Traduzione e sintesi in italiano della conferenza gratuita in YouTube: Tipping Points in Climate & Biosphere Function: Prof Tim Lenton (November 2018)
Esistono una serie di Tipping point climatici, ossia dei punti di transito oltre i quali una minaccia diventa realtà, nel passato ve ne sono stati molti di "tipping point climatici" creati dalla rotazione dell'orbita terrestre e dall'interazione della biosfera nel pianeta Terra. Tra queste si ricorda la grande ossidazione circa 2 miliardi di anni fà. Ma il punto è guardare avanti e problematicizzare la situazione attuale, comprendendo quali tipping point futuri ci possono essere nel futuro prossimo.
Sappiamo che davani a noi ci attende una grande catastrofe, sappiamo che siamo in una situazione pericolosa, ma al momento non abbiamo coscienza di quanto distante sia questa catastrofe climatica. C'è molta miopia e molta inerzia nel sistema, ma è chiaro che c'è da fare qualcosa, prima che non ci sia più spazio per fare qualcosa d'efficace per mutare il nostro destino. Sicuramente prima di raggiungere un Tipping point climatico, esistono vari Early Warning Signals da monitorizzare attentamente per conoscere l'approssimarsi dei Tipping point climatici.
Un esempio di formalizzazione matematica di Tipping Points, sono due attrattori caotici su una distribuzione stocastica, in cui i due attrattori causano orbite diverse. Matematicamente prima del salto di ogni orbita, è possibile identificare alcuni Early Warning Signals che sono indicatori di una prossima mutazione d'orbita stocatstica.
In che modo, possiamo utilizzare queste conoscenze matematiche, per sfruttarle per identificare numericamente dei segnali di early warning forieri di gravi catastrofi. Molti esperimenti hanno dimostrato che esistono numerosi segnali di Early Warning Signals inerenti un collasso demografico della popolazione.
Questi segnali sono comuni a molte popolazioni e molte specie diverse, a causa dei meccanismi di autofeedback interni ai sistemi. Per esempio prima di un grosso collasso, ci sono sempre una serie di piccoli mini collassi ed il tasso di recupero è sempre negativo ed insufficiente a recuperare il collasso precedente. Viviamo in un mondo complesso, dove i sistemi complessi si comportano in modo non lineare, questi esperimenti fatti nel 1980s su popolazioni di piante molto ben conosciute, sono poi stati ripetuti negli ultimi anni, dando sempre gli stessi risultati.
La stessa cosa la si ritrova nei laghi, in alcune dighe sono stati fatti esperimenti simili, con la manipolazione dell'ambiente e del relativo ecosistema, per identificare quali erano i segnali di early warning di una eutrofizzazione ed una cascata tropica. Si è aperto un dibattito scientifico, sui dati storici delle misurazioni ma evidenze di eutrofizzazione si sono trovate anche in antichi laghi, a cominciare proprio dalla superficie di questi, come ad esempio all'inizio e prima della catastrofe, la crescita del numero della popolazione dei pesci predatori.
Si sono fatti studi sui cambiamenti ambientali: Foresta, savanizzazione e poi desertificazione ed esistono vari modelli che spiegano questi processi naturali. E' però tutt'ora aperto il dibattito sui processi e la scala dei meccanismi di stabilità e d'instabilità come l'intervento umano su tali processi.
Quello che è chiaro è che tutti questi modelli, hanno in comune due attrattori completamente diversi, che poi costringono le orbite in una situazione relativamente stabile per un dato periodo, la transizione di fase non è lineare. Ad esempio un fattore importante che accelera la desertificazione di foreste a savana e poi a deserto, è il fuoco. Gli incendi accelerano e spingono i sistemi biologici, rapidamente in nuove posizioni di equilibrio che poi rimangono stabili, in condizione non reversibile. Influenzano anche la distribuzione delle piogge, e quindi non è ancora chiaro, quale sia il ruolo pieno e completo di tutte le mutabili e variabili, nell'indurre transizioni di fase non lineari che si autosostengono con meccanismi di autofeedback.
Quanto siamo vicini a Tipping Point Climatici?
L'economia classifica queste circostanze come Eventi ad alto impatto e con bassa probabilità, ma non ha compreso che tra questi tipping point esistono delle relazioni per cui al dischiudersi di uno di questi, tutti gli altri che ad oggi gli altri tipping point appaiono improbabili, invece dopo la schiusura del primo, diventeranno probabili e rapidamente raggiungibili, in quanto appartenenti ad una cascata di Tippint point climatici, annessi al cambio del clima sulla Terra.
