Parížska dohoda si stanovila ambiciózny cieľ obmedziť globálne oteplenie výrazne pod 2 °C oproti predindustriálnym úrovniam, s cieľom usilovať sa o 1,5 °C. Avšak pri súčasných trajektóriách emisií existuje reálna možnosť, že globálna priemerná teplota (GMT) dočasne prekročí hranicu 1,5 °C. Nová štúdia, vychádzajúca z analýzy relevantných budúcich emisných scenárov, upozorňuje, že trvalé prekročenie tejto hranice výrazne zvyšuje pravdepodobnosť spustenia klimatických zlomových prvkov (tipping elements).

Čo sú klimatické zlomové prvky?

Klimatické zlomové prvky sú komplexné subsystémy Zeme, ktoré môžu v reakcii na globálne otepľovanie vykazovať nelineárne, často náhle prechody. To znamená, že aj malé zvýšenie GMT môže spustiť veľkú kvalitatívnu zmenu v týchto systémoch. Charakteristickou vlastnosťou týchto zmien je často hysterézne správanie, čo znamená, že ani zníženie teploty na pôvodnú úroveň nemusí zvrátiť spustenú zmenu. Tieto prechody sú poháňané samouzosilňujúcimi spätnými väzbami.

Medzi hlavné zlomové prvky s potenciálne planetárnymi dopadmi patria:

• Grónsky ľadový štít (GIS)
• Západoantarktický ľadový štít (WAIS)
• Atlantická meridionálna cirkulácia (AMOC)
• Amazonský dažďový prales (AMAZ)

Tieto prvky sú navzájom prepojené, pričom interakcie môžu ich dynamiku stabilizovať alebo zhoršovať, potenciálne vedúce k reťazovým kaskádam (tipping cascades). Dôsledky spustenia zlomových bodov by boli závažné, vrátane nárastu globálnej hladiny morí o niekoľko metrov, kolapsu ekosystémov, rozsiahlej straty biodiverzity a podstatných zmien v globálnom prerozdeľovaní tepla a zrážok.

Riziká spojené s prekročením 1,5 °C

Štúdia použila štylizovaný model systému Zeme zahrňujúci štyri prepojené zlomové prvky (GIS, WAIS, AMOC, AMAZ) na posúdenie rizík v rôznych emisných scenároch. Zistilo sa, že pri scenári kopírujúcom súčasné (2020) politiky hrozí do roku 2300 45% riziko spustenia aspoň jedného zlomového prvku (stredný odhad, rozsah 23–71%). V dlhodobom horizonte (50 000 rokov) toto riziko stúpa na 76% (stredný odhad, rozsah 39–98%).

Analýza rôznych scenárov preukázala, že riziko spustenia zlomových bodov do roku 2300 rastie s každým dodatočným 0,1 °C prekročenia vrcholnej teploty nad 1,5 °C. Tento nárast sa výrazne zrýchľuje pri vrcholnom oteplení nad 2,0 °C, s nárastom rizika o viac ako 3% na každých 0,1 °C nad 2,5 °C. To podčiarkuje význam parížskeho cieľa udržať oteplenie „výrazne pod 2 °C“, dokonca aj v prípade dočasného prekročenia 1,5 °C.

V strednodobom horizonte (do roku 2300) najvyššie riziko predstavujú rýchlejšie zlomové prvky, ako AMOC (doba prevrátenia 15–300 rokov) a AMAZ (50–200 rokov). V dlhodobom horizonte sú riziká najvyššie pre AMOC a WAIS (500–13 000 rokov).

Kľúčová úloha čistých nulových emisií

Štúdia zdôrazňuje, že dosiahnutie a udržanie aspoň čistých nulových emisií skleníkových plynov (NZGHG) do roku 2100 je prvoradé pre minimalizáciu rizika spustenia zlomových bodov v dlhodobom horizonte. Scenáre, ktoré dosiahnu a udržia NZGHG, vedú k podstatne nižším pravdepodobnostiam spustenia zlomových bodov v porovnaní so scenármi, ktoré NZGHG nedosiahnu, alebo ich dosiahnu len dočasne.

Zatiaľ čo vrcholná teplota pri prekročení je určujúca pre strednodobé riziká, v dlhodobom horizonte sa rozhodujúcou stáva stabilizačná teplota, ktorá je určená dlhodobým emisným správaním. Scenáre, ktoré sa vrátia k mediánovému otepleniu pod 1,5 °C do roku 2100 a následne udržia NZGHG (ako SP-NZGHG, Neg-NZGHG, Neg-OS-0C), udržia dlhodobé stredné riziká vo veľmi nepravdepodobnom rozsahu (<12% horná hranica). Naopak, stabilizácia na 1,5 °C bez predchádzajúceho prekročenia („Ref-1p5“ scenár) vedie v dlhodobom horizonte k riziku viac ako 50%.

