Резкое изменение климата

Клатратные гидраты были идентифицированы как возможные факторы резких изменений.

резкое изменение климатапроисходит, когда климатическая система вынуждена переходить к новому состоянию климата со скоростью, которая определяется климатической системой энергетическим балансом, и которая является более быстрой, чем скорость изменения внешнего воздействия. Прошлые события включают в себя конец Обрушения каменноугольного дождевого леса, более молодой дриас, события Дансгаарда-Эшгера, события Генриха и, возможно, также Палеоцен-эоценовый термальный максимум. Этот термин также используется в контексте глобального потепления для описания внезапного изменения климата, которое можно обнаружить в течение всей жизни человека, возможно, в результате петель обратной связи в климатической системе.

Временные рамки событий, описываемых как «внезапные», могут сильно отличаться. Изменения, зафиксированные в климате Гренландии в конце позднего дриаса, по данным ледяных кернов, предполагают внезапное потепление на +10 ° C (+18 ° F) в течение нескольких лет. Другими резкими изменениями являются +4 ° C (+7,2 ° F) в Гренландии 11 270 лет назад или резкое потепление на +6 ° C (11 ° F) 22000 лет назад на Антарктиде. Напротив, палеоцен-эоценовый термальный максимум мог начаться где-то между несколькими десятилетиями и несколькими тысячами лет. Наконец, модели земных систем прогнозируют, что в условиях продолжающихся выбросов парниковых газов уже в 2047 году температура приповерхностного слоя Земли может выйти из диапазона изменчивости за последние 150 лет, что затронет более 3 миллиардов человек и большинство населенных пунктов. большое разнообразие видов на Земле.

• 1 Определения
• 2 Общие
  • 2.1 Климатические модели
• 3 Возможный предшественник
• 4 Эффекты
• 5 Эффекты обратной связи климата
  • 5.1 Вулканизм
• 6 Прошлые события
• 7 См. Также
• 8 Ссылки
• 9 Дополнительная литература

Согласно Комитету по резким изменениям климата Национального исследовательского совета :

По сути, существует два определения резкого изменения климата:

• С точки зрения физики, это переход климатической системы в другой режим во временной шкале, который быстрее, чем ответственное воздействие.
• В с точки зрения воздействий, "резкое изменение - это изменение, которое происходит так быстро и неожиданно, что человеческие или природные системы испытывают трудности приспосабливаясь к нему ».

Эти определения дополняют друг друга: первое дает некоторое представление о том, как происходит резкое изменение климата; последнее объясняет, почему ему посвящено так много исследований.

Возможные элементы климатической системы включают региональные эффекты глобального потепления, некоторые из которых наступили внезапно, и поэтому их можно рассматривать как резкое изменение климата. Ученые заявили: «Наш синтез нынешних знаний предполагает, что множество опрокидывающих факторов могут достичь своей критической точки в этом столетии в условиях антропогенного изменения климата».

Было высказано предположение, что телесвязи, океанические и атмосферные процессы, на разные временные рамки, соединяют оба полушария во время резкого изменения климата.

IPCC заявляет, что глобальное потепление «может привести к некоторым эффектам, которые являются резкими или необратимыми».

A 2013 Отчет Национального исследовательского совета США призвал обратить внимание на резкие последствия изменения климата, заявив, что даже устойчивые, постепенные изменения физической климатической системы могут иметь резкие последствия в других местах, например, в человеческой инфраструктуре и экосистемах, при превышении критических пороговых значений. В докладе подчеркивается необходимость в системе раннего предупреждения, которая могла бы помочь обществу лучше предвидеть внезапные изменения и возникающие воздействия.

Научное понимание резких изменений климата в целом оставляет желать лучшего. Вероятность резкого изменения некоторых обратных связей, связанных с климатом, может быть низкой. Факторы, которые могут увеличить вероятность резкого изменения климата, включают более высокие масштабы глобального потепления, потепление, которое происходит быстрее, и потепление, которое сохраняется в течение более длительных периодов времени.

