Klimaatomslagpunten markeren kritieke momenten in het klimaatsysteem van de aarde, waar kleine veranderingen tot grote, onomkeerbare veranderingen kunnen leiden. Satellietobservaties spelen een rol van onschatbare waarde bij het volgen en begrijpen van deze kritieke klimaatveranderingen. Terwijl de planeet opwarmt, vinden er grootschalige veranderingen plaats in veel delen van het aardsysteem. De ijskappen krimpen, de zeespiegel stijgt en koraalriffen sterven af.

Hoewel klimaatrecords nog steeds worden verbroken, zou de cumulatieve impact van deze veranderingen ook kunnen leiden tot dramatische veranderingen in fundamentele delen van het aardsysteem. Deze “omslagpunten” van de klimaatverandering zijn kritische kritieke punten die, als ze worden overschreden, tot onomkeerbare gevolgen zullen leiden.

Wat zijn klimaatomslagpunten?

Volgens het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC) is een omslagpunt “een kritische drempel in een systeem die, eenmaal overschreden, resulteert in een significante, vaak onomkeerbare, verandering in de toestand van het systeem.”

In wezen zijn klimaatomslagpunten elementen van het aardse systeem waar kleine veranderingen versterkende cycli kunnen initiëren die het systeem van de ene stabiele toestand naar een radicaal andere toestand ‘omverwerpen’.

De verbranding van fossiele brandstoffen verhoogt bijvoorbeeld de temperatuur op aarde, wat de transformatie van tropische regenwouden in droge graslanden tot gevolg heeft. Deze verandering wordt aangedreven door zichzelf in stand houdende feedbackloops, zelfs als de factoren die het systeem tot verandering aanzetten, ophouden. Zelfs als de temperatuur weer onder de kritische waarde daalt, kan het systeem (in dit geval het bos) ‘gekanteld’ blijven.

Deze overgang van de ene staat naar de andere kan decennia of zelfs eeuwen duren voordat er een nieuwe, stabiele staat wordt gevonden. Maar als er nu of binnen de komende tien jaar een omslagpunt wordt overschreden, zullen de volledige gevolgen ervan wellicht pas over honderden of duizenden jaren merkbaar zijn.

Bovendien zou het overschrijden van één omslagpunt tot meer omslagpunten kunnen leiden, waardoor een kettingreactie van domino-effecten op gang komt en er mogelijk toe kan leiden dat sommige plaatsen ongeschikt worden voor het in stand houden van menselijke en natuurlijke systemen.

Bijvoorbeeld: het Noordpoolgebied warmt bijna vier keer sneller op dan de rest van de wereld, waardoor het smelten van de Groenlandse ijskap (evenals het smelten van het Arctische zee-ijs) wordt versneld.

Dit vertraagt ​​op zijn beurt de warmtecirculatie in de oceaan, de Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), die op zijn beurt het moessonsysteem in Zuid-Amerika beïnvloedt. Moessonveranderingen kunnen leiden tot een toename van de frequentie van droogtes in het Amazone-regenwoud, waardoor de koolstofopslagcapaciteit afneemt en de opwarming van het klimaat wordt verergerd.

Dergelijke ‘kritieke cascades’ van gevolgen over meerdere klimaatomslagpunten zullen waarschijnlijk ernstiger en wijdverspreider zijn.

elementen van het klimaatomslagpunt

Aan het begin van de 21e eeuw werd voor het eerst een reeks klimaatomslagpunten geïdentificeerd, waarvan men dacht dat deze zouden optreden als de temperatuur op aarde met 4°C zou stijgen. Sindsdien heeft de wetenschap enorme vooruitgang geboekt en zijn er talloze onderzoeken uitgevoerd naar kantelgedrag en de interacties tussen kritische elementsystemen.

Deze elementen zijn grofweg onderverdeeld in drie categorieën - cryosfeer, oceaanatmosfeer en biosfeer - en variëren van het smelten van de Groenlandse ijskap tot de dood van koraalriffen.

