás durante los últimos cientos de miles de años y con más confianza durante los últimos millones de años, en respuesta a un calentamiento similar o menor al proyectado en escenarios de emisiones de CO2 sin cambios. durante los próximos siglos «.

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Muerte de la selva amazónica

La selva amazónica es la selva tropical más grande del mundo. Abarcando nueve países de América del Sur, tiene el doble del tamaño de la India. La exuberante vegetación es un refugio para millones de especies de plantas, insectos, aves y animales.

Como sugiere su nombre, una selva tropical se sustenta en condiciones muy húmedas. Pero el bosque en sí juega un papel fundamental en el clima local. Como el bosque está saturado de fuertes lluvias, gran parte de esta humedad se devuelve a la atmósfera a través de la evaporación. Además, la transpiración de la humedad de las hojas de las plantas transfiere el agua del suelo a la atmósfera. Estos dos procesos combinados se denominan «evapotranspiración».

Estos procesos mantienen la atmósfera húmeda, pero también ayudan a impulsar la convección (un fuerte movimiento ascendente del aire) que, en última instancia, crea nubes y más lluvia. La investigación publicada en la década de 1970 mostró que el Amazonas genera alrededor de la mitad de su propia lluvia.

El resultado es que la reducción de la cantidad de lluvia o la cantidad de bosque puede cambiar el clima a un estado más seco que no puede soportar una selva tropical. Hay tres causas potenciales de esto, explica el profesor Richard Betts , jefe de impactos climáticos en el Centro Hadley de Met Office y presidente de impactos climáticos en la Universidad de Exeter . 

El primero es una disminución de las precipitaciones en respuesta a un clima más cálido. Las proyecciones del modelo sugieren que esto sería el resultado de «patrones particulares de cambio de temperatura de la superficie del mar (SST) en el Atlántico tropical y el Pacífico», dice Betts, pero hay mucha variación entre los modelos en cuanto a qué tan fuerte sería el impacto en el Amazonas. El segundo es una respuesta a la reducción de la transpiración en respuesta a un mayor CO2, dice Betts:

“Los poros microscópicos en las hojas de las plantas se abren menos cuando hay más CO2. Entonces, las plantas pierden menos agua y menos transpiración significa que menos agua regresa a la atmósfera «.

Finalmente, la tercera causa sería el impacto directo de la deforestación: menos árboles significan menos evapotranspiración y menos humedad ingresando a la atmósfera.

La Amazonía podría tolerar mucho secado antes de que la selva tropical ya no pudiera sostenerse por sí misma. Más allá de este punto, el bosque experimentaría una «muerte regresiva» generalizada y una transición a la sabana, un ecosistema más seco dominado por pastizales abiertos con pocos árboles. 

En el clip a continuación, Betts resume cómo el Amazonas podría ser empujado «más allá del punto sin retorno».

El Dr. David Lapola , científico investigador de la Universidad de Campinas en Brasil, advierte que, si bien es «razonable pensar que la deforestación y los incendios podrían, por supuesto, contribuir a alcanzar ese punto de inflexión [la muerte regresiva del Amazonas]», la hipótesis se basa predominantemente en simulaciones de modelos. Él le dice a Carbon Brief:

“Sucede que las mismas simulaciones del modelo muestran que si el llamado ‘efecto de fertilización con CO2’ -como insumo básico para la fotosíntesis, cuando el CO2 atmosférico aumenta, teóricamente mejora la productividad de las plantas- realmente existe y se expresa en la Amazonía, entonces contrarrestar los efectos negativos del aumento de la temperatura y la disminución de las precipitaciones, dejando el bosque básicamente como está ahora. El problema es que no tenemos evidencia experimental que demuestre la existencia, magnitud y duración de tal efecto de fertilización con CO2 en los trópicos ”.

Si de hecho hay un umbral, ¿dónde podría estar? Betts dice que «3C es el nivel más bajo de calentamiento que podría desencadenarlo, pero podría necesitar un calentamiento mucho mayor».

Un editorial de Science Advances del año pasado por el profesor Carlos Nobre del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Saõ Paulo y el profesor Thomas Lovejoy de la Universidad George Mason señaló que “muchos estudios muestran que en ausencia de otros factores contribuyentes, el 4C del calentamiento global sería el punto de inflexión hacia las sabanas degradadas en la mayor parte del centro, sur y este de la Amazonía ”.

Uno de esos factores contribuyentes es la deforestación, que podría acelerar el cambio a la sabana, ya que «un bosque fragmentado es probablemente más sensible a las reducciones de precipitaciones provocadas por el calentamiento global», dice Betts.

En una entrevista reciente con Yale Environment 360 , Nobre explica que “publicó un artículo sobre esto en Science en 1990 que decía que si deforestamos partes del Amazonas, se convertirá en una sabana”. Él añade:

“El clima posterior a la deforestación ya no será un clima muy húmedo como el del Amazonas. Se volverá más seco, tendrá una estación seca mucho más larga, como las largas estaciones secas en las sabanas de los trópicos de África, América del Sur y Asia ”.

Sin el calentamiento global, se podría alcanzar un punto de inflexión para la muerte regresiva del Amazonas «si excede el 40% del área total deforestada en el Amazonas», dice Nobre:

“Alrededor del 60 al 70% de la selva amazónica se convertiría en una sabana seca, especialmente en el sur y norte del Amazonas, áreas que ahora bordean las sabanas. Solo en la Amazonia occidental cerca de los Andes, que es muy lluviosa, la selva seguirá ahí ”.

Nobre estima que hasta ahora se ha talado aproximadamente el 17% de la selva amazónica, principalmente para la cría de ganado y las plantaciones de soja. Si bien las tasas de deforestación se desaceleraron a principios del siglo XXI, recientemente se han recuperado. En la Amazonía brasileña, por ejemplo, la tala de árboles se redujo en dos tercios entre 2005 y 2011 , pero en 2018 las tasas anuales aumentaron a sus niveles más altos en una década . En 2019, la deforestación volvió a aumentar, con tasas un 85% más altas que en 2018. 

Los informes sugieren que un cambio en la política bajo el presidente brasileño Jair Bolsonaro está fomentando el desarrollo a expensas de la selva tropical.

Tener en cuenta el cambio climático y el » uso generalizado del fuego » acerca el punto de inflexión, dicen Lovejoy y Nobre en su editorial. Ellos estiman que un “punto de inflexión para que el sistema amazónico cambie a ecosistemas no forestales en el este, sur y centro de la Amazonia [se encuentra] en un 20-25% de deforestación”. Nobre le dijo recientemente a The Guardian que esto podría suceder “en 15 a 20 años”.

«No tiene sentido descubrir el punto de inflexión preciso inclinándolo», dice su editorial, sino «reconstruir un margen de seguridad … reduciendo el área deforestada a menos del 20%».

Una nueva investigación publicada en Nature Communications sugiere que, una vez inclinada, la selva amazónica podría convertirse en sabana en unos 50 años. Este hallazgo, que se basa en un modelo empírico, está “ampliamente en línea con la duración de los cambios multidecadales proyectada por el juicio de expertos y los modelos basados ​​en procesos”, dicen los autores.

Los impactos de perder la selva amazónica se sentirían a nivel local y mundial. Además de ser una “ catástrofe ” ecológica para la vida silvestre, el daño socioeconómico a la región podría ascender a $ 0.9-3.6 billones durante un período de 30 años.

“La evaporación reducida y la convección reducida alterarían la circulación atmosférica en todo el mundo”, dice Betts, lo que influiría en los patrones climáticos en todo el mundo. 

La muerte regresiva del Amazonas también dificultaría la lucha contra el cambio climático, señala:

«Una mayor liberación de CO2 de los incendios forestales y la muerte de los árboles aceleraría el aumento de CO2, y con el bosque desaparecido también habríamos perdido un importante sumidero de carbono, lo que significaría que se necesitarían recortes más profundos de las emisiones para detener el aumento del CO2 atmosférico».

Los resultados no publicados de un nuevo estudio de Nobre, visto por el programa Newsnight de la BBC , sugieren que la parte sureste del bosque, alrededor del 20% de la cuenca del Amazonas, se ha convertido en una fuente neta de CO2.

Ya hay «señales ominosas» de cambios en la Amazonía, dicen Lovejoy y Nobre en otro editorial de Science Advances publicado en diciembre de 2019:

“Las estaciones secas en las regiones amazónicas ya son más cálidas y más largas. Las tasas de mortalidad de las especies de clima húmedo aumentan, mientras que las especies de clima seco muestran resiliencia. La frecuencia cada vez mayor de sequías sin precedentes en 2005, 2010 y 2015/16 es una señal de que el punto de inflexión está cerca «.

Lapola está de acuerdo en que «puede que ya estemos observando» un cambio en el sistema amazónico. El explica:

“Primera evidencia: un estudio ha demostrado que la estación seca ya se está alargando, unos pocos días en la última década, en el sur de la Amazonia (Mato Grosso y Rondonia). Segunda evidencia: un estudio reciente mostró que la composición de los bosques ya está cambiando hacia especies arbóreas más resistentes a la sequía. Esto sugiere que la muerte regresiva puede ser más sutil de lo que se pensaba anteriormente, pero no menos catastrófica «.

El quinto informe de evaluación del IPCC («AR5», pdf) describe la extinción de los bosques tropicales como «potencialmente abrupta», pero «reversible en siglos». Mientras que en un artículo reciente sobre “cosmovisión” de Nature , Nobre escribe que una recuperación de un punto de inflexión en la Amazonía sería “probablemente imposible”. 

Si se podría lograr una reversión, al menos sería lento, agrega Betts:

“La reforestación o el recrecimiento natural en lugares con un secado menos severo podría ayudar a aumentar los niveles de lluvia nuevamente. Sin embargo, la pérdida de bosques al pasar el vertido sería más rápida: la pérdida de bosques puede ser bastante rápida debido a incendios y muerte de árboles, pero el retorno es más lento porque está limitado por la rapidez con que crecen los árboles nuevos ”.

