Twee modelstudies documenteren de kans op klimaatomslag in subsystemen van de aarde. De bevindingen ondersteunen de urgentie van het beperken van CO ₂ emissies, aangezien abrupte klimaatveranderingen minder voorspelbaar en wijdverbreid in het klimaatsysteem kunnen zijn dan verwacht. Het werk maakt deel uit van het Europese TiPES-project, gecoördineerd door de Universiteit van Kopenhagen, Denemarken, maar werd geleid door professor Michael Ghil, Ecole Normale Supérieure, Parijs, Frankrijk en coauteurs van het Koninklijk Meteorologisch Instituut van België en de Parthenope Universiteit van Napels, Italië.

Fooien kunnen op handen zijn

Vaak wordt aangenomen dat klimaatverandering geleidelijk zal verlopen naarmate we de hoeveelheden CO . verhogen ₂ in de atmosfeer. In de afgelopen 15 jaar, echter, het is steeds duidelijker geworden dat het klimaatsysteem van de aarde of subsystemen daarvan, zoals zee-ijsbedekking, moesson systemen, en oceaanstromingen - kunnen abrupt en met weinig waarschuwing als CO . verschuiven ₂ niveaus gaan omhoog. Dit staat bekend als klimaat tipping.

Twee studies van het Europese TiPES-project dragen nu bij aan het bewijs dat het geven van fooien op handen is en mogelijk meer voorkomt in het klimaatsysteem dan gewoonlijk werd verwacht.

El Ninõ tips weersysteem

In de eerste studie, de auteurs laten in een gekoppeld oceaan-atmosfeermodel zien hoe de windsystemen op de middelste breedtegraad boven Europa en Noord-Amerika de kans hebben om te kantelen tussen verschillende soorten gedrag (of verschillende regimes, zoals klimaatwetenschappers zeggen) afhankelijk van de kracht van een El Niño. Met andere woorden, het klimaatfenomeen El Niño - waarbij warmte zich ophoopt in de oppervlaktelagen van de oostelijke tropische Stille Oceaan - bepaalt of het windsysteem op de middelste breedtegraden in de VS min of meer abrupt zal veranderen tussen het ene regime en het andere.

Dergelijke probabilistische klimaatveranderingen bemoeilijken de voorspelling, die in het algemeen gebaseerd is op de veronderstelling dat klimaatsystemen geleidelijk en op een meer voorspelbare manier veranderen. De bevindingen, - co-auteur met Stéphane Vannitsem en Jonathan Demaeyer van het Koninklijk Meteorologisch Instituut van België en gepubliceerd in Journal of Advances in Modeling Earth Systems , verklaren dus waarom de patronen van neerslag en temperatuur tijdens en na een El Niño tot nu toe moeilijk nauwkeurig te voorspellen waren.

Het kantelen van de Golfstroom

Het andere resultaat betreft tariefgeïnduceerde fooien. Dit soort klimaatomslag vindt niet plaats omdat een bepaald drempelniveau wordt bereikt, als een CO ₂ niveau in de atmosfeer, maar eerder omdat de snelheid van verandering te snel is om het systeem geleidelijk te laten evolueren.

De studie – co-auteur met Stefano Pierini van de Parthenope Universiteit van Napels en gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , vindt voor het eerst snelheidsgeïnduceerde kantelen in een vereenvoudigd model van de door de wind aangedreven oceaancirculatie. In deze modelstudie de Golfstroom – die warmte distribueert naar de Noord-Atlantische Oceaan en een belangrijke rol speelt bij het relatief mild houden van de temperaturen in West-Europa – kantelt tussen regimes wanneer CO ₂ wordt in hoog tempo in het model ingevoerd.

Een reëel risico

Een dergelijk resultaat is zeer relevant als CO .-niveaus ₂ in de atmosfeer stijgen momenteel in een ongekend tempo. Als de Golfstroom uiteindelijk op deze snelheidsgeïnduceerde manier kantelt, West-Europa zou nogal abrupte veranderingen in het klimaat kunnen ervaren.

"Deze resultaten geven aan dat het kantelen van het klimaat een dreigend risico is in het Earth System. Zelfs de veilige bedrijfsruimte van 1,5 of 2,0 graden boven die algemeen wordt aangenomen door het IPCC, is misschien niet zo veilig. Volgens het voorzorgsprincipe is we moeten abrupte en onomkeerbare veranderingen in het klimaatsysteem als een reëel risico beschouwen - tenminste totdat we deze verschijnselen beter begrijpen, ", zegt professor Michael Ghil.

Het TiPES-project is een EU Horizon 2020 interdisciplinair klimaatwetenschappelijk project over kantelpunten in het aardsysteem. Achttien partnerinstellingen werken samen in meer dan 10 landen. TiPES wordt gecoördineerd en geleid door het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen, Denemarken en het Potsdam Institute for Climate Impact Research, Duitsland.