Voortdurende uitstoot van broeikasgassen kan leiden tot klimaatomslagpunten. Dit zijn zelfvoorzienende verschuivingen in het klimaatsysteem die verwoestende veranderingen, zoals zeespiegelstijging, zouden insluiten, zelfs als alle emissies zouden stoppen.

De eerste grote beoordeling in 2008 identificeerde negen delen van het klimaatsysteem die gevoelig zijn voor kantelen, waaronder ijskappen, zeestromingen en grote bossen. Sindsdien hebben enorme vorderingen in klimaatmodellering en een stortvloed aan nieuwe waarnemingen en records van oude klimaatverandering wetenschappers een veel beter beeld gegeven van deze kantelende elementen. Er zijn ook andere voorgesteld, zoals permafrost rond het noordpoolgebied (permanent bevroren grond die meer koolstof zou kunnen vrijgeven als deze ontdooid wordt).

Schattingen van de opwarmingsniveaus waarbij deze elementen zouden kunnen kantelen, zijn sinds 2008 gedaald. De ineenstorting van de West-Antarctische ijskap werd ooit als een risico beschouwd toen de opwarming 3 ° C-5 ° C boven de pre-industriële gemiddelde temperatuur van de aarde bereikte. Nu wordt gedacht dat het mogelijk is bij het huidige opwarmingsniveau.

In onze nieuwe beoordeling van de afgelopen 15 jaar onderzoek, ontdekten ikzelf en collega's dat we niet kunnen uitsluiten dat vijf kantelpunten nu worden geactiveerd wanneer de opwarming van de aarde ongeveer 1,2 ° C bedraagt. Vier van deze vijf worden waarschijnlijker als de opwarming van de aarde meer dan 1,5°C bedraagt.

Dit zijn ontnuchterende conclusies. Niet alle berichtgeving vatte echter de nuance van ons onderzoek samen. Dus dit is wat onze bevindingen eigenlijk betekenen.

Onzekere drempels

We hebben de resultaten van meer dan 200 onderzoeken gesynthetiseerd om de opwarmingsdrempels voor elk kantelelement te schatten. De beste schatting was ofwel een waarin meerdere studies samenkwamen, ofwel een studie die als bijzonder betrouwbaar werd beoordeeld. Gegevens over wanneer ijskappen zich in het verleden hadden teruggetrokken en modelstudies geven bijvoorbeeld aan dat de Groenlandse ijskap waarschijnlijk instort bij meer dan 1,5°C. We schatten ook de minimum- en maximumdrempels waarbij instorting mogelijk is:modelschattingen voor Groenland variëren van 0,8°C tot 3,0°C.

Binnen dit bereik wordt kantelen waarschijnlijker naarmate de opwarming toeneemt. We hebben kantelen gedefinieerd als mogelijk (maar nog niet waarschijnlijk) wanneer de opwarming boven het minimum maar onder de beste schatting ligt, en waarschijnlijk boven de beste schatting. We hebben ook beoordeeld hoe zeker we zijn met elke schatting. We hebben bijvoorbeeld meer vertrouwen in onze schattingen voor het instorten van de Groenlandse ijskap dan die voor abrupte permafrostdooi.

Deze onzekerheid betekent dat we niet verwachten dat er vier klimaatomslagpunten zullen ontstaan ​​in het eerste jaar dat de mondiale temperatuur 1,5 °C bereikt (wat volgens klimaatwetenschappers mogelijk is in de komende vijf jaar), of zelfs wanneer de gemiddelde temperatuur over meerdere jaren 1,5 °C bereikt ergens in de komende decennia. In plaats daarvan maakt elke fractie van een graad fooi waarschijnlijker, maar we weten niet precies wanneer fooi onvermijdelijk wordt.

Dit geldt met name voor de Groenlandse en West-Antarctische ijskappen. Hoewel onze beoordeling suggereert dat hun instorting waarschijnlijk wordt boven 1,5 ° C, zijn ijskappen zo enorm dat ze heel langzaam veranderen. Instorting zou duizenden jaren duren, en de processen die het veroorzaken, vereisen opwarming om tientallen jaren boven de drempel te blijven. Als de opwarming terugkeerde onder de drempel voordat de kanteling begon, is het mogelijk dat ijskappen tijdelijk hun drempel overschrijden zonder in te storten.

Voor sommige andere omslagpunten zal de verandering waarschijnlijk meer verspreid zijn. We schatten dat zowel het afsterven van tropische koraalriffen als abrupte dooi van de permafrost mogelijk zijn bij het huidige opwarmingsniveau. Maar drempels variëren tussen riffen en permafrostplekken. Beide zijn op sommige plaatsen al aan de gang, maar naar onze mening worden deze veranderingen veel wijdverbreid in een vergelijkbare tijd boven 1,5°C.

Elders kunnen kleine stukjes van de Amazone en noordelijke bossen kantelen en eerst overgaan in een savanne-achtige staat, waarbij een meer catastrofale afsterving over het hele bos wordt omzeild. Modelresultaten die nog moeten worden gepubliceerd, suggereren dat het geven van fooien door Amazon in verschillende regio's kan plaatsvinden met verschillende opwarmingsniveaus in plaats van als één groot evenement.

Er is mogelijk ook geen goed gedefinieerde drempel voor sommige kantelelementen. Oude klimaatgegevens suggereren dat oceaanstromingen in de Noord-Atlantische Oceaan dramatisch kunnen omslaan van sterk, zoals ze nu zijn, naar zwak als gevolg van zowel opwarmend als smeltend zoet water uit Groenland dat de circulatie verstoort. Recente modellen suggereren dat de drempel voor de ineenstorting van de Atlantische circulatie afhangt van hoe snel de opwarming toeneemt, naast andere moeilijk te meten factoren, waardoor het zeer onzeker is.

In de gevarenzone

Er zijn tekenen dat er al enkele kantelpunten naderen. Degradatie en droogte hebben ertoe geleid dat delen van de Amazone minder bestand zijn tegen verstoringen zoals vuur en meer koolstof uitstoten dan ze absorberen.

De voorrand van enkele zich terugtrekkende gletsjers in het westen van Antarctica bevinden zich op slechts kilometers afstand van de onstuitbare terugtocht. Vroege waarschuwingssignalen in klimaatmonitoringsgegevens (zoals grotere en langere schommelingen in hoeveel gletsjers elk jaar smelten) suggereren dat delen van de Groenlandse ijskap en de Atlantische circulatie ook destabiliseren.

Deze signalen kunnen ons niet precies vertellen hoe dicht we bij omslagpunten zijn, alleen dat destabilisatie gaande is en een omslagpunt nadert. Het meeste waar we zeker van kunnen zijn, is dat elke fractie van verdere opwarming deze kantelende elementen meer zal destabiliseren en het initiëren van zichzelf in stand houdende veranderingen waarschijnlijker zal maken.

Dit versterkt de pleidooien voor ambitieuze emissiereducties in lijn met het doel van het akkoord van Parijs om de opwarming tot 1,5°C te stoppen. Dit zou de kans verkleinen dat er meerdere klimaatomslagpunten ontstaan, zelfs als we niet kunnen uitsluiten dat er binnenkort een aantal wordt bereikt.