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Cambio de monzón de África occidental

El término «monzón» en su sentido más estricto se refiere a la inversión estacional de los vientos y la lluvia que los acompaña. Junto con India, África Occidental es uno de los pocos lugares de la Tierra donde sucede esto. 

El monzón de África Occidental (WAM) trae lluvias a África Occidental y el Sahel, una franja de pastizales semiáridos entre el desierto del Sahara al norte y las selvas tropicales al sur. El Sahel se extiende desde la costa atlántica de Mauritania y Senegal hasta Sudán, Eritrea y el Mar Rojo.

El WAM es una característica del verano del hemisferio norte. La estación seca de África occidental, que va de noviembre a mayo, ve los vientos predominantes «vienen del desierto, por lo que son vientos secos y polvorientos», dice la Dra. Alessandra Giannini , investigadora científica senior de la Universidad de Columbia (actualmente en el Laboratoire de Météorologie Dynamique en París como parte de una subvención “ Make Our Planet Great Again ”). El cambio a la temporada de lluvias hace que este sistema cambie, explica a Carbon Brief:

«Cuando el sistema se invierte, la baja presión sobre el Sahara, o la tierra [más en general] – impulsa los vientos del suroeste hacia el interior y esos son vientos húmedos porque provienen del océano».

La humedad que los vientos traen a la región es parte de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ), un enorme cinturón de baja presión que rodea la Tierra cerca del ecuador. En última instancia, el monzón está siendo impulsado por la insolación, dice Giannini, mientras la ITCZ ​​deambula hacia el norte y el sur a través de los trópicos cada año, siguiendo aproximadamente la posición del sol a lo largo de las estaciones. 

(Giannini enfatiza que, si bien la ZCIT y el monzón son «parte de la misma estación y la misma migración latitudinal de la banda de lluvia», algunos investigadores prefieren «distinguir entre la ZCIT sobre el océano y el monzón tierra adentro» y, por lo tanto, no utilizan los términos indistintamente.)

El Sahel marca la posición más al norte de la ITCZ ​​y el monzón trae lluvias a la región desde junio hasta septiembre. 

Pero el monzón de África Occidental es notoriamente poco confiable. Entre finales de los años sesenta y ochenta, la falta de lluvia afectó a gran parte del Sahel, y la precipitación media disminuyó en más del 30% en la mayor parte de la región en comparación con los años cincuenta. Esto sumió a la región en una sequía prolongada, lo que contribuyó a una hambruna que mató a decenas de miles de personas y provocó un esfuerzo de ayuda internacional.

Índice de precipitación del Sahel de junio a octubre durante 1901-2017 (donde Sahel = 20-10 grados N y 20 grados W a 10 grados E). Se muestra como anomalías de precipitación desde una línea de base de 1901-2017. Crédito: Instituto Conjunto para el Estudio de la Atmósfera y el Océano de la Universidad de Washington .

Fue el artículo científico de Giannini de 2003 el que identificó que la causa de la sequía radica principalmente en las TSM cálidas alrededor de África, no en la desertificación causada por los agricultores y una población en expansión . ( Trabajos anteriores habían demostrado la conexión entre las TSM y la variabilidad de las precipitaciones del Sahel de manera más general).

Las cálidas temperaturas del océano redujeron el contraste de temperatura entre el continente en el caluroso verano y las aguas circundantes más frías. Esto hizo que las lluvias monzónicas se desplazaran hacia el sur, alejándose del Sahel, lo que provocó una sequía. El efecto se vio reforzado por la “ retroalimentación clima-vegetación ”, donde las condiciones más secas vieron un menor crecimiento de la vegetación, una reducción de la evapotranspiración e incluso menos precipitaciones.

Investigaciones posteriores de Giannini han demostrado que la combinación del calentamiento de los océanos tropicales (en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero) y el enfriamiento en el Atlántico norte (como resultado de la contaminación del aire de los países del hemisferio norte) condujo al secado del Sahel.

Desde entonces, las precipitaciones en el Sahel han mostrado una recuperación parcial. Esto se debe, en parte, a un clima más cálido y a una reducción de las tasas de contaminación del aire . Estos cambios muestran que el WAM es un «sistema muy sensible», dice Giannini y el Sahel es el que corre mayor riesgo porque está al borde del monzón. 

El pasado también insinúa que un punto de inflexión «está en el sistema [WAM]», dice Giannini:

«Entonces, el cambio pasado, la brusquedad del inicio de la sequía a fines de los 60 y principios de los 70, es una indicación de que el sistema es sensible y, por lo tanto, podría suceder nuevamente».

La teoría sugiere que un clima más cálido en realidad podría traer más precipitaciones al Sahel. A medida que la tierra se calienta más rápido que el agua, el aumento de las temperaturas globales podría fortalecer el contraste tierra-mar que ayuda a impulsar el WAM hacia el norte cada año. Esto podría traer más lluvia al Sahel y, tal vez, hacer que la vegetación regrese a algunas partes del sur del Sahara. 

Hay evidencia de cambios similares en el pasado distante de la Tierra. Durante el Período Húmedo Africano (AHP) hace alrededor de 11.000 a 5.000 años, las oscilaciones naturales en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, asistidas por varios mecanismos de retroalimentación, vieron al WAM fortalecerse, trayendo más lluvia al norte de África. La evidencia de los datos del paleoclima, como los sedimentos de los lagos, sugiere que la región estuvo ampliamente cubierta de vegetación y profundos lagos de agua dulce durante este tiempo, lo que resultó en un » Sahara verde «. 

Las investigaciones han sugerido que “el inicio y la terminación de este período húmedo fueron muy abruptos, ocurriendo en décadas o siglos”, aunque esto todavía se debate .

Pero el AHP está a cierta distancia de ser un análogo de la actualidad. Los cambios fueron impulsados ​​principalmente por el sol, no por grandes aumentos en los gases de efecto invernadero. Por lo tanto, proporciona información limitada sobre cómo el WAM se verá afectado por el cambio climático.

El profesor Martin Claussen , profesor de meteorología en la Universidad de Hamburgo y director del Instituto Max Planck de Meteorología, dice a Carbon Brief que incluso en las proyecciones de modelos bajo un «calentamiento fuerte», la «respuesta del Sahara es mucho más débil de lo que fue en respuesta a el cambio en la insolación hace varios miles de años ”. Entonces, en lugar de un Sahara verde, las proyecciones sugieren un “desplazamiento de la zona del Sahel hacia el norte”, dice.

La respuesta al calentamiento reciente ha sido en realidad una mayor variabilidad en el WAM, dice Giannini:

«De alguna manera, ya estamos viendo el mojado, pero es un mojado que también es diferente del pasado en que parece estar formado por eventos más extremos, por lo que se intercalan lluvias más extremas y tal vez períodos más largos de períodos secos».

Y, de manera más general, las proyecciones de diferentes modelos climáticos han sugerido futuros más secos y más húmedos para el Sahel bajo un clima cambiante, con este último vinculado a un punto de inflexión de 3 ° C de calentamiento localizado en el Golfo de Guinea. 

La investigación también ha indicado una combinación de impactos. Un estudio de 2018 que utilizó un modelo climático de alta resolución, por ejemplo, simuló una «disminución de la precipitación en el sur del Sahel y un aumento de la precipitación en el Sahara occidental» a finales de siglo en el escenario de muy altas emisiones RCP8.5 .

Como resultado, el informe especial del IPCC sobre 1.5C concluye que hay «poca confianza» en las proyecciones de un «fortalecimiento del monzón y humectación y enverdecimiento del Sahel y el Sahara». También señala que, si bien hay «cambios inciertos» asociados con un mundo más cálido de 1,5 ° C o 2 ° C, es «poco probable» que se alcance un punto de inflexión con estos niveles de temperatura.

Incluso si un aumento de la temperatura de 3 ° C trajo lluvias significativamente más beneficiosas para la región, el IPCC dice que «debe tenerse en cuenta que habría compensaciones significativas en forma de un fuerte calentamiento regional y los impactos adversos relacionados en el rendimiento de los cultivos, la mortalidad del ganado y la salud humana». bajo futuros de mitigación tan bajos ”.

Finalmente, la investigación también ha sugerido que el WAM podría verse afectado por otro punto de inflexión: una desaceleración significativa del AMOC. La evidencia de esto proviene principalmente de datos paleoclimáticos del final de la última edad de hielo, dice el profesor John Chiang , quien dirige un grupo de investigación de dinámica climática en la Universidad de California, Berkeley . “En particular para el evento Younger Dryas cuando se pensó que el AMOC se ralentizaría drásticamente debido a la afluencia de agua dulce en el Atlántico Norte”, le dice a Carbon Brief. «Las lluvias monzónicas de África occidental se debilitaron durante este período».

Por qué la desaceleración de AMOC, que ocurre en el Atlántico norte de alta latitud, conduce al debilitamiento de WAM es «todavía una pregunta abierta», dice Chiang:

“Hay dos escuelas de pensamiento. Uno es que las condiciones más frías en el Atlántico norte de alta latitud se pueden transmitir a través de la atmósfera al WAM, principalmente a través de las condiciones frías que penetran en el norte de África y afectan el monzón … El otro es que la circulación del océano cambia como resultado de la desaceleración del AMOC ‘recableados ‘las corrientes alrededor del Atlántico tropical, que conducen a un Atlántico sur tropical más cálido y, por lo tanto, provocan un debilitamiento del WAM ”.

Entonces, otro mecanismo potencial complica aún más el futuro del WAM, dice Chiang:

«La pregunta es qué influencia ganará para África Occidental en el futuro: la influencia directa del calentamiento, que humedece, o la influencia de AMOC, que seca África Occidental».