Volgens het laatste Global Tipping Point Report lopen vijf kritieke systemen al het risico om omslagpunten te overschrijden bij het huidige niveau van de opwarming van de aarde: de ijskappen van Groenland en West-Antarctica, permafrost, dode koraalriffen, en de Labradorzee en subpolaire gyres.

Klimaatomslagpunten zijn specifieke kritieke punten in de complexe systemen van de aarde (zoals de atmosfeer, oceanen en ecosystemen) waarop veranderingen in het klimaat op aarde onomkeerbare verschuivingen in de systeemtoestanden veroorzaken. Deze omslagpunten markeren gebieden waar de overgang van de ene stabiele klimaattoestand naar de andere heeft plaatsgevonden, wat vaak heeft geresulteerd in domino-effecten die ecosystemen, weerpatronen en de mondiale klimaatdynamiek beïnvloeden. Bron afbeelding: ESA

Wat kunnen satellieten onthullen over klimaatomslagpunten?

Onze planeet is sinds de Industriële Revolutie al met ongeveer 1,2°C opgewarmd, en de huidige toezeggingen in het kader van de Overeenkomst van Parijs brengen onze temperatuurstijging deze eeuw op 2,5-2,9°C. Uit recente beoordelingen is gebleken dat zelfs als de opwarming van de aarde de 1,5°C overschrijdt, verschillende van deze omslagpunten waarschijnlijk zullen worden overschreden.

Aardobservaties spelen een cruciale rol bij het monitoren en begrijpen van klimaatomslagpunten door een alomvattend inzicht te verschaffen in het aardsysteem. Satellieten die in een baan om de aarde draaien, stellen wetenschappers in staat veranderingen in de poolijskappen en hun gletsjers en ijsplaten, ontbossingspercentages, oceaantemperaturen en andere belangrijke indicatoren te volgen.

Satellieten zoals CryoSat en Copernicus Sentinel-1 van ESA kunnen bijvoorbeeld veranderingen in het ijsvolume en de ijsstroom meten. Satellieten die informatie over de zwaartekracht leveren, kunnen berekenen hoeveel ijs er verloren gaat in de poolgebieden, waardoor potentiële omslagpunten voor de stabiliteit van ijskappen kunnen worden geïdentificeerd en hoe snel deze kunnen reageren op klimaatverandering.

Het Akkoord van Parijs heeft tot doel de mondiale temperatuur onder de 2°C te houden, en idealiter onder de 1,5°C, ten opzichte van het pre-industriële tijdperk, en de kwetsbaarheid voor klimaatverandering te verminderen. Om deze doelen te bereiken stellen satellietobservaties landen steeds meer in staat vooruitgang te boeken bij het verzachten van en aanpassen aan de klimaatverandering. Bron: ESA

Optische satellieten zoals Copernicus Sentinel-2 helpen bij het monitoren van veranderingen in landbedekking of vegetatie, zoals de uitbreiding of achteruitgang van belangrijke ecosystemen zoals het Amazone-regenwoud.

ESA's Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)-satelliet en de komende Fluorescentie Explorer (FLEX)-missie helpen bij het monitoren van het bodemvocht en de gezondheid van de vegetatie. Deze missies helpen veranderingen in terrestrische ecosystemen en hun veerkracht tegen klimaateffecten te begrijpen.

In termen van oceaancirculatiemodellen helpen satellieten zoals Sentinel-3 en SMOS de temperatuur van het zeeoppervlak, de oceaanstromingen, de kleur van de oceaan en het zoutgehalte van het zeeoppervlak te monitoren, waardoor een dieper inzicht wordt verkregen in de kracht en dynamiek van de Atlantische meridionale circulatie.

Door een breed scala aan gegevens vast te leggen, leveren satellieten belangrijke informatie voor de vroege detectie van veranderingen in het milieu, waardoor ons begrip van deze complexe verschijnselen wordt vergroot en effectieve strategieën voor klimaatmitigatie en -aanpassing worden ontwikkeld.

Samengestelde bron: ScitechDaily