klimatet i Arktis 6 15
Fritz POLKING/Gamma-Rapho via Getty Images

Smakämnen sakta ner av södra oceanens cirkulation, en dramatisk nedgång i havsisens utbredning och oöverträffade värmeböljor alla väcker oro för att Antarktis kan närma sig vändpunkter.

The world has now warmed by 1.2? above pre-industrial levels (defined as the average temperature between 1805 and 1900) and has experienced 20cm of global sea-level rise.

Betydligt högre havsnivåhöjning och mer frekventa extrema klimathändelser kommer att inträffa om vi överskrider Parisavtalet target to keep warming well below 2?. Currently, we are on track to average global warming of 3-4? by 2100.

Även om de senaste antarktiska extremerna inte nödvändigtvis är vändpunkter, kommer den pågående uppvärmningen att påskynda isförlusten och havsuppvärmningen, vilket pressar Antarktis mot trösklar som, när de väl passerats, skulle leda till oåterkalleliga förändringar – med globala långsiktiga återverkningar i flera generationer och stora konsekvenser för människor och miljö.

innerself prenumerera grafik

The Earth system is designed to reach equilibrium (come into balance) in response to climate heating, but the last time atmospheric levels of carbon dioxide (CO?) were as high as they are today (423ppm) was tre miljoner år sedan.

It took a millennium for the world’s climate to adjust to this. When it did, Earth’s surface was 2? warmer and globala havsnivåerna var 20m högre på grund av Antarktis istäck smälter. Då hade till och med våra tidigaste mänskliga förfäder ännu inte utvecklats.

The evolution of humankind could only begin after CO? levels sjunkit under 300 ppm, about 2.7 million years ago. Since then, Earth’s average temperature has fluctuated between 10? during ice ages and 14? during warmer inter-glacial periods.

During the past 10,000 years of our present inter-glacial period, Earth’s greenhouse gas thermostat has been set at 300ppm of CO?, maintaining a pleasant average temperature of 14?. A goldilocks climate – not too hot, not too cold – but just right for human civilisation to flourish.

klimatet i Arktis2 6 15

Pågående uppvärmning kommer att påskynda isförlusten och havets uppvärmning, vilket pressar Antarktis mot trösklar för oåterkalleliga förändringar. Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho via Getty Images

Jordsystemet är sammankopplat

Den nuvarande globala uppvärmningen tar jordsystemet över en tröskel som människor aldrig har upplevt, in i ett klimat där Antarktis ishyllor och marina inlandsisar inte längre kan existera och en miljard människor, som för närvarande bor nära kusten, kommer att drunkna av stigande hav.

Det här kommer att bli en värld där skogsbränder, värmeböljor, atmosfäriska floder, extrema regn och torka – som de vi har sett globalt förra sommaren – blir vardagliga.

Jordsystemet (hav, atmosfär, kryosfär, ekosystem etc) är sammankopplade. Detta tillåter energiflöde, vilket gör att fysiska och ekologiska system kan förbli i balans eller återfå balans. Men kopplingar kan också innebära beroenden, vilket leder till reaktioner, förstärkande återkopplingar och konsekvenser. Förändringar har roll-on effekter, ungefär som att störta dominobrickor.

Återkopplingsslingor – cykliska kedjereaktioner som upprepas om och om igen – kan göra effekterna av klimatförändringar starkare eller svagare, ibland stabilisera systemet, men oftare förstärka ett svar med negativa effekter.

Förändring är inte heller alltid linjär. Det kan vara abrupt och oåterkalleligt på mänskliga tidsskalor om a tröskel eller tipppunkt passeras.

Här skisserar vi en sekvens av förändringar och konsekvenser, inklusive återkopplingsslingor och trösklar, med exemplet global uppvärmning smältande Antarktis inlandsisar och den resulterande havsnivåhöjningen.

klimatet i Arktis3 6 15

Den här grafen visar hur oförminskad klimatförändring sätter igång en kaskad av effekter som resulterar i allvarligare konsekvenser och effekter, av vilka några kommer att vara oåterkalleliga under många generationer in i framtiden. Bec McMaster från ReMaster, CC BY-ND

Vi tar en 50-årig blick in i framtiden, eftersom detta är relevant för dagens beslutsfattare men också sätter in mycket längre multigenerationella konsekvenser. Medan vi fokuserar på det här exemplet finns det många andra tipppunkter i Antarktis, inklusive effekterna av sötvatten från inlandssmältning på marina ekosystem och effekterna av Antarktis förändring på Aotearoas temperatur och nederbördsmönster.