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Permafrost e hidratos de metano

Permafrost es el nombre que se le da al suelo (suelo o roca) que contiene hielo o material orgánico congelado que ha permanecido a 0 ° C o menos durante al menos dos años . Cubre alrededor de una cuarta parte de la tierra no glaciar en el hemisferio norte, incluidas grandes franjas de Siberia, Alaska, el norte de Canadá y la meseta tibetana, y puede tener hasta un kilómetro de espesor. En el hemisferio sur, el permafrost se encuentra en partes de la Patagonia, la Antártida y los Alpes del Sur de Nueva Zelanda . El permafrost submarino también se encuentra en partes poco profundas de los océanos Ártico y Austral.

Este suelo helado contiene una gran cantidad de carbono, acumulado de plantas y animales muertos durante miles de años. Hay aproximadamente el doble de carbono en el permafrost de lo que hay actualmente en la atmósfera de la Tierra.

A medida que el clima se calienta, existe un riesgo creciente de que el permafrost se descongele. Esto saca a los microbios del suelo de la hibernación, lo que les permite descomponer el carbono orgánico del suelo. Este proceso libera CO2 y, en menor medida, metano. Por lo tanto, el deshielo a gran escala del permafrost tiene el potencial de causar un mayor calentamiento climático.

Ya hay evidencia de calentamiento del permafrost. El informe especial del IPCC sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante («SROCC»), por ejemplo, dice que existe «muy alta confianza» en que las altas temperaturas récord a ~ 10-20 m de profundidad en el permafrost se han «documentado en muchos sitios de monitoreo a término en la región de permafrost circumpolar del hemisferio norte ”. En algunos lugares, estas temperaturas son 2-3 ° C más altas que hace 30 años. 

Mientras tanto, el Informe Ártico 2019 de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de EE. UU . Concluyó que el deshielo del permafrost en el Ártico «podría estar liberando un estimado de 300-600 millones de toneladas de carbono neto por año a la atmósfera».

El autor principal del capítulo sobre permafrost, el profesor Ted Schuur de la Universidad del Norte de Arizona , le dijo al Washington Post que una investigación reciente indica que «hemos dado la vuelta a esta esquina para el carbono del Ártico». Él dijo:

«Estas observaciones significan que la retroalimentación para acelerar el cambio climático puede que ya esté en marcha».

El SROCC dice que hay «alta confianza» en las proyecciones de «desaparición generalizada del permafrost cercano a la superficie del Ártico … este siglo como resultado del calentamiento, con importantes consecuencias para el clima global». Señala:

“Por 2100, cerca de la superficie permafrost área se reducirá en un 2-66% para RCP2.6 y 30-99% para RCP8.5 . Se proyecta que esto libere de 10 a 100 miles de millones de toneladas [o gigatoneladas, GtC], hasta 240 GtC, de carbono del permafrost como CO2 y metano a la atmósfera con el potencial de acelerar el cambio climático «.

El informe también advierte (pdf) que se espera que la degradación del deshielo del permafrost sea irreversible en escalas de tiempo relevantes para las sociedades humanas y los ecosistemas. También señala:

«El deshielo o el deshielo del permafrost implican umbrales (cambios de estado) que permiten respuestas abruptas y no lineales al calentamiento climático en curso».

Por ejemplo, explica el Dr. David Armstrong McKay , un investigador postdoctoral en el Centro de Resiliencia de Estocolmo , que se enfoca en modelar retroalimentaciones de biosfera-clima no lineales, algunas áreas de descomposición pueden liberar tanto calor que desencadenan la llamada » bomba de compost «. Aquí es donde «la generación de calor interno se convierte en la principal fuerza impulsora para un mayor deshielo y liberación de carbono», explica a Carbon Brief, «incluso si se detuviera el calentamiento global».  

Este efecto podría tener su propio punto de inflexión, agrega:

“En un estudio , un punto de inflexión para esta producción de calor interno ocurrió cuando la temperatura del aire anual media [absoluta] local alcanzó alrededor de 1,2ºC, que es cuando la descomposición orgánica se volvió significativa en su modelo. Sin embargo, este proceso depende de cuán húmedo, aislado y rico en materia orgánica sea el suelo, todas las principales fuentes de incertidumbre, y se localizará en lugar de en todo el permafrost simultáneamente ”.

De manera similar, el deshielo rápido del permafrost también puede ser provocado – y mejorado – por perturbaciones como incendios, eventos de secado abruptos , hundimiento del suelo y erosión resultante del deshielo del permafrost rico en hielo (conocido como » termokarst «). Si bien «no se conoce un punto de inflexión a gran escala para la caída», dice Armstrong McKay, la investigación ha «sugerido que podría duplicar nuestras estimaciones actuales de emisiones de permafrost».

En general, la evidencia indica que existen varios mecanismos para el deshielo regional abrupto, dice Armstrong McKay, mientras que para el deshielo del permafrost en general, se espera que “actúe más como una retroalimentación positiva continua sobre el cambio climático en lugar de un punto de inflexión abrupto ”. Sin embargo, algunos estudios sugieren que podría ocurrir un punto de inflexión más generalizado más allá de los 5 ° C, agrega.

El Dr. Andy Wiltshire , gerente del ciclo del carbono terrestre en el Met Office Hadley Center, está de acuerdo. En las conversaciones sobre el clima de la COP25 en Madrid, dijo a Carbon Brief:

“Los puntos de inflexión se relacionan con el hecho de que tienes un cambio y luego ese cambio casi se impulsa solo, por lo que significa que pasas de un estado a otro. Ahora bien, no solemos ver ese tipo de comportamiento en el permafrost, al menos a gran escala. Entonces, lo que estamos viendo con el permafrost en el tipo de modelado que estamos haciendo es que ha habido una respuesta más gradual «.

Sin embargo, el deshielo del permafrost es irreversible, señala Wiltshire. El carbono contenido en los suelos se ha acumulado durante “períodos de tiempo increíblemente largos”. Una vez que se pierde en la atmósfera, no hay forma de recuperarlo. Él explicó:

«Si detenemos el calentamiento, entonces deberíamos ver que las emisiones del permafrost se detengan, pero en términos de que ese carbono regrese al permafrost, pragmáticamente eso no es posible».

Relacionados con el permafrost están los hidratos de metano o «clatratos». Esta es una sustancia similar al hielo que se forma cuando el metano y el agua se combinan a bajas temperaturas y presión moderada . Se encuentra casi exclusivamente bajo el lecho marino en las plataformas continentales, áreas del lecho marino que rodean inmediatamente una masa terrestre, donde el mar es relativamente poco profundo en comparación con el océano abierto más allá. 

Los hidratos de metano han sido fundamentales para las afirmaciones en los últimos años de una potencial » bomba de metano » en el Ártico. La teoría sugiere que el calentamiento del océano podría derretir estos cristales de hielo, liberando grandes cantidades de metano a la atmósfera.

Hace unos años, por ejemplo, los científicos identificaron una “filtración generalizada de metano de los sedimentos del lecho marino frente a la costa de Svalbard”, que dijeron que “puede, en parte, deberse a la desestabilización de los hidratos” debido al calentamiento de los océanos. La investigación también sugirió que había depósitos de hidratos «listos para liberar» en la plataforma ártica de Siberia Oriental (ESAS) bajo el Océano Ártico, que contienen hasta 1.400.000 millones de toneladas de carbono. Otros científicos han cuestionado el tamaño de esta estimación .

(A modo de comparación, las emisiones globales de los combustibles fósiles y la industria en 2019 ascendieron a alrededor de 10 mil millones de toneladas de carbono).

Sin embargo, investigaciones más recientes han vertido agua fría sobre la idea de los hidratos de metano como un punto de inflexión inminente . Un artículo de revisión en 2016, por ejemplo, concluyó que «no había pruebas concluyentes de que el metano derivado de hidratos esté llegando a la atmósfera ahora». El metano liberado en el lecho marino “sólo raras veces sobrevive al viaje a través de la columna de agua para llegar a la atmósfera”, señala Nature Education Knowledge , porque es oxidado por bacterias en el agua .

De hecho, es más probable que cualquier burbuja de metano proveniente del lecho marino provenga del permafrost que de los hidratos, agrega Armstrong McKay:

“Se ha sugerido que las columnas de burbujas de metano detectadas en los mares árticos poco profundos provienen de hidratos de metano desestabilizadores, pero la mayoría de los científicos creen que la mayor parte de este metano proviene en realidad del permafrost sumergido, que se ha ido descomponiendo gradualmente desde el último máximo glacial, pero que puede estar acelerándose gradualmente. ahora.»

Además, mientras que los suelos de permafrost están en contacto directo con una atmósfera cálida, los hidratos de metano se encuentran en sedimentos a grandes profundidades debajo del lecho marino. Como resultado, las investigaciones indican que «apenas se verá afectado por el calentamiento durante incluso 10.000 años».

En general, «esto hace que el descongelamiento del permafrost sea la mayor preocupación para nosotros ahora», concluye Armstrong McKay, «y es probable que la mayoría de los hidratos de metano se mantengan relativamente estables durante los próximos siglos».

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Muerte de arrecifes de coral

Los arrecifes de coral a menudo se citan como uno de los sistemas ecológicos más sensibles al calentamiento global. Como dice un artículo publicado en Science en 2007:

«Se espera que la concentración de CO2 atmosférico supere las 500 partes por millón (ppm) y que las temperaturas globales aumenten al menos 2 ° C para el 2050 al 2100, valores que superan significativamente los de al menos los últimos 420.000 años durante los cuales la mayor parte de la marina existente [es decir, existente] organismos evolucionaron «.

En los últimos años se ha observado una serie de eventos de » blanqueamiento masivo » en los corales de aguas cálidas, causados ​​principalmente por la exposición prolongada a las altas temperaturas del mar. Bajo estrés por calor continuo, los corales expulsan las diminutas algas coloridas que viven en sus tejidos, conocidas como zooxantelas , dejando un esqueleto blanco .

