İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ

Küresel Isınma Döneminde, Etkileşen Alt Sistemler İklimdeki Dönüşüm Riskini Domino Etkisiyle Arttırabilir.

 

Kaynak: Wunderling, N., Donges, J. F., Kurths, J., and Winkelmann, R.: Interacting tipping elements increase risk of climate domino effects under global warming, Earth Syst. Dynam., 12, 601–619, https://esd.copernicus.org/articles/12/601/2021/

 

Dünya İklim sistemi, kendi doğal süreci dışındaki zorlamalarla belirli kritik eşik değerler aşıldığında ortaya koyacağı çevresel bozulmalara tepki olarak, muhtemelen geri döndürülemez değişikliklere uğrayabilen alt sistemler üzerinde istikrarını sürdürür. Bu sistemler: a) Kriyosfer Bileşenleri (Permofrost olarak adlandırılan donmuş toprak dahil, Kuzey ve Güney Kutuplardaki buz tabakaları, Alp Dağları ve Himalayalardaki Buzullar, v.b), b) Biyosfer Bileşenleri (Amazon Yağmur Ormanları, Kuzey Ormanları ve Mercan Resifleri) ile c) El Nino Güney Salınımı gibi büyük ölçekli atmosferik ve okyanus dolaşım sistemleri ile Gulf Stream sistemleridir. Bu sistemlerin herhangi birindeki bozulma, diğer sistemleri de domino etkisi ile hareketlendirerek dünya iklim sistemini geri dönülemez yerlere taşıyabilecektir.

 

Bilim insanları 2020 yılının Nisan ayında başlattıkları bir çalışmada 3 milyon simülasyon gerçekleştirerek söz konusu alt sistemler üzerinde ortaya çıkacak bir değişikliğin diğer sistemleri ve dolayısıyla dünya iklim sistemini nasıl etkilediğini ortaya çıkarmaya çalıştılar. Yaklaşık bir yıl süren ve 2021 Nisan ayında tamamlanıp Haziran ayında Earth System Dynamics dergisinde paylaşılan bu çalışmanın sonuçları aşağıda derlenip, özetlenmiştir.

 

Alt Sistemler arasındaki etkileşimler

 

Alt sistemler kendi içlerine kapalı izole sistemler değildir. Küresel ölçekte birbirleri ile etkileşim halindedirler ve her birinin sistematik yapısı diğerlerinin de kendi sistematik yapıları içinde varlığını sürdürmesini sağlar. Yapılan çalışma yukarıda sayılan alanlardaki beş alt sistem üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bunlar, Grönland Buz Tabakası, Batı Antarktika Buz Tabakası, Gulf Stream, El Nino Güney Salınımı ve Amazon Yağmur Ormanları idi. Aşağıdaki şekil bu sistemler arasındaki etkileşimleri ortaya koymaktadır.  

 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

Kaynak: Earth System Dynamics dergisinde yayınlanan aynı yazı.

 

Bu bölgedeki buzullarda ortaya çıkan kararsızlıklar tüm havzanın parçalanmasına neden olabilir endişesini yaratmaktadır.

Gulf Stream akıntısının 20. Yüzyılın ikinci yarısında giderek yavaşladığı belirlenmiştir. Bu akıntı şu sıralarda yüzyıllardan bu yana sahip olduğu hızından en az yüzde 15 daha ağır hareket ettiğini göstermektedir. Yapılan çalışmada ortaya konan model karşılaştırmalarında Gulf Stream’deki yavaşlama büyük ölçüde değişen yüzey akıntılarından kaynaklanmaktadır. Bunun yanı sıra Kuzey buz denizinden gelmekte olan erimiş buzul tatlı suyunun Kuzey Atlantik suyunda yaratacağı seyrelme sorunu ile hız azalmasının daha da şiddetlenerek artacağı düşünülmektedir. Yapılan modellemelerde Gulf Stream akıntısının zayıflaması durumunda  deniz yüzeyi sıcaklıklarında ciddi bir soğuma eğilimi gözlenmiş ve bu soğumanın Avrupa'da sıcaklıkların bölgesel olarak 8 santigrat dereceye kadar düşebileceğini göstermiştir.  

​

Benzer bir olayın ‘Younger Dryes’ döneminde gerçekleştiği ortaya çıkarılmış bir gerçek. Günümüzden 12,900 – 11,500 yıl önce yaşanan ‘Younger Dryes’ dönemi aslında sona ermiş olan buzul çağına yeniden dönüşün olduğu sürecin adıdır. Bu dönemde ısı Grönland’de ortalama 4-10 santigrat derece düşmüş, hemen tüm kuzey yarı kürede buzullar daha aşağılara inerek yaklaşık bindörtyüz yıl süren yeni bir buzul dönemi yaşanmasına neden olmuştur. Dönemin özelliği bu sürece 10 yıl içinde girilmiş olmasıdır. Başlangıcının ise çok daha kısa sürede gerçekleştiği düşünülmektedir. Çalışmada yapılan modellemeler Gulf Stream’deki bu ters yüz oluşun gerçekleşmesi için küresel sıcaklığın 3,5 – 6.0 santigrat derece artmasının yeterli olacağını göstermiştir.

​

Gulf Stream’deki yavaşlamanın güneyde Batı Antarktika Buzullarına olan etkisi de negatif olarak ortaya çıkmaktadır. Gulf Stream’in zayıflaması kuzeye doğru ısı aktarımını önemli ölçüde azaltacağı için güney Atlantik yüzey suyu sıcaklıklarında anormallikler ısı artışı olarak ortaya çıkabilecektir. Bu durum ise, yapılan çalışmalardaki modellemelerde daha sıcak bir güney ve daha soğuk bir kuzey olarak gözlemlenmiştir.