Antarktis i en värmande värld

Om vi ​​inte ändrar vår nuvarande utsläppsbana är det här vad vi kan förvänta oss.

By 2070, the climate over Antarctica (Te Tiri o te Moana) will warm by more than 3? above pre-industrial temperatures. The Southern Ocean (Te Moana-t?pokopoko-a-T?whaki) will be 2? warmer.

Som en konsekvens kommer mer än 45 % av sommarens havsis att gå förlorad, vilket gör att ythavet och atmosfären över Antarktis värms upp ännu snabbare eftersom mörkt hav ersätter vit havsis, absorberar mer solstrålning och återutsänder den som värme. Detta gör att varm, fuktig luft i atmosfäriska floder från tropikerna kan tränga in längre söderut.

This accelerated warming of the Antarctic climate is a phenomenon known as polar amplification. This is already happening in the Arctic, which is warming two to three times faster than the global average of 1.2?, with dramatic consequences for the permanent loss of sea ice and melting of Greenland’s ice sheet.

Antarktis tipppunkter

Det uppvärmda vattnet smälter ishyllorna, som är flytande istungor som stabiliserar den antarktiska inlandsisen och saktar ner flödet av is i havet.

Ishyllor kan passera en tipppunkt när lokala havstemperaturtrösklar passeras, vilket får dem att tunnas ut och flyta på platser där de en gång hölls på plats genom kontakt med havsbotten. Smältning vid ytan försvagar också ishyllorna. I vissa fall fyller vatten på ytan upp sprickor i isen och kan då få stora områden att sönderfalla katastrofalt.

År 2070 kommer värmen i havet och atmosfären att ha gjort att många ishyllor bryts upp till isberg som kommer att smälta och släppa ut en fjärdedel av sin volym i havet som sötvatten. År 2100 kommer 50 % av ishyllorna att vara borta. År 2150 kommer allt att ha smält.

klimatet i Arktis4 6 15
 Antarktis ishyllor håller tillbaka landbaserade glaciärer, som rinner ut till havet under gravitationen. Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty Images

Utan ishyllor som håller tillbaka inlandsisen kommer glaciärer att strömma ut i havet i ännu snabbare takt under gravitationen. Stora delar av den östra Antarktiska inlandsisen och nästan hela den västantarktiska istäcket sitter på sten i djupa sänkor under havsytan.

De är känsliga för en irreversibel process som kallas marin inlandsis instabilitet (UPPDRAG). När kanterna på isen drar sig tillbaka i de djupa bassängerna, driven av det pågående intrånget av varma havsvatten, förlust av is blir självförsörjande i en accelererande takt tills allt är borta.

En annan positiv feedback, kallad marin isklippeinstabilitet (IBD), betyder att klippor vid kanterna på det retirerande inlandsisen blir instabila och välter, vilket exponerar ännu högre klippor som kollapsa under sin egen vikt kontinuerligt som dominobrickor.

If global heating is not held below 2?, ice-sheet models show global sea-levels will rise at at an accelererande hastighet upp till 3m per århundrade. Framtida generationer kommer att vara engagerade i en ostoppbar reträtt av Grönland och de marina delarna av de antarktiska istäckena, vilket orsakar så mycket som 24m global höjning av havsnivån.

klimatet i Arktis5 6 15
 Delar av Antarktis inlandsis är grundad under havsytan och är känsliga för ostoppbar reträtt, när vissa trösklar väl passerats. British Antarctic Survey, CC BY-ND

Dessa förändringar understryker vikten av omedelbara och djupa minskningar av utsläppen. Antarktis måste förbli en stabil istäckt kontinent för att undvika de värsta effekterna av stigande hav.

Program runt om i världen, inklusive Antarktis vetenskapsplattform, prioriterar forskning om framtida förändringar av Antarktis istäcke. Även om nyheterna inte är bra, finns det fortfarande tid att agera.

Om författaren

Timothy Naish, professor i geovetenskaper, Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington.  Mel Climo, Sandy Morrison och Nancy Bertler från Antarctic Science Platform är erkända för deras input och stöd.Avlyssningen

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.