Las algas proporcionan energía a los corales a través de la fotosíntesis. Sin ellos, los corales pueden morir de hambre lentamente . Aunque los corales pueden recuperar sus zooxantelas si las condiciones se vuelven más favorables, el estrés térmico persistente puede acabar con las comunidades de coral de arrecifes enteros. 

Los eventos de blanqueamiento masivo de los arrecifes de coral se han vuelto cinco veces más comunes en todo el mundo durante los últimos 40 años. El primer evento global de blanqueamiento masivo se registró en 1998. A éste le siguieron el segundo y el tercero en 2010 y 2014-17 , respectivamente. Estos eventos fueron causados ​​por olas de calor marinas , períodos prolongados de temperaturas inusualmente altas que fueron impulsadas por el calentamiento causado por los humanos y El Niño .

El siguiente mapa, del informe especial del IPCC sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante (“SROCC”), muestra cómo se vieron afectados los arrecifes de coral de todo el mundo en 2015-16. El sombreado en el mapa indica el máximo anual de «grados semanales de calefacción» (ACS) durante 2015 y 2016. (El ACS es una medida del estrés por calor acumulativo que «describe la cantidad de calor que se ha acumulado en un área durante las últimas 12 semanas sumando cualquier temperatura que exceda 1 ° C por encima de la media máxima del verano ”). Los puntos resaltan los arrecifes que experimentaron un blanqueamiento severo (violeta), moderado (malva) y sin blanqueamiento sustancial (blanco).

El mapa muestra el máximo anual de Degree Heating Week (ACS) durante 2015 y 2016. Los símbolos indican dónde el blanqueamiento severo afectó a más del 30% de los corales (puntos morados), el blanqueamiento moderado afectó a menos del 30% de los corales (puntos malva) y ningún blanqueamiento sustancial se registró (puntos blancos). Fuente: IPCC SROCC ( 2019 ) Fig 6.3

El estrés térmico no es la única amenaza para los arrecifes de coral. También están en riesgo de otros factores, incluida la sobrepesca, las prácticas de pesca destructivas , la sedimentación asociada con el aumento del nivel del mar, la escorrentía de nutrientes de la tierra, los daños causados ​​por las tormentas , la acidificación de los océanos y los cambios en la circulación oceánica.

Este cóctel letal ya ha visto “cambios persistentes del dominio original de los corales a una preponderancia de algas carnosas u otros conjuntos de malezas” en los arrecifes de coral de todo el mundo, dice un artículo de revisión de 2010 . 

Las macroalgas tropicales de rápido crecimiento pueden apoderarse rápidamente de los esqueletos de coral muerto , evitando potencialmente que los corales los recolonicen y dejándolos en un estado alterado, aunque estable . Estos cambios pueden ser rápidos, dice un estudio de 2016 en Scientific Reports :

“Se ha observado que los ecosistemas de arrecifes de coral experimentan cambios dramáticos y, a veces, abruptos en el estado de la comunidad, de uno dominado por corales formadores de arrecifes a uno donde predominan otros titulares de espacios. El titular de espacio alternativo a menudo, pero no siempre, son las macroalgas carnosas «.

Tales transiciones “se han observado en arrecifes tropicales en todo el mundo, y particularmente en el Caribe”, agrega el estudio. Es típico de los ecosistemas mostrar «respuestas de umbral, en lugar de lineales, a los impulsores de cambio que se van generando lentamente, como la presión de la pesca, los nutrientes añadidos y el aumento de las temperaturas globales», dice otro artículo de revisión .

Por ejemplo, después del evento de blanqueamiento masivo de 1998, la cobertura de coral promedio en la reserva marina de la isla Cousin en las Seychelles disminuyó a menos del 1% en 2005 , mientras que la cobertura de macroalgas aumentó hasta en un 40%.

Un estudio de 2020 en Nature Communications sugiere que, una vez inclinados, los arrecifes de coral del Caribe podrían colapsar en 15 años. Tales «escalas de tiempo decenales» son «coherentes con las observaciones de que la cobertura de coral en el Caribe disminuyó en un 80% entre 1977 y 2001 y puede desaparecer por completo para el 2035, dependiendo de las tasas de sobrepesca, cambio climático y acidificación de los océanos», señalan los autores.

Vale la pena señalar que el estrés por calor tiene el mismo efecto destructivo sobre las algas, como las algas marinas, en los sistemas templados, dice la Dra. Maria Beger , investigadora académica en ciencias de la conservación marina en la Universidad de Leeds . Ella le dice a Carbon Brief:

“Luego también son reemplazados por macroalgas y / o corales – esto se llama ‘tropicalización’ de los arrecifes templados de latitudes más altas. Lo que ambos tienen en común es que las especies de ingeniería del hábitat están siendo asesinadas «.

La pérdida de peces herbívoros por la sobrepesca puede ser un factor particular de la disminución de los arrecifes de coral, dice el Dr. Mark Eakin , coordinador del programa Coral Reef Watch de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU . Él le dice a Carbon Brief:

«Si bien los arrecifes ecológicamente intactos pueden recuperarse de eventos como huracanes o incluso blanqueamiento severo, cuando carecen de sus herbívoros, simplemente no pueden recuperarse».

Un estudio de 2007 explica que los herbívoros «juegan un papel importante en la promoción de la resistencia de los arrecifes y en la recuperación de los arrecifes» al eliminar las algas. Por lo tanto, son cruciales para que un arrecife regrese a un «estado dominado por corales si se ha producido una perturbación».

Sin embargo, el estudio también advierte que es “ingenuo asumir que la protección de las especies herbívoras… dará como resultado la reversión de un cambio de fase una vez que se hayan establecido las macroalgas”. Esto se debe a que “la mayoría de los peces herbívoros evitan las macroalgas”, dicen los autores.

La clave aquí es tener un número saludable de herbívoros que “puedan pastar las algas y así prevenir su establecimiento”, agrega Beger. Una vez que las algas son grandes, es menos probable que se las coman, le dice a Carbon Brief:

“Lo que consideramos como herbívoros de arrecifes de coral normales comen principalmente las algas filamentosas que se establecen primero una vez que un coral está muerto. Una vez que las algas se establecen más allá de ser pequeñas, son menos apetecibles «.

Otros factores también pueden afectar qué tan bien se recupera un arrecife después del blanqueamiento. Un estudio de Nature de 2015 de las Seychelles después del evento de blanqueamiento de 1998 encontró que, de los 21 arrecifes estudiados, 12 se recuperaron y “nueve arrecifes sufrieron cambios de régimen a macroalgas carnosas”. Explica:

«La recuperación se vio favorecida cuando los arrecifes eran estructuralmente complejos y en aguas más profundas, cuando la densidad de corales juveniles y peces herbívoros era relativamente alta y cuando la carga de nutrientes era baja».

La recuperación aún depende de que haya suficiente tiempo para que los corales se restablezcan. Un arrecife sano puede «recuperarse en 10-15 años» después de la decoloración, dice Eakin, con «rebrote de corales de rápido crecimiento». Sin embargo, «muchos arrecifes han mostrado poca o ninguna recuperación después de eventos de mortalidad severos», agrega:

“En un artículo reciente , mostramos que se producía un blanqueamiento severo cada 25-30 años en la década de 1980. Ahora se repite en menos de seis años. Eso es demasiado rápido cuando 10-15 años para comenzar la recuperación es el mejor escenario «.

Un estudio de revisión, publicado en Science en 2007 , concluyó que las concentraciones atmosféricas «por encima de 500ppm parecen extremadamente riesgosas para los arrecifes de coral y las decenas de millones de personas que dependen de ellos directamente, incluso en las circunstancias más optimistas». Los niveles de CO2 ya han superado las 410 ppm y se prevé que superen las 500 ppm para el 2100 en todos los escenarios de mitigación de emisiones, salvo en los más estrictos de este siglo .

En 2016, el primer estudio que comparó los impactos generalizados del cambio climático a 1,5 ° C y 2 ° C del calentamiento advirtió que el 90% de los arrecifes tropicales estarían «en riesgo de degradación severa debido a la decoloración inducida por la temperatura a partir de 2050» en una temperatura de 1,5 ° C. mundo más cálido. Para 2C, este riesgo se elevó al 98% de los arrecifes, dice el estudio, lo que indica que el calentamiento adicional de 0.5C «probablemente será decisivo para el futuro de los arrecifes de coral tropicales».

El estudio señala:

“Nuestro análisis reitera hallazgos anteriores de que el riesgo de que los arrecifes de coral sufran una degradación a largo plazo que eventualmente conduzca a un cambio de régimen del ecosistema será sustancial a partir de 2030”.

Los investigadores incluso señalan que es probable que sus hallazgos sean «bastante conservadores» porque solo consideran los impactos del aumento de CO2 y no otros factores estresantes de los arrecifes de coral.

Los hallazgos del informe especial del IPCC sobre 1.5C son solo un poco menos sombríos. Dice:

“Incluso lograr los objetivos de reducción de emisiones consistentes con el ambicioso objetivo de 1.5 ° C de calentamiento global bajo el Acuerdo de París resultará en una mayor pérdida del 70-90% de los corales formadores de arrecifes en comparación con la actualidad, y el 99% de los corales se perderán debido al calentamiento. de 2 ° C o más «.

Como los expertos en Australia dijeron a Carbon Brief el año pasado, algunos de los corales más resistentes al calor pueden ser más resistentes de lo que sugieren estas estimaciones, pero ¿cómo se verán los arrecifes restantes y cuáles serán las consecuencias para los otros habitantes de los arrecifes? como pez – queda por explorar ”.

Eakin dice que «ya hemos alcanzado» un punto de inflexión para los corales a nivel mundial debido al cambio climático:

“Ya estamos viendo un blanqueamiento severo en todo el mundo y el reciente evento global de blanqueamiento de los corales de 2014-17 ha sido devastador para muchos arrecifes de todo el mundo. Por ejemplo, la Gran Barrera de Coral perdió la mitad de sus corales en solo dos años ”.