Zistenia naznačujú, že stabilizácia globálnych teplôt na úrovni 1,5 °C alebo okolo nej v dlhodobom horizonte nestačí na obmedzenie rizika zlomových bodov. Aby sa toto riziko účinne minimalizovalo, štúdia naznačuje, že teplota by sa v dlhodobom horizonte mala vrátiť pod 1 °C oproti predindustriálnej úrovni.

Štúdia jasne ukazuje, že súčasné politiky a národné záväzky (NDCs) nie sú dostatočné na minimalizáciu rizík spojených s klimatickými zlomovými bodmi. Aj keď sa po roku 2100 podarí vrátiť teploty na úroveň 1,5 °C alebo pod ňu, riziko zostáva vysoké, ak došlo k významnému prekročeniu. Každých 0,1 °C dodatočného prekročenia nad 1,5 °C zvyšuje riziko.

Na efektívne obmedzenie rizík je nevyhnutné udržať oteplenie výrazne pod 2 °C za každých okolností, dokonca aj v prípade dočasného prekročenia 1,5 °C. Nad rámec vrcholného oteplenia je dosiahnutie a udržanie čistých nulových emisií skleníkových plynov kľúčové pre obmedzenie dlhodobých rizík tým, že teploty klesnú pod 1,5 °C a ešte nižšie. Cieľ 1,5 °C Parížskej dohody by sa mal vnímať ako horná hranica, nie bezpečná úroveň, pokiaľ ide o planetárnu stabilitu z hľadiska zlomových bodov. Je potrebná podstatnejšia a naliehavejšia snaha o zmiernenie emisií, ktorá presahuje sľuby a vedie k implementácii domácich politík. JaroR

Celá štúdia bola publikovaná v časopise Nature Communications .

Slovníček kľúčových pojmov

• Klimatické body zvratu: Komplexné podsystémy zemského systému, ktoré môžu v reakcii na globálne otepľovanie prejsť náhlymi a často nezvratnými zmenami stavu.
• Globálna stredná teplota (GMT): Priemerná teplota zemského povrchu a oceánov.
• Parížska dohoda: Medzinárodná zmluva zameraná na udržanie globálneho otepľovania výrazne pod 2 °C nad predindustriálnymi úrovňami a na pokračovanie úsilia o obmedzenie nárastu teploty na 1,5 °C.
• Prekročenie: Situácia, keď globálna teplota dočasne prekročí cieľovú prahovú hodnotu (napr. 1,5 °C), a to aj v prípade, že sa neskôr zníži.
• Nulové čisté emisie skleníkových plynov (NZGHG): Dosiahnutie rovnováhy medzi antropogénnymi emisiami skleníkových plynov a antropogénnym odstraňovaním týchto plynov z atmosféry počas určitého časového obdobia.
• Hystereze: Vlastnosť systému, kde jeho stav závisí nielen od súčasných podmienok, ale aj od jeho predchádzajúcej histórie, čo vedie k potenciálu nezvratných zmien.
• Grónsky ľadový štít (GIS): Veľký ľadový štít pokrývajúci Grónsko, ktorý je citlivý na otepľovanie a jeho topenie prispieva k rastu hladiny morí.
• Západoantarktický ľadový štít (WAIS): Veľký ľadový štít v Antarktíde, ktorý je obzvlášť náchylný na zrýchlené topenie kvôli interakciám medzi ľadovými prúdmi a teplou oceánskou vodou.
• Atlantická meridionálna zvracajúca cirkulácia (AMOC): Veľký systém oceánskych prúdov v Atlantickom oceáne, ktorý hrá kľúčovú úlohu v distribúcii tepla a môže byť destabilizovaný prílivom sladkej vody z topiacich sa ľadových štítov.
• Amazonský dažďový prales (AMAZ): Rozsiahly dažďový prales v Južnej Amerike, ktorý je významným zásobníkom uhlíka a ktorého stabilita je ovplyvnená zmenami v zrážkových modeloch a odlesňovaním.
• Fold-bifurcation models: Zjednodušené koncepčné modely používané na simuláciu správania bodov zvratu, ktoré vykazujú vlastnosti hystereze pri prechode kritickým prahom.
• Monte Carlo ensemble approach: Metóda založená na opakovanom náhodnom výbere na odhadnutie pravdepodobností výsledkov systému s mnohými premennými s neistotou.
• Carbon Dioxide Removal (CDR): Technológie a metódy zamerané na odstraňovanie CO2 z atmosféry.
• Nationally Determined Contributions (NDCs): Záväzky k zníženiu emisií skleníkových plynov, ktoré si stanovili jednotlivé krajiny v rámci Parížskej dohody.
• Predindustriálne úrovne: Referenčné obdobie (zvyčajne 1850–1900) používané na porovnanie nárastu globálnej teploty pred výrazným vplyvom industrializácie.