Destabiliserende interacties in het klimaatsysteem: De wisselwerking tussen kantelpunten

Bij een opwarming van meer dan 2°C neemt het risico sterk toe dat één kantelelement andere kantelelementen in het klimaatsysteem activeert. De meeste van deze interacties tussen kantelelementen zijn destabiliserend. Dit blijkt uit een nieuwe studie, uitgevoerd door een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Anna von der Heydt van de Universiteit Utrecht en Nico Wunderling van het Potsdam Institute for Climate Impact Research.

De studie verscheen op 26 januari in het wetenschappelijke tijdschrift Earth System Dynamics en vormt de wetenschappelijke achtergrond van hoofdstuk 1.5 van het onlangs gepubliceerde Global Tipping Points Report.

Onomkeerbare transformatie

Kantelelementen zijn onderdelen van het klimaatsysteem die plotseling en onomkeerbaar transformeren wanneer een bepaalde drempel wordt overschreden. Deze drempel heet het kantelpunt. Hoewel recent onderzoek veel kennis heeft opgeleverd over individuele kantelelementen, zoals de poolijskap, tropische regenwouden of permafrostgebieden, is er minder bekend over de interacties tussen deze elementen. En dat terwijl de meeste kantelelementen met elkaar verbonden zijn via circulatiesystemen in de oceaan en atmosfeer. Wanneer het ene element kantelt, kan dit er daarom voor zorgen dat een ander element eveneens kantelt: er ontstaat een domino-effect.

Reeks aan abrupte veranderingen

Het nieuwe onderzoek geeft een overzicht van de huidige kennis over interacties tussen kantelelementen. En over de kans dat er een domino-effect optreedt. De auteurs verzamelden bewijsmateriaal uit modelsimulaties, observaties en conceptuele begrippen. Ook keken zij naar voorbeelden van reconstructies van het klimaat in het verleden. "Hoewel veel interacties nog niet in detail zijn onderzocht, ontdekten we dat er veel mogelijke verbanden zijn tussen kantelelementen", zegt Von der Heydt.

Als de wereldwijde opwarming doorzet, kunnen de destabiliserende interacties leiden tot een reeks aan abrupte veranderingen

Voorbij 2°C opwarming

"Belangrijker nog is dat onze studie laat zien dat negen interacties tussen kantelelementen destabiliserend zijn, twee stabiliserend zijn en drie onduidelijk zijn in hun aard", legt Von der Heydt uit. “Als de wereldwijde opwarming doorzet, kunnen de destabiliserende interacties leiden tot een reeks aan abrupte veranderingen.” Bij een opwarming van meer dan 2°C kunnen deze reeksen belangrijke kantelelementen bevatten, waaronder de Atlantische Meridionale Omwentelingscirculatie en het Amazone-regenwoud.

Lagere drempels

Bij een wereldwijde opwarming van 1,5 tot 2°C is het risico op een reeks aan abrupte veranderingen minder waarschijnlijk, maar nog steeds mogelijk. “Bovendien zijn de Groenlandse en Antarctische ijskappen kantelelementen die bij een relatief lage drempelwaarde een reeks van abrupte veranderingen in gang kunnen zetten”, aldus Von der Heydt. Om beter in te kunnen schatten wat de risico’s zijn, pleiten de onderzoekers voor meer nadruk op interacties in het onderzoek naar kantelelementen.