Un artículo de Nature de 2018 describe el blanqueamiento reciente como «una línea divisoria de aguas para la Gran Barrera de Coral y para muchos otros arrecifes gravemente afectados en otras partes del Océano Indo-Pacífico».

El estudio advierte que «el escenario más probable» es que «los arrecifes de coral en los trópicos continuarán degradándose durante el siglo actual hasta que el cambio climático se estabilice, permitiendo que las poblaciones remanentes se reorganicen en conjuntos de arrecifes novedosos y tolerantes al calor». 

La ola de calor marina de 2016 «ha desencadenado la fase inicial de esa transición en la región más prístina del norte de la Gran Barrera de Coral», dice el estudio, «cambiándola para siempre a medida que la intensidad del calentamiento global sigue aumentando». Concluye:

“La pérdida a gran escala de corales funcionalmente diversos es un presagio de más cambios radicales en la condición y la dinámica de todos los ecosistemas, lo que refuerza la necesidad de una evaluación del riesgo de colapso de los ecosistemas, especialmente si la acción global sobre el cambio climático no logra limitar el calentamiento a 1.5- 2C ”.

La pérdida generalizada de arrecifes de coral sería devastadora para los ecosistemas, las economías y las personas. Según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), “a pesar de cubrir menos del 0,1% del fondo del océano, los arrecifes albergan más de una cuarta parte de todas las especies de peces marinos”. Los arrecifes de coral también “apoyan directamente a más de 500 millones de personas en todo el mundo, que dependen de ellos para su subsistencia diaria, principalmente en los países pobres”, agrega la UICN.

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Cambio de monzón indio

India recibe alrededor del 70% de sus precipitaciones anuales durante la temporada de monzones. Para algunas áreas de la India occidental y central, representa hasta el 90% . Las lluvias monzónicas son cruciales para el sector agrícola de la India, que representa aproximadamente una sexta parte de la economía de la India y emplea aproximadamente a la mitad de los 1.300 millones de habitantes del país .

El monzón indio, también conocido como monzón del sur de Asia, es un subsistema del monzón asiático más amplio , junto con el monzón del sudeste asiático y el monzón del Pacífico norte occidental. (Algunos consideran que el monzón asiático tiene más de tres partes ).

La palabra «monzón» proviene de la palabra árabe para estación. Describe un cambio estacional en los vientos, específicamente una inversión de 180 grados que desencadena el cambio de la estación seca a la húmeda. 

Este cambio es impulsado por los movimientos del sol a lo largo de las estaciones, explica el Dr. Andrew Turner , profesor asociado de sistemas monzónicos en la Universidad de Reading . En el invierno del hemisferio norte, el foco de la energía solar está sobre el hemisferio sur. Esto provoca un viento predominante sobre la India desde el noreste, trayendo aire seco de toda la masa continental asiática.

La transición a la estación húmeda llega cuando el sol se mueve hacia el norte del ecuador en primavera y principios del verano. Aquí, «el norte de la India, la meseta tibetana y las regiones circundantes se calientan rápidamente», explica Turner a Carbon Brief:

«Se calientan más rápidamente que los océanos cercanos, por ejemplo, el norte del Océano Índico, ya que la tierra (suelo) tiene una capacidad calorífica mucho menor que el agua».

El contraste en el calentamiento entre la tierra y el océano provoca un gradiente de presión que impulsa los vientos del suroeste a través de la India. «Este aire viaja hacia el norte desde el Océano Índico», dice Turner, recogiendo humedad a medida que avanza. Las lluvias suelen comenzar en junio (la fecha oficial de inicio de la temporada de monzones es el 1 de junio) y se trasladan hacia el norte a través de la India. Las lluvias continúan hasta que el monzón comienza a retirarse del norte de la India a fines de agosto, ya que la fuerza y ​​la duración del sol de verano disminuyen. Luego, las lluvias disminuyen en la mayor parte del país durante septiembre y octubre. 

Los mapas a continuación muestran las fechas promedio de inicio (izquierda) y retirada (derecha) del monzón en toda la India.

Fechas medias de inicio y retirada del monzón. Reimpreso con permiso de Springer. Gadgil ( 2018) ) El sistema monzónico: ¿brisa tierra-mar o la ZCIT ?, Journal of Earth System Science.

“En un nivel fundamental, el gradiente de presión entre el Océano Índico y el continente asiático determina la fuerza del monzón asiático”, dice el informe especial del IPCC sobre 1.5C . Y así, en teoría, «cualquier cosa que altere el gradiente de temperatura norte-sur, o la cantidad de humedad evaporada del océano, podría cambiar las lluvias monzónicas», señala Turner.

Dado que las áreas terrestres se calientan más rápido que los océanos, se puede esperar un fortalecimiento de este gradiente de presión y el propio monzón «bajo el calentamiento global», dice el informe 1.5C. Además, como una atmósfera más cálida puede retener más humedad, esto también puede resultar en «modestos aumentos en las precipitaciones», dice Turner.

Sin embargo, un estudio de revisión en 2012 , dirigido por Turner, concluye que “la evidencia de tales tendencias en las observaciones no es convincente”. Si bien el récord observado de la fuerza del monzón indio muestra mucha variabilidad, «sugiere una tendencia negativa desde 1950», dice el documento. Esto equivale a una disminución de las precipitaciones de alrededor del 10% en el centro de la India, agrega Turner.

Una causa potencial podría ser la contaminación del aire, de la propia India y de la región en general, dice Turner:

“La contaminación del aire se presenta en varias formas, pero la mayor parte se presenta en forma de compuestos de azufre, por ejemplo, emisiones de dióxido de azufre de la industria y el transporte, que forman sulfatos en la atmósfera. Estas partículas tienen propiedades reflectantes, que actúan para reflejar la radiación solar y evitan que parte de ella llegue a la superficie ”.

Esta contaminación “enfriará preferentemente la región del hemisferio norte sobre Eurasia en relación con el ecuador o el sur del Océano Índico, donde no hay emisiones contaminantes”, dice Turner. El aumento de las tendencias en la contaminación del aire en el sur de Asia podría explicar «por qué la precipitación media estacional en la India no ha mostrado aumentos en el récord observado recientemente a pesar del aumento de CO2», dice su documento. Otro estudio dice que el enfriamiento por aerosoles en el sur y el este de Asia “puede haber enmascarado hasta 1 ° C del calentamiento de la superficie inducido por gases de efecto invernadero desde la era preindustrial ”.

La combinación de influencias resultantes de la actividad humana es una de las razones por las que hacer proyecciones para el monzón es complicado. Otra es que los modelos climáticos pueden tener dificultades para simular el sistema monzónico, en parte debido a la intrincada interacción de la circulación, la temperatura y la topografía que lo impulsa.

Algunos artículos han sugerido la posibilidad de cambios más abruptos en el monzón indio. Un estudio de 2005 , por ejemplo, utilizó un modelo simple para identificar la posibilidad de que el monzón tenga dos estados estables: húmedo (como está ahora) y segundo estado caracterizado por escasas precipitaciones. 

La clave de estos dos estados es la llamada «retroalimentación por advección de humedad». Aquí, explica el documento, es donde “el gradiente de presión de tierra a océano, que impulsa la circulación del monzón, se ve reforzado por la humedad que el propio monzón transporta desde el Océano Índico adyacente”.

En otras palabras, un factor importante para mantener el monzón es el calor liberado cuando el vapor de agua que contiene se condensa para formar lluvia. Otro artículo, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) en 2009, sugiere que esta retroalimentación actúa como un «amplificador interno» para el monzón.

La implicación es que esta retroalimentación magnifica cualquier cosa que afecte el gradiente de presión del aire generado por el aire caliente que se eleva sobre la masa continental asiática. Por lo tanto, «perturbaciones externas relativamente débiles» podrían conducir a «cambios abruptos» en el monzón, dice el documento de PNAS.

Las simulaciones del modelo del estudio de 2005 sugieren cómo podría activarse un cambio entre estados. Esto incluye el enfriamiento de la superficie terrestre a través de grandes cantidades de contaminación del aire, enfriamiento a través de niveles muy bajos de CO2 en la atmósfera o una combinación de ambos. 

Los estudios paleoclimáticos , que utilizan reconstrucciones » indirectas » de condiciones pasadas, sugieren que en el pasado se han producido cambios a un estado monzónico de baja precipitación en respuesta a cambios en la cantidad de radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Por ejemplo, en la última edad de hielo y durante períodos fríos más recientes, como la Pequeña Edad de Hielo . 

Sin embargo, un estudio de 2006 también muestra que los cambios de albedo necesarios para llevar el monzón a un estado seco, como en el estudio de 2005, están muy lejos de las condiciones modernas. Por tanto, concluyen los autores, “podemos estar muy seguros de que no llegaremos a este punto en un futuro próximo”.

No obstante, la existencia de la «retroalimentación por advección de la humedad» todavía se discute. En una ilustración de cuán impugnada es la teoría de los posibles cambios abruptos en el monzón indio, PNAS ha publicado desde entonces una respuesta al documento original de 2009, una respuesta a esa respuesta y una respuesta a esa respuesta.
El Dr. William Boos , profesor asociado de la Universidad de California, Berkeley y autor del documento de respuesta PNAS, le dice a Carbon Brief:

«La frase clave aquí es ‘cambio abrupto’: los monzones pueden cambiar mucho, pero simplemente no hay evidencia de que estén aquí un año y desaparezcan al siguiente en respuesta al cambio climático inducido por el hombre».

La “gran mayoría de los estudios sobre cambios abruptos en los monzones se enfocan en cambios que son ‘abruptos’ en relación con la evolución pasada del sistema climático que ocurrió durante decenas de miles a millones de años”, agrega Boos:

“Los cambios en el paleo son importantes, pero su relevancia para el cambio climático causado por el hombre no está clara; las retroalimentaciones que tardan cientos o miles de años en operar, que implican grandes cambios en las capas de hielo o la vegetación continental y los tipos de suelo, pueden no ser relevantes si estamos interesados ​​en los cambios que tendrán lugar durante unos pocos años o unas pocas décadas «.

