Principais pontos de inflexão no sistema climático global

Passar por um ponto de inflexão é menos crítico no lago grande do que no pequeno. O novo modelo revela que será assim em muitos sistemas climáticos grandes e heterogêneos.

Pontos de inflexão climáticos podem nem sempre ser desastrosos.

O que agora nos referimos coletivamente como “pontos de inflexão no sistema climático” foram tratados pela primeira vez no Terceiro Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC)

• Os principais pontos de inflexão incluem mudanças na Circulação Meridional do Atlântico, o derretimento das camadas de gelo polar, a migração de padrões climáticos e climáticos em larga escala, secagem da floresta amazônica ou interrupções nos principais sistemas climáticos, como as monções

• Os efeitos combinados de temperaturas e umidade mais altas durante os períodos de calor em algumas regiões podem atingir níveis perigosos nas próximas décadas, o que pode levar a pontos de inflexão fisiológicos ou limiares além dos quais o trabalho humano ao ar livre não é mais possível sem assistência técnica

• Mais pesquisas sobre os pontos de inflexão serão cruciais para ajudar a sociedade a entender melhor os custos, benefícios e possíveis limitações da mitigação e adaptação climática no futuro.

“Pontos de inflexão” tornaram-se uma abreviação amplamente usada para muitos aspectos de mudanças não lineares em um sistema complexo.

O que agora nos referimos coletivamente como “pontos de inflexão no sistema climático” foram tratados pela primeira vez no Terceiro Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) como “surpresas” (Stocker et al., 2001) e incluídos no “ Motivos de Preocupação” como “eventos singulares de grande escala” ou “descontinuidades no sistema climático” (IPCC, 2001). Esses pontos críticos têm consequências globais e regionais e incluem mudanças na Circulação Meridional do Atlântico (AMOC), o derretimento das camadas de gelo polar, a migração de padrões climáticos e climáticos em grande escala e a extinção da floresta amazônica.

Pontos críticos com consequências globais

Figura 1. A travessia de pontos de inflexão associados a instabilidades do manto de gelo na Antártica, ou à rápida descarga de correntes de gelo na Groenlândia, pode ter sérios impactos globais.

O AMOC é um importante condutor da distribuição de calor, sal e água no sistema climático, tanto regional quanto globalmente. Com base em dados de proxy paleoclimáticos, foi sugerido que o AMOC pode ser mais fraco no clima atual do que em qualquer outro momento no último milênio (Caesar et al., 2021). Além disso, modelos recentes indicam consistentemente que o AMOC enfraquecerá à medida que o CO₂continua a aumentar (Weijer et al., 2020). Embora as medições diretas desde 2004 não mostrem tendências significativas (Worthington et al., 2021), o enfraquecimento contínuo de longo prazo do AMOC, conforme fortemente sugerido pelos modelos (Jackson et al., 2022), pode aumentar sua vulnerabilidade a outras mudanças, como como o fornecimento de água doce a partir do derretimento de mantos de gelo e geleiras. Como resultado, o estudo contínuo, identificação e observação de sinais de alerta precoce de um potencial ponto de inflexão no AMOC é crucial (Boers, 2021).

O derretimento das calotas polares da Groenlândia e da Antártida tem sido considerado elemento de inflexão por muitos anos (Figura 1). Sua inclinação seria particularmente perigosa, pois teria consequências globais devido ao substancial aumento adicional do nível do mar em escalas de tempo de séculos a milênios (Clark et al., 2016). O Quinto Relatório de Avaliação do IPCC comunicou que cruzar um limiar crítico de aquecimento global entre 1°C e 4°C levaria a um derretimento significativo e irreversível da camada de gelo da Groenlândia (Stocker et al., 2013). No entanto, essa faixa foi reavaliada e encontrada em ou ligeiramente acima de 1,5°C a 2°C – ou seja, os limites de aquecimento global do Acordo de Paris (Pattyn et al., 2018). Nesse nível de aquecimento, a camada de gelo da Antártica Ocidental também estaria em risco crescente de perda irreversível de gelo (Garbe et al., 2020).

Pontos de inflexão regionais

Uma migração gradual de padrões meteorológicos ou climáticos em grande escala pode ser registrada regionalmente como uma inclinação para um novo regime. O registro paleoclimático, por exemplo, apontou para fases em que o cinturão de monções mudou ou mudou de intensidade em resposta a mudanças climáticas hemisféricas de grande escala durante os últimos 30.000 anos (Brovkin et al., 2021). Uma análise recente sugere que o aquecimento futuro pode levar a uma intensificação da monção indiana e sua variabilidade, expressa possivelmente como chuvas mais curtas e mais pesadas (Katzenberger et al., 2021).