​

Amazon yağmur ormanlarının yaşayacağı problem ise yalnızca yoğun kuraklık ve/veya ısı dalgaları riskinin artmasından değil, aynı zamanda uzun zamandır sürdürülen ormansızlaşma faaliyetleri ve yangınlardan da çok ciddi etkilenecektir. Bu olgular, nem geri dönüşlerini azaltacak ve Amazon ormanlarını bir savana dönüştürecektir. Bugünkü ormansızlaşma boyutuna bakıldığında Amazon Ormanlarının küresel ısınma ile birlikte böylesi bir savana dönüşme olasılığının kıyısında olduğu ve yağmur ormanı ekosisteminin %30-50’sinin tropikal bir savan veya kuru orman alanlarına dönüşme sürecinde olduğu belirtilmektedir.

​

Ancak, modellemelerde buz tabakalarının ve okyanus sirkülasyonunun aksine, yağmur ormanlarının değişen iklim koşullarına bir dereceye kadar uyum sağlayabildiği sonuçlarına ulaşılmıştır.

​

Dinamik buz tabakası modeli simülasyonları, sanayi öncesi küresel ortalama yüzey sıcaklık seviyelerinin üzerinde 0,8 ile 3,2 santigrat arasında bir ısınmayı Kuzey Kutup Buzulları için kritik bir sıcaklık eşik olarak belirlemiştir. Bu eşik aşıldığında geri dönüşü olmayan buz kaybı tanımlanmıştır. 2021 yılında ısı artışının 1,2 santigrat derece olduğu açıklaması dikkate alınırsa Kuzey Kutup Buzulları için geri dönüş eşiğinin aşıldığını rahatlıkla söyleyebiliriz.

​

Batı Antarktika Buz Levhasının dinamiklerinde farklı süreçler duyarlı hale geliyor. Bölgenin büyük bir kısmı deniz havzalarında yer aldığından, okyanustaki değişiklikler buz tabakasının evrilmesinde kilit rol oynuyor. Denizdeki buz tabakasında ortaya çıkacak kararsız davranışlar, buradaki buz tabakasının deniz seviyesinin altında geriye doğru  anakara üzerinde dayandığı yerde kendi kendine devam eden buz kaybını tetikleyebilir. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, Doğu ve Batı Antarktika Buz Tabakası için farklı davranışlar göstermiştir. Örneğin Batı Antarktika'nın istikrarsızlaşmasına yol açan eşik 2 santigrat derece iken, Doğu Antarktika'nın büyük kısımlarında 6 ile 9 santigrat derecelik artışlar benzer dönüşümleri sağlayabilecektir.

​

Kuzey Buzulları ile Batı Antarktika buz tabakaları arasındaki etkileşim ise deniz seviyelerindeki değişiklikler aracılığı ile ortaya çıkan güçlü bir etkileşim olarak gözlemlenmiştir. Kuzey Buz denizi veya Batı Antarktika’daki buzullardan herhangi  birinin erimesi durumunda yerçekimi, elastikiyet ve dünyanın kendi çevresindeki dönme etkileri ile deniz seviyesinin yükselmesi artacaktır. Çünkü bu durumda yalnızca yeryüzünde kalan buz tabakaları okyanus suları üzerinde güçlü yer çekimi etkileri uygulayacaktır. Denizde son bulan çok daha büyük buz kütlelerin Güney Atlantik’te bulunması nedeni ile Kuzey Kutup Buzullarının daha önce erimesi bu etkinin çok daha büyük olacağını ortaya çıkarmaktadır.  

​

Çalışmalar sırasında yapılan simülasyonların %65’inde Kuzey Kutup Buzullarının erimesi tüm diğer sistemlerin bozulmasında tetikleyici rol oynamıştır. Bu buzulların erimesi çok kısa bir süre içinde Gulf Stream’i etkilemekte ve Meksika Körfezindeki sıcak suyu Amerikanın doğu sahillerinden kuzeye çıkarak Avrupa’nın batı sahillerine kadar ulaşan sıcak hava dalgası yaratan ve iklimi daha ılıman hale getiren bu akıntının zayıflamasına yol açarak Hem Kuzey Amerika ve hem de Kuzey Avrupa’da hava sıcaklıklarını hızla azaltmaya başlamaktadır. Akıntının zayıflaması aynı zamanda güney sularını ısıtmakta ve Batı Antarktika’daki buzullarında çözülmesine yol açmaktadır. Dolayısıyla Gulf Stream’in diğer sistemlerin birbirlerine olan etkilerini aktaran bir olgu olarak, küresel iklim değişikliğinin yaratacağı sonuçların kilit unsuru olduğu bulunmuştur.

 

Sonuç

 

Bu çalışmada, küresel iklimi etkileyen söz konusu unsurlar arasındaki etkileşimlerin birleşme noktaları ortaya çıkarılmıştır. Bu etkileşimlerin de genel anlamda küresel iklimi ne denli istikrarsızlaştırıcı etkiye sahip olma eğiliminde oldukları belirlenmiştir. Kuzey Kutup Buzulları dışında, etkileşimler, kritik eşik sıcaklıklarını güçlü bir şekilde daha düşük ısınma seviyelerine iter ve böylece iklim sisteminin genel kararlılığını azaltır. Tüm bu olayların yaşanması domino benzeri, basamaklı ve doğrusal olmayan başka etkileşimleri de ayrıca harekete geçmeye teşvik edecektir.