El profesor Anji Seth , que dirige un grupo de investigación del clima físico en la Universidad de Connecticut , está de acuerdo en que “no hay evidencia de que haya un punto de inflexión en el que se pase de un monzón húmedo a un umbral de muy seco”. Ella le dice a Carbon Brief:

“Toda la evidencia de datos proxy en el pasado muestra que cuando hay menos insolación [radiación solar entrante], menos forzamiento radiativo, los monzones son más débiles, y cuando hay más, son más fuertes, pero es una relación muy lineal. No se ven umbrales donde hay dos estados estables en el monzón «.

En general, el informe 1.5C del IPCC concluye que hay «poca confianza» en cualquier cambio proyectado en el monzón indio bajo un calentamiento de 1.5-2C, pero que los aumentos en la intensidad de las lluvias monzónicas son «probables» en un mundo 3C más cálido. 

Para el quinto informe de evaluación del IPCC (“AR5”), publicado en 2013, todos los modelos evaluados “proyectan un aumento en la precipitación media, así como su variabilidad interanual y extremos” ( pdf ), dice el informe. 

Mientras que para los sistemas de monzones en general, el resumen AR5 para legisladores (pdf) dice:

“A nivel mundial, es probable que el área abarcada por los sistemas monzónicos aumente durante el siglo XXI. Si bien es probable que los vientos del monzón se debiliten, es probable que las precipitaciones del monzón se intensifiquen debido al aumento de la humedad atmosférica. Es probable que las fechas de inicio de los monzones sean más tempranas o que no cambien mucho. Las fechas de retirada de los monzones probablemente se retrasarán, lo que provocará un alargamiento de la temporada de los monzones en muchas regiones «.

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Desintegración de la capa de hielo de Groenlandia

La capa de hielo de Groenlandia es la segunda masa de hielo más grande de la Tierra. Contiene suficiente agua para elevar el nivel global del mar en 7,2 metros y, como resultado, su desintegración cambiaría la forma de las costas del mundo.

El derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia se está acelerando y actualmente está agregando alrededor de 0,7 mm al nivel global del mar cada año.

Es poco probable que un punto de inflexión para el derretimiento del hielo de Groenlandia sea abrupto, dice la científica climática Dra.Ruth Mottram del Instituto Meteorológico Danés , pero está claro que habrá un umbral más allá del cual su eventual colapso será irreversible.

Aproximadamente la mitad del derretimiento que experimenta la capa de hielo de Groenlandia se produce en la superficie. El resto se produce al derretirse en la base de la capa de hielo y a través de la ruptura o «desprendimiento» de los icebergs desde su borde. 

Es probable que el derretimiento de la superficie involucre una serie de diferentes bucles de retroalimentación que se refuerzan a sí mismos y que pueden acelerar el derretimiento, explica Mottram. Ella le dice a Carbon Brief:

«Sin embargo, probablemente la retroalimentación más importante del ‘punto de inflexión’ son las retroalimentaciones de la elevación: a medida que la capa de hielo desciende debido al derretimiento, hay más áreas en altitudes más bajas y cálidas, lo que lleva a un mayor derretimiento».

En el clip a continuación, la Dra. Ricarda Winkelmann de PIK describe los procesos involucrados en un punto de inflexión para la capa de hielo de Groenlandia.

También es importante la «línea de nieve», la elevación a la que la capa de hielo está cubierta de nieve. La nieve blanca brillante tiene un albedo más alto que el hielo desnudo oscuro, lo que significa que refleja mucha más energía del sol. Entonces, si la línea de nieve migra a elevaciones más altas a medida que la capa de hielo se calienta, significa que el hielo absorberá más radiación solar entrante, lo que provocará más derretimiento.

Una investigación publicada en 2019 encontró que la migración de la línea de nieve representó más de la mitad de las variaciones de un año a otro en la cantidad de energía del sol disponible para derretirse. 

Además, a medida que el agua de deshielo cae en la capa de nieve, llena los poros de la nieve y emite más calor cuando se vuelve a congelar. Esto “dificulta que la capa de nieve retenga más agua de deshielo, por lo que cualquier agua de deshielo adicional se escurrirá directamente al mar”, dice Mottram.

La combinación de estos procesos significa que un punto de inflexión en el derretimiento del hielo de Groenlandia está «muy relacionado con la cantidad de derretimiento que se está produciendo en la superficie y la cantidad de capa de nieve que hay para absorber el agua de deshielo», dice Mottram. Esto tiene «consecuencias en cascada, ya que el agua de deshielo puede afectar la velocidad del flujo de la capa de hielo y los procesos de parto». 

El informe de evaluación completo más reciente de la lPCC, AR5, publicado en 2013, concluyó que (pdf) es «excepcionalmente improbable» que la capa de hielo de Groenlandia sufra una desintegración casi completa en el siglo XXI, lo que equivale a una probabilidad del 0-1% de está sucediendo.

Sin embargo, investigaciones más recientes sugieren que la capa de hielo está en riesgo en escalas de tiempo más largas. Un artículo de revisión en Nature Climate Change en 2018 concluyó que 1.8 ° C (con un rango de 1.1-2.3 ° C) de calentamiento por encima de los niveles preindustriales sería suficiente para desencadenar ciclos de retroalimentación de disminución en partes de la capa de hielo en verano. 

Esto podría poner en movimiento un patrón de derretimiento que lleva miles de años, concluyó el artículo:

«Por lo tanto, cruzar el límite del calentamiento global de 1,5 ° C en este siglo puede imponer un compromiso con cambios mucho mayores y posiblemente irreversibles en el futuro lejano».

El informe especial del IPCC sobre 1.5C , publicado en 2018, señaló que un «indicador útil» para la retroalimentación de elevación mencionada anteriormente es el «umbral en el que la pérdida de masa anual de la capa de hielo por el derretimiento de la superficie excede la ganancia de masa por las nevadas». 

(Esto significa un balance de masa de superficie (SMB) negativo en el transcurso del año. Por ejemplo, el SMB para 2019 fue de 169 mil millones de toneladas de hielo, el séptimo más bajo registrado . Balance de masa total , que incluye el hielo perdido durante el parto y deshielo del océano: pasó de ganancias generales a pérdidas generales entre los años setenta y ochenta ). 

Los estudios más recientes sugieren que este umbral «se encuentra entre 0,8 ° C y 3,2 ° C, con una mejor estimación en 1,6 ° C», dice el informe especial, que agrega:

“El continuo declive de la capa de hielo después de que se ha superado este umbral depende en gran medida del clima futuro y varía entre aproximadamente un 80% de pérdida después de 10,000 años y una pérdida completa después de tan solo 2000 años (contribuyendo aproximadamente seis metros al aumento del nivel del mar) . «

Por lo tanto, el destino de la capa de hielo de Groenlandia sigue dependiendo en gran medida de la tasa de emisiones de gases de efecto invernadero en el futuro. Un estudio de modelado de 2019 publicado en Science simuló la capa de hielo de Groenlandia hasta el año 3000 en diferentes escenarios de emisiones. Encontró:

“En mil años, la capa de hielo de Groenlandia se verá significativamente diferente a la actual. Dependiendo del escenario de emisión, la capa de hielo de Groenlandia habrá perdido del 8 al 25% ( RCP2.6 ), del 26 al 57% ( RCP4.5 ) o del 72 al 100% ( RCP8.5 ) de su masa actual. contribuyendo de 0,59 a 1,88 metros, 1,86 a 4,17 metros o 5,23 a 7,28 metros del nivel medio global del mar, respectivamente «.

Esto se ilustra en los mapas a continuación, tomados del documento, que muestran el estado observado de la capa de hielo (A) y la capa de hielo proyectada para el año 3000 bajo los tres escenarios diferentes (B a D). El sombreado en los mapas muestra la probabilidad de una futura capa de hielo, con áreas de color azul oscuro que indican áreas con hielo restante en el 16% de las ejecuciones del modelo, azul para el 50% de las ejecuciones del modelo y blanco para el 84%.

Mapas de la capa de hielo de Groenlandia que muestran la extensión observada en 2008 (A) y la extensión proyectada en el año 3000 bajo RCP2.6 (B), RCP4.5 (C) y RCP8.5 (D) en 500 simulaciones de modelos. El sombreado indica la probabilidad (en percentiles de simulaciones de modelos) de la capa de hielo restante para el año 3000: azul oscuro (16%), azul (50%) y blanco (84%). No se muestran las probabilidades inferiores al percentil 16. Crédito: Aschwanden et al ( 2019 ) Reproducido bajo Creative Commons 4.0 .

Seguir una vía de emisiones relativamente bajas, como RCP2.6 , que es consistente con un mundo más cálido entre 1,5 y 2 ° C, puede, por lo tanto, considerarse como «que representa un riesgo moderado, ya que puede desencadenar … la pérdida irreversible de la capa de hielo de Groenlandia». , concluye el informe del IPCC 1.5C.

El informe especial del IPCC sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante (“SROCC”) también señala que la descomposición de la capa de hielo no sería abrupta. Sin embargo, sí dice que la decadencia sería «irreversible durante milenios» una vez que se produzca. Esta es la misma redacción que se usa en AR5. 

Si bien es posible que la capa de hielo se estabilice en algún punto intermedio durante su colapso, no recuperaría su gran tamaño anterior hasta la próxima edad de hielo, dice Mottram:

“Está claro incluso desde los primeros trabajos que la capa de hielo solo está allí porque ya está allí; si no hubiera una capa de hielo en Groenlandia en el clima actual, no podríamos reconstruirla nuevamente. Entonces, una vez que se ha ido, se ha ido hasta al menos el próximo período glacial, y estaremos esperando algunas decenas de miles de años dado el cambio climático actual y la lenta tasa de eliminación de carbono por medios naturales «.

