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Cambio climático abrupto

Se ha identificado a los hidratos de clatrato como un posible agente de cambios abruptos. Un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático se ve forzado a transita...

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Se ha identificado a los hidratos de clatrato como un posible agente de cambios abruptos.

Un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático se ve forzado a transitar a una tasa determinada por el balance energético del sistema climático . La tasa de transición es más rápida que la tasa de cambio del forzamiento externo , [ 1 ] aunque puede incluir eventos de forzamiento repentino como impactos de meteoritos . [ 2 ] Por lo tanto, el cambio climático abrupto es una variación que va más allá de la variabilidad de un clima . Los eventos pasados ​​incluyen el final del Colapso de la Selva Tropical Carbonífera , [ 3 ] el Dryas Reciente , [ 4 ] los eventos de Dansgaard-Oeschger , los eventos de Heinrich y posiblemente también el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno . [ 5 ] El término también se usa en el contexto del cambio climático para describir un cambio climático repentino que es detectable en la escala de tiempo de una vida humana. Dicho cambio climático repentino puede ser el resultado de bucles de retroalimentación dentro del sistema climático [ 6 ] o puntos de inflexión en el sistema climático .

Los científicos pueden utilizar diferentes escalas temporales al hablar de eventos abruptos . Por ejemplo, la duración del inicio del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno pudo haber oscilado entre unas pocas décadas y varios miles de años. En comparación, los modelos climáticos predicen que, con las actuales emisiones de gases de efecto invernadero , la temperatura cercana a la superficie terrestre podría desviarse del rango habitual de variabilidad de los últimos 150 años ya en 2047. [ 7 ]

Definiciones

El cambio climático abrupto puede definirse en términos de física o en términos de impactos: «En términos de física, es una transición del sistema climático a un modo diferente en una escala temporal más rápida que la del forzamiento responsable. En términos de impactos, un cambio abrupto es aquel que se produce de forma tan rápida e inesperada que los sistemas humanos o naturales tienen dificultades para adaptarse a él. Estas definiciones son complementarias: la primera ofrece una perspectiva sobre cómo se produce el cambio climático abrupto; la segunda explica por qué se le dedica tanta investigación». [ 8 ]

Plazos

Las escalas temporales de los eventos descritos como abruptos pueden variar drásticamente. Los cambios registrados en el clima de Groenlandia al final del Dryas Reciente, según lo medido por los núcleos de hielo, implican un calentamiento repentino de +10 ° C (+18 °F) en una escala temporal de pocos años. [ 9 ] Otros cambios abruptos son el de +4 ° C (+7,2 °F) en Groenlandia hace 11 270 años [ 10 ] o el calentamiento abrupto de +6 °C (11 °F) hace 22 000 años en la Antártida . [ 11 ]      

Por el contrario, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno pudo haber comenzado en algún momento entre unas pocas décadas y varios miles de años. Finalmente, los modelos del Sistema Terrestre proyectan que, bajo las continuas emisiones de gases de efecto invernadero, ya en 2047, la temperatura cercana a la superficie de la Tierra podría desviarse del rango de variabilidad de los últimos 150 años. [ 7 ]

Eventos pasados

El período del Dryas Reciente , caracterizado por un cambio climático abrupto, recibe su nombre de la flor alpina Dryas .

En el registro paleoclimático se han identificado varios períodos de cambio climático abrupto . Algunos ejemplos notables son:

  • Se han identificado alrededor de 25 cambios climáticos, denominados ciclos de Dansgaard-Oeschger , en el registro de núcleos de hielo durante el período glacial de los últimos 100.000 años. [ 12 ]
  • El evento del Dryas Reciente , en particular su final repentino. Es el más reciente de los ciclos de Dansgaard-Oeschger y comenzó hace 12.800 años, volviendo a un régimen climático cálido y húmedo hace unos 11.600 años. "Cambio climático abrupto: ¿Qué evidencia científica tenemos de que el cambio climático abrupto haya ocurrido antes?" . ocp.ldeo.columbia.edu . Se ha sugerido que «la extrema rapidez de estos cambios en una variable que representa directamente el clima regional implica que los eventos al final de la última glaciación pueden haber sido respuestas a algún tipo de umbral o desencadenante en el sistema climático del Atlántico Norte». [ 13 ] Otros estudios han respaldado un modelo para este evento basado en la alteración de la circulación termohalina . [ 14 ]
  • El Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno , que tuvo lugar hace 55 millones de años, pudo haber sido causado por la liberación de clatratos de metano , [ 15 ] aunque se han identificado posibles mecanismos alternativos. [ 16 ] Esto estuvo asociado con una rápida acidificación del océano. [ 17 ]
  • Se ha planteado la hipótesis de que el evento de extinción del Pérmico-Triásico, en el que se extinguió hasta el 95 % de todas las especies, estuvo relacionado con un cambio rápido en el clima global. [ 18 ] [ 19 ] La vida en la tierra tardó 30 millones de años en recuperarse. [ 20 ]
  • El colapso de la selva tropical del Carbonífero ocurrió hace 300 millones de años, cuando las selvas tropicales fueron devastadas por el cambio climático. El clima más frío y seco tuvo un efecto severo en la biodiversidad de los anfibios, la principal forma de vida vertebrada en la tierra. [ 3 ]

También existen cambios climáticos abruptos asociados con el drenaje catastrófico de lagos glaciares. Un ejemplo de esto es el evento de 8,2 mil años , que está asociado con el drenaje del lago glaciar Agassiz . [ 21 ] Otro ejemplo es la inversión fría antártica , c. 14 500 años antes del presente ( BP ), que se cree que fue causada por un pulso de agua de deshielo probablemente de la capa de hielo antártica [ 22 ] o de la capa de hielo Laurentina . [ 23 ] Se ha planteado la hipótesis de que estos eventos de liberación rápida de agua de deshielo son una causa de los ciclos de Dansgaard-Oeschger. [ 24 ]

Un estudio de cinco años dirigido por la Escuela de Arqueología de Oxford y realizado adicionalmente por Royal Holloway , Universidad de Londres , el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford y el Centro Nacional de Oceanografía de Southampton [ 25 ] completado en 2013 llamado "Respuesta de los humanos a las transiciones ambientales abruptas" y conocido como "RESET" tenía como objetivo ver si la hipótesis de que los humanos tienen cambios de desarrollo importantes durante o inmediatamente después de cambios climáticos abruptos con la ayuda del conocimiento extraído de la investigación sobre las condiciones paleoambientales, la historia arqueológica prehistórica, la oceanografía y la geología volcánica de los últimos 130 000 años y en todos los continentes. [ 26 ] [ 27 ] También tenía como objetivo predecir el posible comportamiento humano en caso de cambio climático y el momento del cambio climático. [ 28 ]

Un estudio de 2017 concluyó que , hace aproximadamente 17 700 años, se dieron condiciones similares a las del actual agujero de ozono antártico (circulación atmosférica y cambios hidroclimáticos), cuando el agotamiento del ozono estratosférico contribuyó a una desglaciación abrupta y acelerada del hemisferio sur . Este evento coincidió con una serie estimada de 192 años de erupciones volcánicas masivas, atribuidas al monte Takahe en la Antártida Occidental . [ 29 ]

Posibles precursores

La mayoría de los cambios climáticos abruptos probablemente se deban a cambios repentinos en la circulación, análogos a una inundación que abre un nuevo cauce fluvial. Los ejemplos más conocidos son las decenas de interrupciones de la Circulación Meridional de Vuelco del Océano Atlántico Norte durante la última edad de hielo , que afectaron al clima mundial. [ 30 ]