Andando a studiare le serie climatiche del clima del passato della Terra, estratte dalla carote del polo Sud, è chiaro a tutti che esistono forti segnali di Early Warning che in tutte le serie predicono un forte cambiamento che poi in effetti si è verificato nella storia.
E' ormai chiaro a tutti, che il collasso della AMOC è un evento che accadrà, i primi Early Warning Signal del collasso della AMOC si avranno a circa 26°nord. Nei modelli di circolazione della AMOC è stata forzato il suo collasso, continuando ad aggiungere acqua fredda dolce, questo al fine di simulare la manifestazione di quei segnali di Early Warning prima del collasso, ed osservando la serie si vede che il sistema prima del collasso rallenta, salvo poi interrompersi bruscamente. Il rallentamento è quindi un segnale di Early Warning di un futuro collasso della AMOC.
Osservando le temperature registrate sulla Terra, dividendole per decadi, i meccanismi di autocorrelazione hanno evidenziato forti segnali di riscaldamento. Le implicazioni per i sitemi biologici è che c'è una riduzione della variabilità delle temperature. Nei modelli di simulazione della morte dalla foresta amazzonica, ci sono soluzioni in cui la foresta amazzonica non reagisce ai cambiamenti climatici, ed altri in cui invece cala rapidamente, perchè gli alberi che rinascono sono piccoli e non hanno le stesse qualità degli alberi grandi. E' difficile estrarre dai modelli teorici di biologia early warning signals, ma tutti concordano sul fatto che un incremento delle temperature equivale ad una crescita dei gas serra, e quindi l'incremento delle temperature ha un impatto pessimo sugli alberi.
Introducendo nei modelli di crescita economica del pil, degli eventi stocastici causati da disastri climatici, si ha un ristorno del tren della crescita, che muta in una sorta di curva sigmoide, talvolta calante.
Lei non crede che il clima della Terra sia andando in una direzione di Hot House Earth, ma ritiene che la narrazione catastrofica sia utile per indurre cambiamenti socioeconomici, che vadano nella direzione auspicata. Ma ci sono altri meccanismi che se attivati, riducono la probabilità di caduta nell'Hot House Earth?
Si, a prescindere dall'esistenza o meno di una minaccia alla nostra esistenza, ma stiamo parlando di sistemi biologici complessi, che sostengono la nostra esistenza sulla Terra. E' però mia opinione che stiamo correndo un grosso rischio, in relazione al livello medio di vita sulla Terra. Il rischio più grande è quello di perdere sulla terra la creativa biodiversità.
Andando indietro di 2 o 3 milioni di anni, il clima della terra non era instabile, e c'era un'ampia biodiversità sulla Terra, che cosa dice riguardo a questo?
Sono un appassionato di Lovelock, ed ho speso molto della mia carriera accademica alla ricerca delle prove, che evidenzino meccanismi automatici di lungo periodo dell'habitat della Terra, e la risposta nel fatto che nel Quaternario la Terra avesse un clima molto stabile, potrebbe essere proprio che la Terra era caduta in una situzione di minore variabilità. Proprio una delle due situazioni, evidenziate dallo studio dell'Hot House Earth.
E' davvero possibile che una parte del Sahara diventi verde? Ma lei pensa davvero che questo possa accadere, in un'ottica di stoccaggio dei gas serra?
I Tipping Point Climatici sono utili per cambiare la narrazione attuale del BAU, con una narrazione catastrofica, anche se il cambiamento climatico potrebbe non essere tutto interamente negativo, il fatto che il Sael possa diventare verde oppure no, i modelli climatici catturano la varibilità climatica che è accaduta nel passato, e su questa la proiettano nel futuro ed i pochi modelli che ci sono su questo tema danno risposte diverse: alcune predicono una desertificazione, altri un miglioramento del Sael. Ma la verità è che onestamente, noi scienziati non sappiamo esattamente come andranno le cose.
Questi metodi, sono stati usati per studiare i social media e la pubblica opinione, per evidenziare l'esistenza di tipping point sociali?
Sì!, in generale nella twittosfera e blogsfera, tutti parlano di un argomento da sotto molti punti di vista, un classico tipping point è quello in cui tutti i thread s'asciugano, e tutti iniziano a parlare di un'unica cosa ed il tema diventa virale.
Esistono una serie di Tipping point climatici, ossia dei punti di transito oltre i quali una minaccia diventa realtà, nel passato ve ne sono stati molti di "tipping point climatici" creati dalla rotazione dell'orbita terrestre e dall'interazione della biosfera nel pianeta Terra. Tra queste si ricorda la grande ossidazione circa 2 miliardi di anni fà. Ma il punto è guardare avanti e problematicizzare la situazione attuale, comprendendo quali tipping point futuri ci possono essere nel futuro prossimo.
