Redigerer Vippepunkt (klima) (avsnitt)

== Vippepunkter relatert til økosystemene ==
Klimaendringer kan forandre hele regioners økosystemer med sitt typiske klima, slik at tilpassede plante- og dyresamfunn endres. Dette kan gi endringer som fører til tining, forråtnelse som gir ytterligere klimagassutslipp, eller etablering av nye planter og trær som representerer et karbonsluk. I varme strøk kan skog komme til å tørke ut og skogbranner bli mer hyppig, noe som gir utslipp av CO<sub>2</sub>.

=== Avskoging av tropiske skoger ===
[[Fil:Terra Indígena Tenharim do Igarapé Preto, Amazonas (40688903980).jpg|mini|alt=Luftfotografi over Amazonasregnskogen.|[[Amazonasregnskogen]] utsettes i dag for hugst og påsatte branner. I fremtiden fryktes det at den kan utsettes for omfattende tørke og påfølgende reduksjon.]]

[[Amazonasregnskogen]] har fått sitt areal redusert med rundt 17 % fra 1970 til 2020. Selv om skogen ikke er vesentlig for produksjon av oksygen (O<sub>2</sub>) til atmosfæren, binder den mye karbon i form av tremasse, og reduksjon har potensial til en betydelig økning av CO<sub>2</sub>-konsentrasjonen.{{sfn|Hessen|2020|p=125}}

Normalt skjer den sterkeste veksten i Amazonasregnskogen i tørkeperioden, når det er sterk varme og akkumulert vann fra grunnen under trekkes opp. Noen studier basert på modellsimuleringer tyder på at lengre tørkesesong i fremtiden kan redusere utbredelsen av regnskogen med 70 %. Dette er prognosert å skje innen år 2100. Samtidig vil det bli en østlig utbredelse av [[caatinga]] (en skogtype). I tillegg til dette har noen modeller vist at det finnes flere likevektstilstander for det tropiske klima-vegetasjonssystemet. Overgangen til nye likevektstilstander kan skje hurtig om tørkeperiodene blir for lange til at vegetasjonen overlever. Det kan imidlertid heller ikke utelukkes at gjødslingseffekten av økt CO<sub>2</sub>-konsentrasjon i atmosfæren, styrker skogens motstandskraft ved tørke.{{sfn|Stocker|2014|p=1117}}

Andre mekanismer gjør seg også gjeldende for Amazonas regnskog: Reduksjon av skogen kan få tørkesesongene til å bli lengre, samt at tørkeperioder øker sjansene for skogbranner. Påsatte skogbranner svekker også regnskogens motstandsdyktighet mot klimaendringer. En teori er at med endret klima kan skogbrann virke som en utløser for overgang fra regnskog til en sesongavhengig skogsvegetasjon. Gjenvekst av vegetasjonen kan da føre til [[Refugium (økologi)|refugier]].{{sfn|Stocker|2014|p=1117}} 

Skogbrann er for øvrig en naturlig prosess som har gunstige virkninger i økosystemene ved at næringsstoffer i vegetasjonen resirkuleres. Branner kan gi store utslipp av CO<sub>2</sub>, men vegetasjonen vokser i løpet av noen år opp igjen og binder opp CO<sub>2</sub>. Dermed anses skogbranner i utgangspunktet å ikke gi større CO<sub>2</sub>-konsentrasjon i atmosfæren. Økt hyppighet av omfattende skogbranner kan på den annen side representere en positiv tilbakekobling fordi det tar lang tid før skogen vokser opp igjen, opptil 100 år, og i noen områder vil det sannsynligvis ikke skje.{{sfn|Hessen|2020|p=172}}

Mulig påvirkning av klimasystemet ved avskoging av tropiske regnskoger er økte klimagassutslipp.{{sfn|Wuebbles|2017|p=417}} I klimapanelets femte hovedrapport konkluderes det med at kunnskapen om kritiske vippepunkter i forbindelse med klimaendringer for Amazonas' regnskog og andre tropiske regnskoger er liten. At kritiske vippepunkter kan overskrides ved endret nedbørsvolum, kan ikke utelukkes. Det gjenstår å finne ut om regnskog kan få en overgang til en redusert tilstand, som et resultat av kombinerte påvirkninger av gjødslingseffekten av CO<sub>2</sub>, varmere klima, redusert nedbør og endret arealbruk (menneskelig påvirking).{{sfn|Stocker|2014|p=1117}} Prognoser for et mulige vippepunkt for Amazonas' regnskog ligger i intervallet 20–40 % redusert areal.{{sfn|Hessen|2020|p=125}}

=== Endring av vegetasjonsdekket i boreale skoger ===
[[Fil:Нуорунен. Висячее болото.jpg|mini|alt=Fotografi ut over et stort vilmarksområde i Paanajärvi nasjonalpark.|Paanajärvi nasjonalpark i [[Karelia]] i [[Russland]] med [[boreal barskog]]. Spesielt i de sørlige utkantene av områder med denne skogtypen ventes overgang til annen vegetasjon.]]

