Redigerer Vippepunkt (klima) (avsnitt)

== Tilbakekoblingsmekanismer forsterker opprinnelig klimapådriv ==
Jordens klimasystem består av mange komponenter som virker sammen på komplekse måter, i tid og rom. På grunn av disse interaksjonene kan ikke oppførselen til systemet forutses ved å se på kun se på enkeltkomponenter.{{sfn|Wuebbles|2017|p=412}}

Et ''[[klimapådriv]]'' er en endring som kan tvinge klimasystemet mot oppvarming eller nedkjøling.<ref>{{citation |author= US NRC |year=2012 |title=Climate Change: Evidence, Impacts, and Choices|url=http://www.scribd.com/doc/98458016/Climate-Change-Lines-of-Evidence|publisher=US National Research Council (US NRC)}}, p.9. </ref> Økte konsentrasjoner av [[Klimagass|drivhusgasser]] er et slikt pådriv. Dette kalles også for et ''[[strålingspådriv]]'' fordi det har sammenheng med atmosfærens [[Jordens strålingsbalanse|strålingsbalanse]]. Per definisjon er et pådriv eksternt i forhold til klimasystemet, mens [[Tilbakekoblingsmekanisme|tilbakekoblinger]] er interne. I hovedsak representerer tilbakekoblinger de interne prosessene i systemet. Noen tilbakekoblinger kan opptre isolert fra resten av klimasystemet, mens andre kan være tett koblet til andre prosesser i systemet, hvilket gjør det vanskelig å si akkurat hvor mye en bestemt prosess bidrar.<ref>[[#Hartmann|Hartmann et al: ''Climate Change Feedbacks'' side 16.]]</ref>

=== Drivhuseffekten ===
{{Hovedartikkel|Drivhuseffekt}}

[[Fil:Greenhouse visible and infrared light.png|mini|upright=1.8|alt=Bilde fra et drivhus som viser kort- og langbølget stråling.|Et drivhus med vegger av glass slipper gjennom det meste av de kortbølgede solstrålene (gule bølger). Disse varmer opp omgivelsene inne i drivhuset, spesielt den sorte jorden og plantene. Disse sender ut langbølget stråling (røde bølger) som i stor grad ikke slipper gjennom glasset, men absorberes og sendes i retur til omgivelsen inne i drivhuset. Dermed oppstår oppvarmingen av omgivelsene og luften.]]

Solstråling består overveiende av [[Elektromagnetisk stråling|kortbølget stråling]] som for en stor del går gjennom atmosfæren og varmer opp jordoverflaten. Den resulterende [[terrestrisk]]e strålingen fra jorden er langbølget, [[infrarød stråling]] ([[varmestråling]]). Denne går opp i atmosfæren hvor en stor del av strålingen blir absorbert av gassene der. I neste omgang vil gassene i atmosfæren emittere (sende ut) denne langbølgede strålingen. En del av den emitterende strålingen fra atmosfæren går ut i verdensrommet, mens en annen del, ved et fenomen kalt [[atmosfærisk tilbakestråling]], stråles tilbake til jorden (varmestråling). Dette er hovedprinsippet bak selve drivhuseffekten.{{sfn|Barry og Chorley|2003|p=51}}

Navnet drivhuseffekt kommer av en analogi til et [[drivhus]], som bare delvis er overførbar til jorden. I et drivhus, se illustrasjon, vil tak og vegger av glass absorbere den langbølgede strålingen fra gulv og vegger, og emittere denne tilbake. I motsetning til i atmosfæren hindrer vegger og tak utstrømning av varme, og inne i drivhuset reduseres luftstrømningene, noe som spiller en rolle i omfordeling av varme. I atmosfæren derimot, er det kraftige luftstrømninger.{{sfn|Barry og Chorley|2003|p=51}}{{sfn|Houghton|2009|p=22}}

=== Pådriv og tilbakekoblingsmekanismer ===
{{Utdypende|Klimapådriv|Tilbakekoblingsmekanisme (klima)}}
[[File:General Feedback Loop.svg|mini|alt=Et blokkdiagram som viser en tilbakekoblingssløyfe.|En tilbakekoblingssløyfe hvor alle utganger av en prosess er tilgjengelige som årsaksinnganger til den samme prosessen. Signalet fra utgangen (Outputs) '''''A''''' blir ført tilbake til inngangen (Inputs) '''''B''''' til prosessen (P) og vil enten forsterke eller svekke utgangssignalet.]]

Tilbakekobling oppstår når utgangen av et system blir sendt tilbake som inngang, som en del av en kjede av [[Kausalitet|årsak og virkning]], som danner en krets eller sløyfe.<ref name=Ford>{{cite book |title=Modeling the Environment |author=Andrew Ford |chapter=Chapter 9: Information feedback and causal loop diagrams |pages=99 ''ff'' |publisher=Island Press |year=2010 |isbn=9781610914253 |url=https://books.google.com/books?id=38PJahZTzC0C&pg=PA99lpg=PA99 |quote=}}</ref> Systemet kan da sies å være «koblet tilbake» i seg selv, slik som illustrasjonen viser. En snakker om ''positive-'' og ''negative tilbakekoblinger''. Positiv tilbakekobling er en prosess som skjer i en tilbakekoblingssløyfe hvor effekten av en liten forstyrrelse på et system fører til en økning av størrelsen (styrken) av den opprinnelige forstyrrelsen.<ref name=zuckerman>{{cite book | title = Human Population and the Environmental Crisis |author1=Ben Zuckerman |author2=David Jefferson |lastauthoramp=yes | publisher = Jones & Bartlett Learning | year = 1996 | isbn = 9780867209662 | page = 42 | url = }}</ref> Det betyr at '''''A''''' produserer mer av '''''B''''' som igjen produserer mer av '''''A'''''.<ref>Keesing, R.M. (1981). Cultural anthropology: A contemporary perspective (2nd ed.) p.149. Sydney: Holt, Rinehard & Winston, Inc.</ref> Et system med negativ tilbakekobling har den motsatte virkningen, der en endring av '''''A''''' produserer mindre av '''''B''''' som igjen produserer mindre av '''''A'''''.<ref name=zuckerman/> Begge konseptene spiller en viktig rolle innen vitenskap og teknologi, ikke minst innenfor [[klimatologi]]. 