Sappiamo che davani a noi ci attende una grande catastrofe, sappiamo che siamo in una situazione pericolosa, ma al momento non abbiamo coscienza di quanto distante sia questa catastrofe climatica. C'è molta miopia e molta inerzia nel sistema, ma è chiaro che c'è da fare qualcosa, prima che non ci sia più spazio per fare qualcosa d'efficace per mutare il nostro destino. Sicuramente prima di raggiungere un Tipping point climatico, esistono vari Early Warning Signals da monitorizzare attentamente per conoscere l'approssimarsi dei Tipping point climatici.
Un esempio di formalizzazione matematica di Tipping Points, sono due attrattori caotici su una distribuzione stocastica, in cui i due attrattori causano orbite diverse. Matematicamente prima del salto di ogni orbita, è possibile identificare alcuni Early Warning Signals che sono indicatori di una prossima mutazione d'orbita stocatstica.
In che modo, possiamo utilizzare queste conoscenze matematiche, per sfruttarle per identificare numericamente dei segnali di early warning forieri di gravi catastrofi. Molti esperimenti hanno dimostrato che esistono numerosi segnali di Early Warning Signals inerenti un collasso demografico della popolazione.
Questi segnali sono comuni a molte popolazioni e molte specie diverse, a causa dei meccanismi di autofeedback interni ai sistemi. Per esempio prima di un grosso collasso, ci sono sempre una serie di piccoli mini collassi ed il tasso di recupero è sempre negativo ed insufficiente a recuperare il collasso precedente. Viviamo in un mondo complesso, dove i sistemi complessi si comportano in modo non lineare, questi esperimenti fatti nel 1980s su popolazioni di piante molto ben conosciute, sono poi stati ripetuti negli ultimi anni, dando sempre gli stessi risultati.
La stessa cosa la si ritrova nei laghi, in alcune dighe sono stati fatti esperimenti simili, con la manipolazione dell'ambiente e del relativo ecosistema, per identificare quali erano i segnali di early warning di una eutrofizzazione ed una cascata tropica. Si è aperto un dibattito scientifico, sui dati storici delle misurazioni ma evidenze di eutrofizzazione si sono trovate anche in antichi laghi, a cominciare proprio dalla superficie di questi, come ad esempio all'inizio e prima della catastrofe, la crescita del numero della popolazione dei pesci predatori.
Si sono fatti studi sui cambiamenti ambientali: Foresta, savanizzazione e poi desertificazione ed esistono vari modelli che spiegano questi processi naturali. E' però tutt'ora aperto il dibattito sui processi e la scala dei meccanismi di stabilità e d'instabilità come l'intervento umano su tali processi.
Quello che è chiaro è che tutti questi modelli, hanno in comune due attrattori completamente diversi, che poi costringono le orbite in una situazione relativamente stabile per un dato periodo, la transizione di fase non è lineare. Ad esempio un fattore importante che accelera la desertificazione di foreste a savana e poi a deserto, è il fuoco. Gli incendi accelerano e spingono i sistemi biologici, rapidamente in nuove posizioni di equilibrio che poi rimangono stabili, in condizione non reversibile. Influenzano anche la distribuzione delle piogge, e quindi non è ancora chiaro, quale sia il ruolo pieno e completo di tutte le mutabili e variabili, nell'indurre transizioni di fase non lineari che si autosostengono con meccanismi di autofeedback.
Quanto siamo vicini a Tipping Point Climatici?
L'economia classifica queste circostanze come Eventi ad alto impatto e con bassa probabilità, ma non ha compreso che tra questi tipping point esistono delle relazioni per cui al dischiudersi di uno di questi, tutti gli altri che ad oggi gli altri tipping point appaiono improbabili, invece dopo la schiusura del primo, diventeranno probabili e rapidamente raggiungibili, in quanto appartenenti ad una cascata di Tippint point climatici, annessi al cambio del clima sulla Terra.
- Scongelamento dei ghiacci della Groenlandia
- Collasso della Corrente del Golfo AMOC
- Scomparsa della foresta Amazzonica
- Spostamento del Nino in una posizione più costante
- Disintegrazione della crosta di ghiaccio Antartica
Andando a studiare le serie climatiche del clima del passato della Terra, estratte dalla carote del polo Sud, è chiaro a tutti che esistono forti segnali di Early Warning che in tutte le serie predicono un forte cambiamento che poi in effetti si è verificato nella storia.