Климатические модели

Климатические модели не могут еще предстоит предсказать резкие изменения климата или большую часть резких климатических изменений в прошлом. Потенциальная резкая обратная связь из-за термокарстовых озерных образований в Арктике в ответ на таяние вечной мерзлоты почв, выделяющих дополнительный парниковый газ метан, в настоящее время не учитывается в климатических моделях.

Наиболее резкие климатические изменения, вероятно, связаны с внезапными сдвигами циркуляции, аналогичными наводнению, прорезавшему новое русло реки. Самыми известными примерами являются несколько десятков остановок Северной Атлантики Меридиональной опрокидывающейся циркуляции во время последнего ледникового периода, что повлияло на климат во всем мире.

• Текущее потепление Арктики, продолжительностью летнего сезона, считается резким и массовым.
• Истощение озонового слоя в Антарктике вызвало значительные изменения атмосферной циркуляции.
• Там были также было два случая, когда меридиональная опрокидывающая циркуляция Атлантики теряла решающий фактор безопасности. Промывка Гренландского моря на 75 ° с. Затем вторая по величине промывочная площадка Labrador Sea была закрыта в 1997 году на десять лет. В то время как перекрытие остановок во времени не наблюдалось за 50 лет наблюдений, предыдущие общие остановки имели серьезные последствия для климата во всем мире.

Краткое описание пути термохалинной циркуляции. Синие пути представляют собой глубоководные течения, а красные пути - поверхностные. Событие пермско-триасового вымирания, обозначенное здесь «P-Tr», является наиболее значительным событием вымирания на этом графике для морских родов.

Резкое изменение климата, вероятно, стало причиной широкомасштабных и серьезных последствий:

• массовые вымирания в прошлом, в первую очередь пермско-триасовое вымирание (часто называемое великим вымиранием ) и Обрушение дождевых лесов каменноугольного периода, были предложены как следствие резкого изменения климата.
• Утрата биоразнообразия: без вмешательства резких изменений климата и других событий исчезновения биоразнообразия на этой планете будет продолжать расти.
• Изменения в циркуляции океана, такие как

• Увеличение частоты Эль-Ниньо событий
• Возможное нарушение термохалинная циркуляция, например, которая могла иметь место во время события молодой дриас.
• Изменения к североатлантическому колебанию
• Изменениям в меридиональной опрокидывающей циркуляции Атлантического океана (AMOC), которые могут способствовать более суровым погодным явлениям.

Темная поверхность океана отражает только 6 процентов приходящей солнечной радиации, вместо этого морской лед отражает от 50 до 70 процентов.

Одним из источников резких эффектов изменения климата является процесс обратной связи, в котором событие потепления вызывает изменение, которое способствует дальнейшему потеплению. То же самое можно сказать и об охлаждении. Примерами таких процессов обратной связи являются:

• обратная связь альбедо льда, в которой продвижение или отступление ледяного покрова изменяет альбедо («белизну») Земли и ее способность поглощать солнечные лучи.
• Почвенная углеродная обратная связь - это высвобождение углерода из почвы в ответ на глобальное потепление.
• Умирание и выжигание лесов в результате глобального потепления

Вулканизм

Изостатический отскок в ответ на отступление ледника (разгрузку) и повышенная локальная соленость были приписаны усилению вулканической активности в начале резкого потепления Бёллинга-Аллерёда. Они связаны с периодом интенсивной вулканической активности, что намекает на взаимодействие между климатом и вулканизмом: усиленное краткосрочное таяние ледников, возможно, из-за изменений альбедо в результате выпадения частиц на поверхность ледника.

Более молодой дриас период резкого изменения климата назван в честь альпийского цветка, дриаса.