Pådriv, tilbakekoblinger og dynamikken i klimasystemet bestemmer hvor mye og hvor fort [[klima]]et endres. Den viktigste positive tilbakekoblingsmekanismen i forbindelse med [[global oppvarming]] er at økt varme øker mengden av [[vanndamp]] i [[atmosfære]]n, som igjen fører til ytterligere oppvarming.<ref>{{Kilde www |url=http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch8s8-6-3-1.html |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2019-03-15 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20100409130123/http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch8s8-6-3-1.html |arkivdato=2010-04-09 |url-status=død }}</ref> Den viktigste negative tilbakemeldingen beskrives av [[Stefan-Boltzmanns lov|Stefan–Boltzmann lov]], som sier at mengden [[energi]] i form av [[varmestråling]] ut fra jorda til [[verdensrommet]] endres med fjerde [[Potens (matematikk)|potens]] av [[temperatur]]en på jordoverflaten. Det vil si at en liten temperaturøkning gir stort utslag i form av [[Stråling|utstråling]] av energi ut i verdensrommet.

De positive tilbakekoblingsmekanismene kan ha akselererende effekter på jordens klima, og dessuten ha irreversible vippepunkter. Ved et tidspunkt kan en liten endring av det globale klimasystemet, selv om det er nokså stabilt, transformeres til en helt annen klimatilstand.<ref>{{Kilde www | forfatter= | url= http://climatica.org.uk/climate-science-information/feedbacks-tipping-points | tittel= Feedbacks & Tipping Points | besøksdato= 24. februar 2019 | utgiver= Climatica | arkiv_url= https://web.archive.org/web/20181022041236/http://climatica.org.uk/climate-science-information/feedbacks-tipping-points | dato= 2019 | arkiv-dato= 2018-10-22 | url-status=død }}</ref> Forenklet sagt har temperaturøkninger i seg selv eskalerende effekt. Effekten er større for en global (middel) temperaturøkning fra 1,5 til 2 °C enn for 0,5 til 1,5 °C, og en økning fra 2 til 2,5 °C gir større virkninger enn for 1,5 til 2 °C. Dette øker sannsynligheten for at vippepunkter påtreffes underveis etter som temperaturen stiger. {{sfn|Hessen|2020|p=173}}

=== Karakteristika for vippepunkter ===
De positive tilbakekoblingene i klimasystemet har potensial til å akselerere det menneskeskapte klimapådrivet (blant annet klimagasser). Under verst tenkelige konsekvenser kan de også endre jordens klimasystem, helt eller delvis over i nye tilstander som er svært forskjellige fra det kjente klimaet. Noen tilbakekoblingsmekanismer og potensielle tilstandsendringer kan modelleres og kvantifiseres, andre kan modelleres eller identifiseres, men ikke kvantifiseres. En regner også med at noen fortsatt er ukjente.{{sfn|Wuebbles|2017|p=412}}<ref>{{Kilde www | forfatter= Hansen, James | url= https://pubs.giss.nasa.gov/docs/2008/2008_Hansen_ha04310w.pdf | tittel= Tipping Point - PERSPECTIVE OF A CLIMATOLOGIST | besøksdato= 22. september 2019 | utgiver= NASA | arkiv_url= | dato = 2009 }}</ref> Modeller treffer sjelden presis for sine prognoser, men likevel fremmer de forståelse for dynamikken i et gitt system.

Sannsynligheten for at slike vippepunkter blir passert og at klimaet dermed går over til nye tilstander, er vanskelig å vurdere. Uansett kan konsekvensene bli store og være alvorligere enn klimamodellene forutsier for tiden frem mot år 2100. Årsaker til dette er at klimamodeller ikke tar med alle komponenter i klimasystemet, eller at de er representert forenklet. Dette gjelder for eksempel [[Platåbre|iskapper]] eller karbonreserver (for eksempel i permafrost). Dessuten tar ikke modellene med alle de interaksjonene mellom slike komponenter som gir selvforsterkende virkninger. En regner derfor med at det kan være muligheter for at klimasystemet kan gjennomgå uventede endringer. Det er konsensus om at desto høyere og raskere global oppvarming skjer, jo større er risikoen for overraskende endringer.{{sfn|Wuebbles|2017|p=412}} Et annet karakteristisk trekk med vippepunkter er at selv om en raskt kan nå vippepunktet som fører til en endring, kan selve endringen til en ny stabil tilstand, ta alt fra tiår til flere hundre år, eller til og med tusen år.{{sfn|Wuebbles|2017|p=417}}

Ved hjelp av modellering, undersøkelse av [[Paleoklimatologi|paleoklima]] (fortidens klima) og ekspertvurderinger har forskerne pekt ut et antall vippepunkter relatert til atmosfære- og [[Havstrøm|havsirkulasjon]], [[kryosfæren]] (snø og isdekkede områder), [[Karbonkretsløpet|karbonsyklusen]] og [[økosystem]]er.{{sfn|Wuebbles|2017|p=417}}