Em regiões de latitude média, mudanças na umidade do solo podem levar a efeitos de limiar em regimes evaporativos e a uma amplificação não linear associada de extremos de calor (Seneviratne et al., 2010; Miralles et al., 2014; Vogel et al., 2018). Além disso, a frequência de extremos climáticos baseados em limiares geralmente aumenta de forma não linear com o aumento do aquecimento global, com as maiores mudanças relativas para os eventos mais extremos (Kharin et al., 2018). As mudanças no clima médio regional e a intensidade dos extremos climáticos tendem a variar linearmente em função do aquecimento global (Wartenburger et al., 2017). No entanto, eles também podem levar ao cruzamento dos limites do ecossistema regional (Guiot e Cramer 2016; Warren et al., 2018; Ratnayake et al., 2019; Breshears et al., 2020) e às mudanças no regime climático em combinação com mudanças na vegetação e respostas da sociedade. Um exemplo disso é o período do dust bowl nos Estados Unidos (por exemplo, Cowan et al., 2020).

O ambiente marinho também é propenso a tombamento regional. As ondas de calor marinhas, por exemplo, podem ocorrer com mais frequência e intensidade (Frölicher et al., 2018). A acidificação dos oceanos, causada pela absorção do oceano de concentrações crescentes de dióxido de carbono atmosférico em seu papel de sumidouro de carbono, pode ultrapassar os limites com o consequente branqueamento de corais e outros impactos no ecossistema marinho (Hoegh-Guldberg et al., 2019). Os pontos de inflexão regionais dos sistemas marinhos devido ao aquecimento, acidificação dos oceanos e desoxigenação podem, em combinação, causar impactos globais (Heinze et al., 2021).

A floresta amazônica, um ecossistema único de importância e valor global, está sob pressão do desmatamento e das mudanças climáticas antropogênicas. Embora as projeções de sua evolução futura sejam altamente incertas, estudos apontam para a probabilidade de uma maior secagem (Baker et al., 2021). Estações secas mais prolongadas e eventos de seca extrema, e feedbacks auto-reforçados, podem reduzir ainda mais a extensão da floresta (Zemp et al., 2017) com uma abordagem potencial para um ponto de inflexão (Boulton et al., 2022) onde a floresta é insustentável . A perda da floresta amazônica teria consequências potencialmente devastadoras sobre o clima regional, a biodiversidade e os sistemas sociais, bem como impactos potencialmente mais amplos por meio de mudanças nos ciclos hidrológicos e de carbono.

Figura 2. Limiares e pontos críticos podem ser cada vez mais encontrados em padrões climáticos regionais e extremos com consequências para comunidades locais e serviços ecossistêmicos (Seca e tempestade em desenvolvimento no Delta do Ebro, Espanha, 2020).

Consequências dos pontos de inflexão na saúde e bem-estar humanos

O impacto das mudanças climáticas na saúde humana está recebendo maior atenção (Romanello et al., 2021), pois as ameaças potenciais são múltiplas. Os efeitos combinados de temperaturas e umidade mais altas durante os períodos de calor em algumas regiões podem atingir níveis perigosos nas próximas décadas (Pal e Eltahir, 2016), o que pode levar a pontos de inflexão fisiológicos ou limiares além dos quais o trabalho humano ao ar livre não é mais possível sem assistência técnica. Uma fração substancial da mortalidade relacionada ao calor hoje já pode ser atribuída ao aquecimento antropogênico (Vicedo-Cabrera et al., 2021) e essa tendência está aumentando em extensão e magnitude. Portanto, esses eventos podem causar pontos de inflexão e comportamento limiar no sistema da Terra, que inclui a biosfera, o ciclo do carbono e a sociedade,

Juntos, os pontos críticos do sistema climático são um tema científico de grande interesse público. O WCRP, por exemplo, está abordando esta questão em uma de suas Lighthouse Activities por meio de uma plataforma internacional para combinar abordagens teórico-matemáticas, monitoramento observacional e esforços abrangentes de modelagem climática. Processos não lineares no sistema climático estão na origem dos elementos basculantes, portanto, um esforço internacional concertado na modelagem de sistemas terrestres acoplados de alta resolução, desenvolvendo e utilizando infraestrutura de computação em escala exa (Slingo et al., 2022; Hewitt et al., 2022) fornecerá uma representação melhorada dos feedbacks climáticos e das respostas dinâmicas responsáveis pelos elementos de inclinação.

Por fim, um consenso científico formal sobre pontos críticos e mudanças climáticas irreversíveis, que é fundamental para estimar o risco climático, embora repleto de profundas incertezas, é relevante para as políticas. O último relatório do IPCC avaliou pontos críticos e delineou os limites do estado atual do conhecimento. Um relatório especial do IPCC sobre “Pontos de inflexão climáticos e consequências para a habitabilidade e recursos” ajudaria a fortalecer um consenso sobre este tópico e desencadearia os avanços tão necessários na compreensão científica para informar de forma mais abrangente as estratégias de adaptação e mitigação. (ecodebate)