La scienza dietro la catastrofe climatica: Uno sguardo più da vicino ai punti di non ritorno

I punti critici del clima sono momenti cruciali nei sistemi ambientali della Terra, in cui piccoli ma cruciali cambiamenti possono portare a spostamenti irreversibili e drammatici. Questi cambiamenti, che vanno dallo scioglimento delle calotte di ghiaccio alla scomparsa delle barriere coralline, sono conseguenze dirette del riscaldamento globale. L'uso della tecnologia satellitare è cruciale nel monitoraggio di questi punti critici, fornendo dati essenziali per comprendere e rispondere a queste spostamenti critici nei sistemi climatici della Terra. Credit: SciTechDaily.com

I punti critici del clima segnano momenti cruciali nel sistema climatico della Terra, in cui piccole modifiche possono comportare cambiamenti irreversibili e significativi. Il ruolo delle osservazioni satellitari è inestimabile nel tracciare e comprendere questi cambiamenti critici nel clima.

Man mano che il pianeta si riscalda, molte parti del sistema terrestre stanno subendo cambiamenti su larga scala. Le calotte di ghiaccio si stanno riducendo, i livelli del mare stanno aumentando e le barriere coralline stanno morendo.

Mentre i record climatici vengono continuamente infranti, l'impatto cumulativo di questi cambiamenti potrebbe anche causare cambiamenti fondamentali nelle parti del sistema terrestre. Questi 'punti di svolta' del cambiamento climatico sono soglie critiche che, se superate, possono portare a conseguenze irreversibili.

Secondo il Panel Intergovernativo sui Cambiamenti Climatici (IPCC), i punti critici sono 'soglie critiche in un sistema che, se superate, possono portare a un cambiamento significativo nello stato del sistema, spesso con la consapevolezza che il cambio sia irreversibile'.

In sostanza, i punti critici del clima sono elementi del sistema terrestre in cui piccoli cambiamenti possono innescare cicli di feedback che "ribaltano" un sistema da uno stato stabile a uno profondamente diverso.

Ad esempio, un aumento delle temperature globali a causa della combustione dei combustibili fossili, nel corso del tempo, provoca un cambiamento come una foresta pluviale che diventa una savana arida. Questo cambiamento è alimentato da cicli di feedback autoproduttivi, anche se ciò che sta guidando il cambiamento nel sistema si ferma. Il sistema - in questo caso la foresta - può rimanere "ribaltato" anche se la temperatura torna al di sotto della soglia.

Questo passaggio da uno stato all'altro potrebbe richiedere decenni o addirittura secoli per trovare uno stato nuovo e stabile. Ma se i punti critici vengono superati ora, o entro il prossimo decennio, il loro impatto completo potrebbe non diventare evidente per centinaia o migliaia di anni.

Inoltre, il superamento di un punto critico potrebbe portare all'attivazione di ulteriori elementi di ribaltamento - scatenando una reazione a catena a effetto domino e potrebbe rendere alcuni luoghi meno adatti per sostenere sistemi umani e naturali.

Ad esempio: l'Artico si sta riscaldando quasi quattro volte più velocemente che altrove nel mondo, accelerando lo scioglimento del ghiaccio della calotta glaciale della Groenlandia (e lo scioglimento del ghiaccio marino dell'Artico).

Ciò a sua volta potrebbe essere ciò che sta rallentando la circolazione dell'oceano di calore, la circolazione sovra-battente atlantica meridionale (AMOC), influenzando a sua volta il sistema dei monsoni in Sud America. I cambiamenti dei monsoni potrebbero contribuire alla crescente frequenza di siccità nella foresta amazzonica, riducendo la sua capacità di stoccaggio del carbonio e intensificando il riscaldamento climatico.

Le conseguenze di una "cascata di ribaltamento" del clima, attraverso numerosi punti critici del clima, potrebbero essere più gravi e diffuse.

All'inizio degli anni 2000, una serie di elementi di ribaltamento sono stati identificati per la prima volta e si pensava che sarebbero stati raggiunti in caso di aumento di 4°C delle temperature globali. Da allora, la scienza ha fatto enormi progressi e sono stati condotti molti studi sul comportamento dei punti critici e sulle interazioni tra i sistemi degli elementi di ribaltamento.

Questi elementi rientrano in tre categorie principali - criosfera, oceano-atmosfera e biosfera - e vanno dallo scioglimento della calotta di ghiaccio della Groenlandia alla morte delle barriere coralline.

Secondo il nuovo Rapporto globale sui punti critici, cinque principali sistemi critici sono già a rischio di superare punti critici al livello attuale del riscaldamento globale: le calotte di ghiaccio della Groenlandia e dell'Antartide occidentale, le regioni di permafrost, le morie delle barriere coralline e la circolazione del Mare di Labrador e del circolo subpolare.

Fai clic qui per una versione interattiva del diagramma qui sotto per saperne di più su ciascun punto critico del clima.

I punti critici del clima sono soglie specifiche all'interno dei complessi sistemi della Terra, come l'atmosfera, gli oceani e gli ecosistemi - dove un cambiamento nel clima della Terra può innescare un cambiamento irreversibile nello stato del sistema. Questi punti segnano aree in cui è già in corso una transizione da uno stato climatico stabile a un altro, spesso portando a effetti a cascata che influenzano gli ecosistemi, i modelli meteorologici e le dinamiche climatiche globali. Credit: ESA

Our planet has already warmed by roughly 1.2°C since the Industrial Revolution and current pledges under the Paris Agreement put us on track to increase that to 2.5–2.9°C temperature rise this century. Recent assessments found that even exceeding 1.5°C of global warming risks crossing several of these thresholds for tipping points.

Earth observation plays a crucial role in monitoring and understanding climate tipping points by providing a comprehensive view of the Earth’s systems. Satellites orbiting our planet enable scientists to track changes in polar ice sheets, and their glaciers and ice shelves, deforestation rates, ocean temperatures and other key indicators.

For instance, satellites such as ESA’s CryoSat and Copernicus Sentinel-1 can measure changes in ice volume and flow. Satellites that provide information on gravity can work out how much ice is being lost in polar regions, helping to identify potential tipping points in ice sheet stability and the pace of their response to climate change.

The Paris Agreement aims to keep global temperatures well below 2°C and ideally 1.5°C relative to the pre-industrial period and reduce climate change vulnerability. Satellite observations are increasingly contributing to national mitigation and adaptation progress to meet these objectives. Credit: ESA

Optical satellites like Sentinel-2 contribute to monitoring changes in land cover or vegetation, such as the expansion or decline of critical ecosystems like the Amazon rainforest.

ESA’s Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite and the upcoming Fluorescence Explorer (FLEX) mission contribute to monitoring soil moisture and vegetation health. These missions can aid in understanding changes in terrestrial ecosystems and their resilience to climate impacts.

In the context of ocean circulation patterns, satellites like Sentinel-3 and SMOS contribute to monitoring sea surface temperatures, currents, ocean colour and sea surface salinity, providing insights into the strength and dynamics of the Atlantic Meridional Overturning Circulation.

By capturing a wide spectrum of data, satellites provide essential information for early detection of environmental shifts, enhancing our understanding of these complex phenomena and aiding in developing effective strategies for climate mitigation and adaptation.