Несколько периодов резкого изменения климата были идентифицированы в палеоклиматическом запись. Яркие примеры включают:

• Около 25 климатических сдвигов, называемых циклами Дансгаарда-Эшгера, которые были идентифицированы в записи ледяного керна во время ледникового периода за последние 100 000 лет.
• Событие Младший дриас, особенно его внезапный конец. Это самый последний из циклов Дансгаарда-Эшгера, начавшийся 12 900 лет назад и вернувшийся в режим теплого и влажного климата около 11 600 лет назад. Было высказано предположение, что: «Чрезвычайная скорость этих изменений в переменной, которая непосредственно представляет региональный климат, подразумевает, что события в конце последнего оледенения, возможно, были реакцией на некоторый порог или спусковой механизм в климатической системе Северной Атлантики. " Модель этого события, основанная на нарушении термохалинной циркуляции, была подтверждена другими исследованиями.
• Палеоцен-эоценовый термальный максимум, датируемый 55 миллионами лет назад , что могло быть вызвано высвобождением клатратов метана, хотя были выявлены потенциальные альтернативные механизмы. Это было связано с быстрым закислением океана
• пермско-триасовым вымиранием, также известным как великое вымирание, в результате которого вымерло до 95% всех видов. была выдвинута гипотеза, что она связана с быстрым изменением глобального климата. Для восстановления жизни на суше потребовалось 30 миллионов лет.
• Обрушение дождевых лесов каменноугольного периода произошло 300 миллионов лет назад, когда тропические леса были опустошены изменением климата. Более прохладный и сухой климат серьезно повлиял на биоразнообразие земноводных, основной формы жизни позвоночных на суше.

Также происходят резкие изменения климата, связанные с катастрофическим осушением ледниковых озер. Одним из примеров этого является событие 8,2 килогод, связанное со сливом ледникового озера Агассис. Другой пример - антарктический переворот холода, c. 14 500 лет до настоящего времени (BP ), что, как полагают, было вызвано пульсацией талой воды, вероятно, от антарктического ледяного покрова или Лаурентидского ледникового щита. Предполагается, что эти быстрые выбросы талой воды являются причиной циклов Дансгаарда-Ошгера

. В исследовании 2017 года сделан вывод, что условия, аналогичные сегодняшним антарктической озоновой дыре (атмосферная циркуляция и изменения гидроклимата), ∼ 17 700 лет назад, когда истощение стратосферного озона способствовало резкому ускорению дегляциации Южного полушария. Событие случайно произошло с предполагаемой 192-летней серией массивных извержений вулканов, приписываемых горе Такахе в Западной Антарктиде.

• Портал изменения климата
• Экологический портал
• Экологический портал

• Адаптация к изменению климата
• Объявление чрезвычайной климатической ситуации
• Чувствительность климата
• Эффекты глобального потепления

• Alley, Richard B. (2000). Двухмильная машина времени: ледяные керны, резкое изменение климата и наше будущее. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-00493-5.
• Кальвин, Уильям Х. (2002). Мозг на все времена: эволюция человека и резкое изменение климата. Лондон и Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0-226-09201-1.
• Кальвин, Уильям Х. (2008). Глобальная лихорадка: как лечить изменение климата. Чикаго и Лондон: University of Chicago Press.
• Cox, John (2005). Климатическая катастрофа: резкое изменение климата и его значение для нашего будущего. Вашингтон, округ Колумбия: Джозеф Генри Пресс. ISBN 0-309-09312-0.
• Clark, P.U.; А.Дж. Уивер; Э. Брук; E.R. Cook; T.L. Делворт; К. Штеффен (2008). «Резкое изменение климата. Отчет Научной программы США по изменению климата и Подкомитета по исследованиям глобальных изменений». Рестон, Вирджиния: США Геологическая служба. Архивировано из оригинала 12 августа 2009 г.
• Драммонд, Карл Н.; Уилкинсон, Брюс Х. (2006). «Межгодовая изменчивость климатических данных». Журнал геологии. 114(3): 325–39. Bibcode : 2006JG.... 114..325D. doi : 10.1086 / 500992.
• Парсон, Эдвард; Десслер, Эндрю Эмори (2006). Наука и политика глобального изменения климата: руководство к дебатам. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-53941-2.
• Национальный исследовательский совет (2013). Внезапные последствия изменения климата. doi : 10.17226 / 18373. ISBN 978-0-309-28773-9.
• Шварц, Питер; Рэндалл, Дуг (октябрь 2003 г.). «Сценарий резкого изменения климата и его последствия для национальной безопасности США» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) 20 марта 2009 года.
• Варт, Спенсер. «Быстрое изменение климата». Открытие глобального потепления. Американский институт физики. Получено 9 января 2020 г. (исторический обзор)