Det er utført feltstudier og modelleringer basert på [[biokjemi]]ske mekanismer som tyder på at [[Boreal barskog|boreale skoger]] kan tippe over til en tilstand med annen vegatasjonstype på grunn av global oppvarming. Usikkerheten rundt dette var veldig høy da klimapanelet utga sin femte hovedrapport. Usikkerheten har å gjøre med manglende kunnskap om disse økosystemene og plantefysiologi, altså hvordan plantene responderer på oppvarming.{{sfn|Stocker|2014|p=1117}}

En ser for seg at boreale skoger kan utbres mot nord, og at de sørligste deler av de boreale skoger fra å være dominert av [[bartrær]], kan få andre treslag eller en vegetasjon dominert av gress. Den boreale skogen kan bli overtatt av andre planter og urtevekster. Mekanismer for redusert skogsvekst og/eller økt dødelighet for skog, er at områder som normalt har hatt våt skogbunn, får tørrere bakke med varmere klima om sommeren. Dermed vil unge [[stikling]]er med grunne røtter dø på grunn av sommertørke i de øverste jordlagene, noe som påvirker skogens reproduksjonsevne.{{sfn|Stocker|2014|p=1117}}

Andre mekanismer er skader på [[Bartrær|baret]] ved høye temperaturer, flere insekter, [[planteetere]] og skogbranner. Usikkerheten om slike mekanismer dreier seg om styrkeforholdet mellom mange forskjellige faktorer som den eksisterende biomassen, type brann og hyppighet, dybde for tining av permafrost, snømengder og jordsmonnets fuktighet. Dermed er både tilstedeværelsen av vippepunkter og hva som eventuelt påvirker dem usikkert, men ikke mulig å utelukke.{{sfn|Stocker|2014|p=1117}}

En tilbakekoblingsmekanisme relatert til boreale skoger er at nye skoger som erstatter tundra, vil være mørkere enn den opprinnelige vegetasjon. Dermed skjer det en regional oppvarming ved at mer sollys absorberes, som igjen forsterker ekspansjon av ny skogtype. Endringer som kan påvirke klimasystemet er utslipp av klimagasser og endring av albedo.{{sfn|Wuebbles|2017|p=417}}

=== Ødeleggelse av korallrev ===
[[Korallrev]] er svært følsomme økosystemer som påvirkes av selv små temperaturendringer. Spesielt er korallrev følsomme for havforsuring. Varmere vann er den vanligste årsaken til «bleking av korallrev», som i økende grad har blitt observert de siste årene. Bleking betyr at korallene mister algeorganismene som lever i dem, deretter dør som oftest hele organismen. Selv med en global oppvarming på 2&nbsp;°C ventes det at de fleste av dagens kjente korallrev vil forsvinne. Når et korallsystem først har kollapset, tar det flere tusen år før det bygges opp om forholdene endres.<ref name=TE/>

=== Svekking av havets evne til å ta opp karbon ===
[[Fil:Emiliania huxleyi coccolithophore (PLoS).png|alt=Fotografi fra elektronmikroskop som viser et planteplankton.|mini|[[Emiliania huxleyi]] sett i et elektronmikroskop. Dette planteplanktonet tar opp CO<sub>2</sub> for å produserer organiske molekyler som oppretholder deres livsprosesser. De tar også opp Ca<sub>2</sub>- og HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>-ioner for å syntetisere de ytre delen (skjellene) som består av CaCO<sub>3</sub>. I prosessen med å lage CaCO<sub>3</sub> produseres også CO<sub>2</sub>. Som levende organismer er det usikkert hvorvidt coccolithophorene representerer et [[Karbonsluk|nettosluk]] (opptak) eller kilde til CO<sub>2</sub>, men totalt sett representerer de allikevel en av de største kilden til CO<sub>2</sub>-opptak. {{byline|Alison R. Taylor}}]]

Det største ''karbonsluket'' er havet som tar opp CO<sub>2</sub> via mekanismer som har å gjøre med at [[sjøvann]] har evne til å løse opp denne gassen, samt biologiske prosesser der CO<sub>2</sub> inngår.{{sfn|Stocker|2014|p=472}}<ref name=TE/> Havet har hatt en økende evne til å ta opp CO<sub>2</sub>, slik at den økende mengde av gassen i atmosfæren har ført til økende opptak.<ref name=Prentice1213>{{Kilde artikkel | forfattere = Prentice, Iain Colin, Williams, Siân og Friedlingstein, Pierre | tittel = Biosphere feedbacks and climate change | publikasjon = Grantham Institute Briefing paper | år = juni 2015 | bind = | hefte = 12 | sider = | doi = | url = https://www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/grantham-institute/public/publications/briefing-papers/Biosphere-feedbacks-and-climate-change-Briefing-Paper-No-12v2.pdf}}</ref>