  • El calentamiento actual del Ártico , la duración de la temporada de verano, se considera abrupto y masivo. [ 31 ]
  • El agotamiento del ozono antártico provocó cambios significativos en la circulación atmosférica. [ 31 ]
  • También ha habido dos ocasiones en que la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico perdió un factor de seguridad crucial. El sistema de lavado del Mar de Groenlandia a 75  °N se detuvo en 1978, recuperándose durante la década siguiente. [ 32 ] Luego, el segundo sitio de lavado más grande, el Mar de Labrador , se detuvo en 1997 [ 33 ] durante diez años. [ 34 ] Si bien no se han observado paradas superpuestas en el tiempo durante los 50 años de observación, paradas totales anteriores tuvieron graves consecuencias climáticas a nivel mundial. [ 30 ]

Se ha postulado que las teleconexiones —procesos oceánicos y atmosféricos en diferentes escalas de tiempo— conectan ambos hemisferios durante un cambio climático abrupto. [ 35 ]

Efectos de retroalimentación climática

La oscura superficie del océano refleja solo el 6 por ciento de la radiación solar incidente; el hielo marino refleja entre el 50 y el 70 por ciento. [ 36 ]

Una fuente de los efectos abruptos del cambio climático es un proceso de retroalimentación , en el que un evento de calentamiento provoca un cambio que contribuye a un mayor calentamiento. [ 37 ] Lo mismo puede aplicarse al enfriamiento. Ejemplos de tales procesos de retroalimentación son:

La probabilidad de un cambio abrupto para algunas retroalimentaciones relacionadas con el clima puede ser baja. [ 40 ] [ 41 ] Los factores que pueden aumentar la probabilidad de un cambio climático abrupto incluyen mayores magnitudes de calentamiento global, un calentamiento que ocurre más rápidamente y un calentamiento que se mantiene durante períodos de tiempo más prolongados. [ 41 ]

Puntos de inflexión en el sistema climático

Entre los posibles puntos de inflexión del sistema climático se incluyen los efectos regionales del cambio climático , algunos de los cuales tuvieron un inicio abrupto y, por lo tanto, pueden considerarse como un cambio climático abrupto. [ 42 ] Los científicos han afirmado: «Nuestra síntesis del conocimiento actual sugiere que una variedad de puntos de inflexión podrían alcanzar su punto crítico durante este siglo bajo el cambio climático antropogénico». [ 42 ]

En la ciencia del clima , un punto de inflexión es un umbral crítico que, al ser superado, conduce a cambios grandes, acelerados y a menudo irreversibles en el sistema climático . [ 43 ] Si se superan los puntos de inflexión, es probable que tengan graves impactos en la sociedad humana y pueden acelerar el calentamiento global . [ 44 ] [ 45 ] El comportamiento de inflexión se encuentra en todo el sistema climático, por ejemplo, en las capas de hielo , los glaciares de montaña , los patrones de circulación en el océano , en los ecosistemas y la atmósfera. [ 45 ] Ejemplos de puntos de inflexión incluyen el deshielo del permafrost , que liberará metano , un potente gas de efecto invernadero , o el derretimiento de las capas de hielo y los glaciares que reduce el albedo de la Tierra , lo que calentaría el planeta más rápidamente. El deshielo del permafrost es un multiplicador de amenazas porque contiene aproximadamente el doble de carbono que la cantidad que circula actualmente en la atmósfera. [ 46 ]

Vulcanismo

El rebote isostático en respuesta al retroceso glaciar (descarga) y al aumento de la salinidad local se han atribuido al incremento de la actividad volcánica al inicio del calentamiento abrupto de Bølling-Allerød . Estos fenómenos están asociados con el intervalo de intensa actividad volcánica, lo que sugiere una interacción entre el clima y el vulcanismo: un mayor derretimiento a corto plazo de los glaciares, posiblemente debido a cambios en el albedo por la caída de partículas en las superficies glaciares. [ 47 ]

Impactos

Resumen del recorrido de la circulación termohalina . Las trayectorias azules representan las corrientes de aguas profundas y las trayectorias rojas representan las corrientes superficiales.
El evento de extinción del Pérmico-Triásico, denominado aquí "P-Tr", es el evento de extinción más significativo en este gráfico para los géneros marinos .

En el pasado, es probable que el cambio climático abrupto haya causado impactos generalizados y severos como los siguientes:

Véase también

Referencias

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