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Desplazamiento del bosque boreal

Los bosques boreales se encuentran en los climas fríos de las latitudes altas del hemisferio norte. Se encuentran justo al sur de la tundra ártica, donde el crecimiento de los árboles está restringido por temperaturas bajo cero o casi heladas durante todo el año y la falta de lluvia.

Conocidos como la “taiga” en Rusia, los bosques boreales se caracterizan por tener especies que pueden hacer frente al frío, como pinos, abetos y alerces. Cubren vastas extensiones de América del Norte y el norte de Europa y Asia.

Los bosques boreales son el «bioma» o ecosistema más grande de la superficie terrestre de la Tierra y representan el 30% de los bosques del mundo . Son una reserva de carbono muy importante. Si bien existe mucha incertidumbre en torno a la cantidad precisa de carbono que contienen, las estimaciones sugieren que es más de un tercio de todo el carbono terrestre . 

Y alrededor de un tercio del bioma boreal está sustentado por permafrost.

Sin embargo, la zona boreal, junto con la tundra, se está calentando rápidamente, aproximadamente dos veces más rápido que el promedio mundial. El aumento continuo de la temperatura podría generar cambios rápidos en los bosques boreales, incluida la muerte regresiva. Un estudio de 2012 explica:

«Los veranos cada vez más cálidos se vuelven demasiado calurosos para las especies de árboles actualmente dominantes, una mayor vulnerabilidad a las enfermedades, la disminución de las tasas de reproducción y los incendios más frecuentes que causan una mortalidad significativamente mayor».

Un artículo de revisión de Nature Climate Change de 2017 concluyó que el calentamiento rápido y la “diversidad de especies de árboles naturalmente más baja” podrían poner a las regiones boreales en riesgo particular de “perturbaciones” de los bosques naturales por factores como sequías, incendios, plagas y enfermedades . En comparación con otros ecosistemas de todo el mundo, el estudio encuentra que «los cambios futuros en la perturbación probablemente serán más pronunciados en los bosques de coníferas y el bioma boreal». 

Por ejemplo, un estudio de 2014 encuentra que «el calentamiento continuo del verano en ausencia de aumentos sostenidos de las precipitaciones» provocó un «punto de inflexión» a mediados de la década de 1990 que «transformó los bosques boreales de Eurasia central occidental en un régimen más cálido y seco». La investigación también indica que «en lugar de mostrar respuestas graduales», los ecosistemas boreales «tenderán a cambiar de forma relativamente brusca entre estados alternativos en respuesta al cambio climático».

El profesor Scott Goetz de la Universidad del Norte de Arizona , quien es el líder científico del Experimento de Vulnerabilidad Boreal del Ártico de la NASA (ARRIBA), explica a Carbon Brief cómo las perturbaciones pueden hacer que los bosques se «vuelquen»:

“Un ejemplo de un punto de inflexión en los bosques boreales es una situación en la que un incendio extremo o eventos severos repetidos hacen que el sistema sea incapaz de regenerarse como un ecosistema forestal y, en cambio, cambia el sistema a un ecosistema escasamente boscoso o de pastizales”.

Es más probable que esto ocurra en los márgenes más cálidos y secos del sur del bosque, dice Goetz. Pero «un punto de inflexión similar podría ocurrir sin fuego cuando los eventos de sequía extrema matan una gran proporción de los árboles y la composición cambia a otras especies», agrega. Un nuevo estudio de modelado muestra que estos cambios darán como resultado una biomasa «aérea» muy reducida, es decir, toda la biomasa viva por encima del suelo, incluidas las ramas, la corteza y el follaje.

El informe especial del IPCC sobre 1.5C señala que “una mayor mortalidad de árboles daría lugar a la creación de grandes regiones de bosques y pastizales abiertos, lo que favorecería un mayor calentamiento regional y una mayor frecuencia de incendios, induciendo así un poderoso mecanismo de retroalimentación positiva”.

Como resultado, dice el Dr. Brendan Rogers , científico asistente del Centro de Investigación Woods Hole , “en lugares que pueden pasar a pastizales, los regímenes de incendios recurrentes pueden mantener el sistema en un estado perpetuo sin árboles”.

En los márgenes sur de los bosques boreales, “las especies de álamos y abetos corren mayor riesgo”, dice Goetz y, por lo tanto, es más probable que sean reemplazadas:

“Las especies de pinos, arbustos y pastos, así como las especies arbóreas más templadas, robles y arces, serán las más propensas a llenar los vacíos que dejan las especies boreales, al menos en América del Norte. En el norte de Eurasia, esperaríamos que las especies de pinos dominen las áreas de los bosques de alerces actualmente extendidos «.

Un estudio de 2012 sobre los bosques en Alaska, por ejemplo, identificó “un cambio generalizado de la vegetación de coníferas a la de hoja caduca [que] comenzó alrededor de 1990 y continuará durante las próximas décadas”.

Pero mientras que los árboles en el borde sur de la zona boreal corren el riesgo de morir, la investigación sugiere que los bosques en el borde norte podrían moverse hacia la tundra bajo el cambio climático. Un estudio de modelado de 2018 encuentra que, incluso si se cumplen los límites de calentamiento de París, “se simula que los bosques boreales se expanden hacia la tundra, mientras que, por otro lado, la composición de los árboles se desplaza hacia especies templadas a lo largo de su borde cálido”. 

Según los compromisos de reducción de emisiones existentes en París , el estudio proyecta “importantes efectos del cambio climático en más del 80% de la tundra y más del 40% de todos los bosques boreales”. 

El gráfico a continuación, publicado en el quinto informe de evaluación del IPCC en 2014, ilustra los factores involucrados en un desplazamiento hacia el norte del bioma boreal hacia la tundra.

Ilustración del cambio potencial del bioma de la tundra boreal bajo un clima cálido. Crédito: IPCC ( 2014 ) WG2 Fig4-10.

Hay ya pruebas de los bosques boreales cambiantes. Los informes 1.5C del IPCC concluyen que tiene «alta confianza» en que «los arbustos leñosos ya están invadiendo la tundra y continuarán con el calentamiento». 

También dice que los aumentos abruptos en la cubierta de árboles son «poco probables» a 1,5-2 ° C de calentamiento. Por encima de 2 ° C de calentamiento, hay «potencial» de aumentos abruptos, dice el informe, aunque con «poca confianza». 

Para el bioma boreal, el informe dice que hay una «confianza media» de «nuevos aumentos en la mortalidad de los árboles» en el límite sur a 1,5 ° C y 2 ° C de calentamiento. Si bien «es posible un cambio drástico del bioma de la tundra al bosque boreal» más allá de 2C, dice que hay «poca confianza» en esta proyección.

Señala además que se ha estimado que existe un “punto de inflexión potencial entre 3 ° C y 4 ° C del calentamiento global (confianza baja), pero dadas las complejidades de los diversos mecanismos de forzamiento y procesos de retroalimentación involucrados, se cree que esta es una estimación incierta”.

Los cambios significativos en los bosques boreales son más probables por la rápida tasa de calentamiento, dice Goetz:

“No sé si nadie ha puesto un número en un punto de inflexión específico de la especie, pero tenemos una gran confianza en que con aumentos de temperatura global de 1,5 o 2 ° C, que en el área boreal se traducirán en aproximadamente el doble de esos aumentos de temperatura, lo haremos ver cambios generalizados en la composición de las especies de árboles y los regímenes de incendios «.

Tales cambios podrían ocurrir dentro de décadas, agrega:

“La frecuencia y severidad de los incendios es el gran factor aquí. Con incendios más severos y especialmente con incendios severos más frecuentes, que queman la capa orgánica del suelo , esperaríamos ver un cambio en las especies forestales durante las próximas dos o tres décadas que persistiría durante muchas décadas por venir ”.

Los cambios en la cobertura vegetal afectarán la reflectividad de la superficie terrestre, conocida como su «albedo», dice el profesor Colin Prentice , presidente de biosfera e impactos climáticos en el Imperial College de Londres . Él le dice a Carbon Brief:

“Ciertamente se espera la expansión hacia el norte del bosque boreal como resultado del calentamiento y, de hecho, hay evidencia de que ya está sucediendo. De manera similar, la tundra arbustiva se está expandiendo hacia regiones más frías como resultado del calentamiento y este proceso continuará … Como resultado, habrá una disminución en el albedo de la vegetación, especialmente en primavera, que amplificará el calentamiento localmente. Esto está bien atestiguado tanto por los primeros principios como por los experimentos con modelos climáticos «.

Esto “conduciría a una mayor absorción de calor en el Ártico y un deshielo más rápido del permafrost”, dice Goetz:

«Obviamente, una gran degradación del permafrost significa mucho más carbono emitido a la atmósfera, lo que tendría el efecto de aumentar el ciclo de calentamiento e incluso más degradación, con implicaciones globales».

Rogers está de acuerdo en que el cambio en el albedo es un impacto clave de los bosques boreales cambiantes. Él le dice a Carbon Brief:

“Sabemos por la literatura paleoclimática que la migración de los bosques y arbustos altos hacia el norte es una retroalimentación importante del sistema terrestre, principalmente debido a la superficie oscurecida. Esto es particularmente importante a fines del invierno y la primavera debido a la combinación de una gran capa de nieve y una radiación solar entrante moderada «.

De hecho, agrega, “la extensión total de las edades de hielo [en la historia de la Tierra] es imposible sin esta retroalimentación”. Para la actualidad, «esperamos que esto sea un efecto de calentamiento, y ya estamos siendo testigos de que los arbustos se vuelven más densos y más altos, y los árboles migran hacia el norte», dice. 

Las emisiones de carbono del deshielo del permafrost y la muerte regresiva de los bosques en el borde sur del bioma boreal serían un «doble golpe», dice Rogers. 

