Exploring the risks of 'cascading' tipping points in a warming world
Wunderling, Nico y Thilo Körkel [2025], "Exploring the risks of 'cascading' tipping points in a warming world", Carbon Brief, 15 de abril, https://www.carbonbrief.org/guest-post-exploring-the-risks-of-cascading-...
Nico Wunderling es profesor de Ciencias Computacionales del Sistema Terrestre en el Centro de Estudios Computacionales Críticos de la Universidad Goethe de Francfort y científico de la Unidad de Ciencias de la Resiliencia Terrestre del PIK. Su investigación se centra en la interacción de los elementos de inflexión en el sistema terrestre.
Thilo Körkel es gerente académico del Centro de Estudios Computacionales Críticos de la Universidad Goethe de Francfort.
Cada vez se conocen mejor los elementos de inflexión del sistema terrestre
Los puntos de inflexión de los elementos del clima global consisten en cambios irreversibles a causa de una alteración en el calentamiento global. Debido a la interacción entre elementos (dato crucial 1), la alteración de un elemento refuerza, o en su defecto, provoca el punto de inflexión de otros. A lo anterior se le conoce como cascada de inflexión.
Las alteraciones al sistema climático se conocen desde inicios del Siglo XXI (dato crucial 2). Pero no fue hasta la presentación del término “elementos de inflexión” cuando aumentó la investigación sobre este tema (dato crucial 3). Uno de los avances más importantes al respecto fue la presentación de los cinco grandes elementos de inflexión en el año 2023. Estos son: las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental, los arrecifes de coral de aguas cálidas, el Giro Subpolar del Atlántico Norte y las regiones de permafrost global. No obstante, falta profundizar en las interacciones de estos elementos.
Una cascada de inflexión ya estudiada, es la generada por el debilitamiento de la circulación del océano Atlántico (AMOC, por su sigla en inglés). Este suceso puede provocar que se acumulen aguas cálidas en el Océano Austral y en el Ecuador, lo que derretiría la capa de hielo de Antártida y fomentaría el fenómeno de El Niño (ENSO, por su sigla en inglés) respectivamente. Sin embargo, este debilitamiento también ocasionaría una acumulación de agua fría en el polo norte, lo que estabilizaría la capa de hielo de Groenlandia.
Para comprender mejor este fenómeno se propuso un modelo computacional que mide el riesgo de cascadas de inflexión en las interacciones conocidas. De esta forma se determinó que a mayor temperatura (dato crucial 4) se puede afectar a los elementos climáticos, porque tardarían más en llegar a la temperatura de equilibrio (dato crucial 5). Es por esto que el riesgo de inflexión es mayor con este aumento (dato crucial 6). Además, debido a que el Modelo de Circulación General apenas si aborda la interacción entre elementos, el modelo propuesto lo podría complementar.
Una forma de demostrar la existencia e impacto de las cascadas de inflexión es estudiar el clima del pasado. Para esto, se podría abordar la formación de aguas profundas que llevó a la formación de la capa de hielo en la Antártida durante la transición de los periodos Eoceno-Oligoceno, así como el debilitamiento de la AMOC por la liberación de hielo al Océano Atlántico durante la última edad de hielo y a mediados del Holoceno.
Pese a lo antes descrito, aún existen críticas hacia los procesos de inflexión debido a su incertidumbre sobre el funcionamiento a diferentes escalas y su respuesta ante las perturbaciones, así como por la falta de observaciones y datos directos. En consecuencia, estos procesos se investigan en modelos terrestres más complejos. Ejemplo de estas iniciativas son El Proyecto de Intercomparación de Modelos de Punto de Inflexión (TIPMIP, por su sigla en inglés), y aquellos financiados por Unión Europea: ClimTIP o TipESM.
1) La figura 1 muestra las interacciones que existen entre los elementos de inflexión. Las flechas rojas representan los elementos desestabilizadores, las azules los estabilizadores, en gris los poco claros y con líneas discontinuas aquellos cuya evidencia es limitada.
2) En el año 2001, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por su sigla en inglés) La posibilidad de cambios abruptos en el sistema solo se consideró para aumentos de 4 y 5 °C (Celsius) sobre los niveles preindustriales.
3) El término “elementos de inflexión ” se usó pro primera vez en 2008, en un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
4) Los riesgos de inflexión a largo plazo son de 15% si el calentamiento alcanza un máximo de 2 °C y después se estabiliza en 1 °C.
5) Cuando el calentamiento alcanza un máximo de 3 °C y se estabiliza en 1.5 °C hasta el siglo XXII existe un riesgo de 66% de que al menos uno de los cuatro elementos de inflexión modelados se desestabilice.
6) Figura 2. El gráfico de la izquierda indica que existe un riesgo mayor de inflexión si la temperatura aumenta 4 °C, a diferencia de si aumenta 2°C cuando la temperatura de estabilización es de 1°C. El de la derecha indica que, si es mayor la temperatura de estabilización, solo basta con un aumento de 3°C para que el riesgo sea grande.
La perspectiva mostrada en este modelo es un buen ejercicio para observar cómo es que la destrucción de una parte del sistema climático implica la destrucción de sus demás componentes. Como se mencionó en el ejemplo del AMOC, un pequeño aumento en la temperatura mundial puede significar un impacto negativo a nivel global.
El modelo presentado es una herramienta de gran utilidad para demostrar el riesgo ambiental que significa el aumento de temperatura a nivel mundial. Una vez conscientes del riesgo que existe, los estados y las empresas deben enfocar sus acciones hacia la disminución de la temperatura mundial.
A pesar de que el modelo computacional representa solo el inicio en el estudio de las interacciones de los elementos climáticos, sirve para demostrar que la expansión de las actividades empresariales que utilizan combustibles fósiles ya no es sostenible. Los resultados demuestran cómo, en pocos años, la especie está más cerca que nunca de alcanzar el umbral de temperatura, algo que no sucedió de la misma forma a lo largo de toda la historia de la Tierra.
Si bien solo se mencionan los factores climáticos, sería necesario tomar en cuenta el factor antropogénico, para tener un mejor panorama del riesgo. Las acciones e impacto hacia las sociedades también pueden considerarse a escala global.