E' ormai chiaro a tutti, che il collasso della AMOC è un evento che accadrà, i primi Early Warning Signal del collasso della AMOC si avranno a circa 26°nord. Nei modelli di circolazione della AMOC è stata forzato il suo collasso, continuando ad aggiungere acqua fredda dolce, questo al fine di simulare la manifestazione di quei segnali di Early Warning prima del collasso, ed osservando la serie si vede che il sistema prima del collasso rallenta, salvo poi interrompersi bruscamente. Il rallentamento è quindi un segnale di Early Warning di un futuro collasso della AMOC.
Osservando le temperature registrate sulla Terra, dividendole per decadi, i meccanismi di autocorrelazione hanno evidenziato forti segnali di riscaldamento. Le implicazioni per i sitemi biologici è che c'è una riduzione della variabilità delle temperature. Nei modelli di simulazione della morte dalla foresta amazzonica, ci sono soluzioni in cui la foresta amazzonica non reagisce ai cambiamenti climatici, ed altri in cui invece cala rapidamente, perchè gli alberi che rinascono sono piccoli e non hanno le stesse qualità degli alberi grandi. E' difficile estrarre dai modelli teorici di biologia early warning signals, ma tutti concordano sul fatto che un incremento delle temperature equivale ad una crescita dei gas serra, e quindi l'incremento delle temperature ha un impatto pessimo sugli alberi.
Introducendo nei modelli di crescita economica del pil, degli eventi stocastici causati da disastri climatici, si ha un ristorno del tren della crescita, che muta in una sorta di curva sigmoide, talvolta calante.
- Se il Business As Usual continuerà, quello che l'Economia classfica come eventi ad alto impatto e bassa probabilità, saranno Tipping Point Climatici ad Alto impatto ed Alta probabilità.
- Gli Early Warning Signals sono strumenti importanti, per identificare una catastrofe imminente e per implementare politiche di mitigazione ed adattamento.
- Questo non è soltanto relativo al Cambiamento Climatico, ma stiamo parlando dell'habitat che supporta il nostro stile di vita e la nostra sopravvivenza.
- Bisogna cambiare la narrativa del BAU, per incentivare cambiamenti socio-economici, orientati verso una direzione auspicabile.
Domande & Risposte con il pubblico
Lei non crede che il clima della Terra sia andando in una direzione di Hot House Earth, ma ritiene che la narrazione catastrofica sia utile per indurre cambiamenti socioeconomici, che vadano nella direzione auspicata. Ma ci sono altri meccanismi che se attivati, riducono la probabilità di caduta nell'Hot House Earth?
Si, a prescindere dall'esistenza o meno di una minaccia alla nostra esistenza, ma stiamo parlando di sistemi biologici complessi, che sostengono la nostra esistenza sulla Terra. E' però mia opinione che stiamo correndo un grosso rischio, in relazione al livello medio di vita sulla Terra. Il rischio più grande è quello di perdere sulla terra la creativa biodiversità.
Andando indietro di 2 o 3 milioni di anni, il clima della terra non era instabile, e c'era un'ampia biodiversità sulla Terra, che cosa dice riguardo a questo?
Sono un appassionato di Lovelock, ed ho speso molto della mia carriera accademica alla ricerca delle prove, che evidenzino meccanismi automatici di lungo periodo dell'habitat della Terra, e la risposta nel fatto che nel Quaternario la Terra avesse un clima molto stabile, potrebbe essere proprio che la Terra era caduta in una situzione di minore variabilità. Proprio una delle due situazioni, evidenziate dallo studio dell'Hot House Earth.
E' davvero possibile che una parte del Sahara diventi verde? Ma lei pensa davvero che questo possa accadere, in un'ottica di stoccaggio dei gas serra?
I Tipping Point Climatici sono utili per cambiare la narrazione attuale del BAU, con una narrazione catastrofica, anche se il cambiamento climatico potrebbe non essere tutto interamente negativo, il fatto che il Sael possa diventare verde oppure no, i modelli climatici catturano la varibilità climatica che è accaduta nel passato, e su questa la proiettano nel futuro ed i pochi modelli che ci sono su questo tema danno risposte diverse: alcune predicono una desertificazione, altri un miglioramento del Sael. Ma la verità è che onestamente, noi scienziati non sappiamo esattamente come andranno le cose.
Questi metodi, sono stati usati per studiare i social media e la pubblica opinione, per evidenziare l'esistenza di tipping point sociali?
Sì!, in generale nella twittosfera e blogsfera, tutti parlano di un argomento da sotto molti punti di vista, un classico tipping point è quello in cui tutti i thread s'asciugano, e tutti iniziano a parlare di un'unica cosa ed il tema diventa virale.