Sin embargo, las incertidumbres en los modelos predictivos significan que los científicos no pueden estar seguros de cuándo ocurrirán estos cambios en los bosques boreales, señala Rogers. Y todavía no está claro si “representa un verdadero ‘punto de inflexión’ o más una transición gradual”, agrega:

“Ciertamente, para cualquier lugar, es probable que exista un punto de inflexión más allá del cual el bosque se alterará fundamentalmente, y los incendios forestales pueden facilitar y exacerbar estas transiciones. Pero el boreal es una zona vasta, con variaciones en los climas y paisajes que pueden ‘inclinarse’ en diferentes momentos «.

Prentice sostiene que es más probable un cambio gradual. “Hay umbrales”, señala, en términos de las condiciones requeridas para que determinadas especies de árboles prosperen en determinadas latitudes o elevaciones. Pero, dice, «el efecto del calentamiento es simplemente cambiar gradualmente la ubicación geográfica del umbral».

También dice que ni la expansión hacia el norte de los bosques boreales ni su contracción en el sur probablemente sean irreversibles:

“El enfriamiento los enviaría en reversa. Vale la pena señalar también que se han producido cambios muy grandes en la distribución de los bosques boreales en el pasado geológico relativamente reciente en respuesta a cambios climáticos naturales que se comprenden razonablemente bien ”.

Sin embargo, Goetz señala que “el fuego es el comodín y puede desplazar los bosques mucho más rápidamente que los efectos del calentamiento en el crecimiento de los árboles solamente”. Y Rogers agrega que si bien «la composición del bosque puede ser reversible», el carbono emitido por el deshielo del permafrost «tardaría mucho, mucho más» en volver a acumularse:

«Ese carbono tardó milenios en ser secuestrado por la tierra y acumularse gradualmente en las capas de suelo congelado».

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Otros puntos de inflexión

Los nueve puntos de inflexión descritos anteriormente no constituyen una lista exhaustiva; de hecho, hay otras partes del sistema terrestre que tienen el potencial de mostrar un comportamiento de puntos de inflexión .

Algunos ejemplos incluyen: cierre de la formación de agua en el fondo de la Antártida ; pérdida de glaciares alpinos ; un agujero inducido por el cambio climático en la capa de ozono sobre el Ártico ; anoxia oceánica (donde las áreas del océano experimentan una disminución dramática de oxígeno); y un cambio en la frecuencia y / o fuerza de los eventos de El Niño .

Otro ejemplo que se cita a menudo es el declive del hielo marino del Ártico. Las simulaciones de modelos climáticos han sugerido que la extensión del hielo marino en verano en el Ártico podría experimentar descensos abruptos y acelerados durante este siglo. Tal disminución potencial está asociada con el mecanismo del albedo del hielo, explica el Dr. Dirk Notz , jefe del grupo de investigación del hielo marino en el sistema terrestre del Instituto Max Planck de Meteorología . Él le dice a Carbon Brief:

«Menos hielo marino en un año implica una mayor absorción de calor solar por el océano, por lo tanto, más calor disponible para derretir aún más el hielo, causando menos hielo marino al año siguiente».

La «idea de tal punto de inflexión del hielo marino fue bastante popular hace quizás una década», dice el profesor Mark Serreze , director del Centro Nacional de Datos de Hielo y Nieve de EE. UU. (NSIDC). Un artículo de 2005 en el Journal of Climate , por ejemplo, preguntó «¿Hemos pasado un punto de inflexión?» En respuesta al adelgazamiento del hielo marino del Ártico entre 1988 y 2003.

Sin embargo, la teoría no ha sido respaldada por las últimas investigaciones, dice Serreze a Carbon Brief:

“ Un trabajo más reciente sostiene que la trayectoria hacia un océano estacionalmente libre de hielo será más o menos a lo largo del camino que estamos observando: una tendencia a la baja con fuertes altibajos de un año a otro (y durante varios años) que refleja las influencias naturales. variabilidad.»

La investigación de Notz y sus colegas , por ejemplo, ha demostrado que los grandes descensos del hielo marino en verano son reversibles. Notz explica:

“Después de un año con un hielo marino anormalmente pequeño, el hielo marino generalmente se recupera algo en el año siguiente. Esto se debe a que, además de la amplificación de la retroalimentación del albedo del hielo, hay retroalimentaciones amortiguadoras que estabilizan la capa de hielo de un año al siguiente ”.

Por ejemplo, menos hielo en verano significa más aguas abiertas en invierno. Sin el efecto aislante del hielo, el Océano Ártico pierde posteriormente una mayor cantidad de calor, lo que significa que ve un mayor crecimiento de hielo en invierno. Además, el hielo delgado en invierno crece más rápido que el hielo grueso, lo que brinda la posibilidad de cierto grado de recuperación después de una pequeña extensión en verano.

Estos comentarios «implican que la memoria de la capa de hielo marino se restablece en gran medida durante el invierno», dice Notz, lo que hace que la pérdida de hielo sea aproximadamente lineal en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero.

Sin embargo, si bien el hielo marino en sí mismo podría no ser un elemento de inflexión, los sistemas ecológicos asociados con él bien podrían serlo, agrega Notz:

«Si el hielo desaparece por completo en un verano determinado, cualquier ecosistema que necesite la existencia continua de hielo marino podría desaparecer ‘para siempre'».

Otra preocupación en torno a los puntos de inflexión es la posibilidad de que uno desencadene un efecto de » cascada » en los demás. Un comentario de Nature de noviembre de 2019, por ejemplo, sostiene que «los efectos en cascada podrían ser comunes» en el sistema de la Tierra, advirtiendo que esto sería «una amenaza existencial para la civilización».

Hace referencia a un artículo científico de 2018 que evaluó cómo 30 posibles «cambios de régimen» socioecológicos diferentes podrían interactuar entre sí a través de «efectos dominó» o «retroalimentaciones ocultas». Los investigadores encontraron que, si bien algunos cambios de régimen están más interconectados que otros, el 45% de estos vínculos eran posibles. Explica:

“Los efectos dominó ocurren cuando los procesos de retroalimentación de un régimen cambia a los impulsores de otro, creando una dependencia unidireccional. Las retroalimentaciones ocultas aumentan cuando dos cambios de régimen combinados generan nuevas retroalimentaciones (no identificadas previamente); y si son lo suficientemente fuertes, podrían amplificar o amortiguar la dinámica acoplada «.

Ejemplos de estos enlaces «están comenzando a observarse», dice el comentario:

“La pérdida de hielo marino en el Ártico está amplificando el calentamiento regional, y el calentamiento del Ártico y el deshielo de Groenlandia están impulsando una afluencia de agua dulce hacia el Atlántico norte. Esto podría haber contribuido a una desaceleración del 15% desde mediados del siglo XX de la Circulación de Reversión Meridional del Atlántico (AMOC) «.

Además, el rápido derretimiento de Groenlandia y una mayor desaceleración del AMOC podrían «desestabilizar el monzón de África occidental, desencadenando una sequía en la región africana del Sahel», dicen los autores, además de «secar el Amazonas, interrumpir el monzón de Asia oriental y provocar la acumulación de calor en el Océano Austral, lo que podría acelerar la pérdida de hielo antártico ”.

(Algunos de los mismos autores también han sugerido que los puntos de inflexión en cascada «podrían empujar al sistema de la Tierra irreversiblemente a un camino de ‘Tierra de invernadero'». El artículo del que tanto se habla , publicado como una perspectiva en PNAS , concluye que «el riesgo de volcarse las cascadas podrían ser significativas con un aumento de temperatura de 2 ° C y podrían aumentar drásticamente más allá de ese punto ”. El artículo no ha sido aceptado universalmente por los científicos del clima ).

Finalmente, además de los puntos de inflexión físicos en el sistema de la Tierra, el término también se aplica a menudo para transformar la sociedad humana de una manera positiva. Lenton explica:

“Creo que también debemos buscar puntos de inflexión en los sistemas humanos, sociales y tecnológicos, esta vez, puntos de inflexión para el bien. Casos en los que un poco de intervención política o incentivo podría encaminarnos hacia un futuro más sostenible que esencialmente evita el peor de los puntos de inflexión climáticos «.

Por ejemplo, los analistas y columnistas predicen con frecuencia un punto de inflexión inminente en el aumento de la aceptación y / o la caída del costo de los automóviles eléctricos, a medida que las ventas de automóviles tradicionales alcanzan su punto máximo y la demanda de vehículos eléctricos, y la infraestructura para respaldarlos, se afianza. 

Una oleada de demanda puede empujar un comportamiento, producto o tecnología de la periferia a la corriente principal, a menudo como resultado de la caída de los precios. Un artículo publicado en enero de este año por el grupo de expertos Carbon Tracker, por ejemplo, describió cómo se acerca un «punto de inflexión político» en la generación de energía renovable:

«La caída de los costos de las energías renovables está impulsando un punto de inflexión político en el que los políticos pasan de un apoyo costoso a las energías renovables a adoptar el sector y gravar las externalidades de los combustibles fósiles».

Hay puntos de inflexión en toda la sociedad que podrían conducir a una rápida transformación global, sostiene una investigación reciente en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Por ejemplo, el estudio identifica seis “intervenciones de propina social” que podrían ayudar a conducir a una sociedad neutral en carbono para 2050:

“Estas intervenciones sociales incluyen la eliminación de los subsidios a los combustibles fósiles y el incentivo de la generación de energía descentralizada, la construcción de ciudades neutrales en carbono, la desinversión de activos vinculados a los combustibles fósiles, la revelación de las implicaciones morales de los combustibles fósiles, el fortalecimiento de la educación y el compromiso climáticos y la divulgación de las emisiones de gases de efecto invernadero información.»

Si bien el término «punto de inflexión» a menudo se aplica de manera bastante vaga con respecto al cambio político y social, está claro que algunos de ellos deberán cruzarse, y rápidamente, para evitar derrocar a los del sistema terrestre.

Traduccion autometica.

Explainer: Nine ‘tipping points’ that could be triggered by climate change