Ifølge [[Le Chateliers prinsipp]] vil den kjemiske likevekten for jordens karbonkretsløp endres som en respons på menneskeskapte CO<sub>2</sub>-utslipp. Imidlertid er havets fremtidige hastighet med å ta opp CO<sub>2</sub> usikker og vil bli påvirket av en forventet lagdeling forårsaket av oppvarming og eventuelt endringer i havets [[Termohalin sirkulasjon|termohaline sirkulasjon]]. Med andre ord vil en svekkelse av havstrømmene påvirke havets kapasitet som karbonsluk, også kalt ''karbonpumpe''.<ref>{{Kilde artikkel | forfattere = Jansen, Malte F. | tittel = Glacial ocean circulation and stratification explained by reduced atmospheric temperature | publikasjon = Grantham Institute Briefing paper | år = 2016 | bind = 114 | hefte = 1 | sider = 45–50 | doi = 10.1073/pnas.1610438113 | url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5224371/ }}{{Død lenke|dato=april 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{Kilde artikkel | forfattere = C. Heinze, S. Meyer, N. Goris, L. Anderson, R. Steinfeldt, N. Chang, C. Le Quéré, og D. C. E. Bakker | tittel = The ocean carbon sink – impacts, vulnerabilities and challenges | publikasjon = Earth System Dynamics | år = 2015 | bind = 6 | hefte = | sider = 327–358 | doi = 10.5194/esd-6-327-2015 | url = https://www.earth-syst-dynam.net/6/327/2015/esd-6-327-2015.pdf | url-status=død | arkivurl = https://web.archive.org/web/20171202063130/https://www.earth-syst-dynam.net/6/327/2015/esd-6-327-2015.pdf | arkivdato = 2017-12-02 }}</ref>

Når CO<sub>2</sub> løses opp i sjøvann, skjer det en kjemisk reaksjon der det i siste instans dannes [[hydrogenkarbonat]] (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>). Dette uorganiske karbonet blir til ioniske salter, hvorav størstedelen er [[kalsiumkarbonat]] (Ca<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>). Ca<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> er uoppløselig, og blir til bunnfall. Imidlertid er det mange organismer i havet som bruker Ca<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> som byggesteiner, for eksempel koraller, skalldyr og plankton. Effekten av opptak av CO<sub>2</sub> er at havets [[pH|pH-verdi]] øker og havet blir surt, en prosess kjent som [[havforsuring]].<ref name=Riebeek>{{Kilde www | forfatter= Riebeek, Holli | url= https://earthobservatory.nasa.gov/Features/OceanCarbon/ | tittel= The Ocean’s Carbon Balance | besøksdato= 23. juli 2017 | utgiver= Earth Observatory, NASA | arkiv_url= | dato = 30. juni 2008 }}</ref><ref name=Ocean>{{Kilde www | forfatter=  | url= https://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/oceansicerocks/oceanchemistry.html | tittel= Ocean Chemistry – ACS Climate Science Toolkit | besøksdato= 24. juli 2017 | utgiver= American Chemical Society | arkiv_url= https://web.archive.org/web/20200222042943/https://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/oceansicerocks/oceanchemistry.html | dato=  | arkiv-dato= 2020-02-22 | url-status= yes }}</ref>

Jo varmere overflaten av havet blir, desto vanskeligere blir det for vinden å skape turbulens og omrøring som får vann fra dypere lag til overflaten. Havet blir på grunn av dette roligere og lagdeling oppstår. Når tilgangen på friskt karbonatrikt vann reduseres, fører dette til CO<sub>2</sub>-metning av de øvre lagene av sjøvannet. Effekten av dette er reduserte livsbetingelser for planteplankton, dermed reduseres også CO²-opptaket fra [[fotosyntese]]n i planteplankton.<ref name=Riebeek/> 

I tillegg til vind som lager turbulens og omrøring i havet, er havstrømmene også med på å føre vann fra havdypet opp til overflaten. Men til forskjell fra vinden, er dette sirkulasjoner som skjer på spesielle geografiske steder. Karbonet som blir med strømmen ned mot havbunnen blir også oppløst, dermed er de store havstrømmene del av den uorganiske karbonpumpen.<ref name=Riebeek/><ref name=Ocean/>

Effekten av oppvarming og at havet allerede har tatt opp mye CO<sub>2</sub>, ventes å være redusert kapasitet for opptak av CO<sub>2</sub> i havet. Dette kan gi en positiv tilbakekobling i klimasystemet.<ref name=Prentice1213/>