Climate Endgame: Desafios dos cenários catastróficos de mudanças climáticas

É hora de a comunidade científica enfrentar o desafio de entender melhor os cenários possíveis das mudanças climáticas catastróficas Por Luke Kemp, Chi Xu, Joanna Depledge e Timothy M. Lenton (*) Abstrato O gerenciamento de risco prudente requer a consideração de cenários de pior a pior. No entanto, para as mudanças climáticas, esses futuros potenciais são mal compreendidos. As mudanças climáticas antropogênicas podem resultar em colapso social mundial ou até mesmo em eventual extinção humana? Atualmente, este é um tópico perigosamente pouco explorado. No entanto, há amplas razões para suspeitar que as mudanças climáticas possam resultar em uma catástrofe global. A análise dos mecanismos para essas consequências extremas pode ajudar a galvanizar a ação, melhorar a resiliência e informar políticas, incluindo respostas a emergências. Descrevemos o conhecimento atual sobre a probabilidade de mudanças climáticas extremas, discutimos por que entender os casos de mal a pior é vital, articulamos razões para preocupação com resultados catastróficos, definimos termos-chave e apresentamos uma agenda de pesquisa. A agenda proposta abrange quatro questões principais: 1) Qual é o potencial das mudanças climáticas para levar a eventos de extinção em massa? 2) Quais são os mecanismos que podem resultar em mortalidade e morbidade em massa humana? 3) Quais são as vulnerabilidades das sociedades humanas às cascatas de risco desencadeadas pelo clima, como conflitos, instabilidade política e risco financeiro sistêmico? 4) Como essas múltiplas vertentes de evidência – juntamente com outros perigos globais – podem ser sintetizadas de forma útil em uma “avaliação integrada de catástrofes”? É hora de a comunidade científica enfrentar o desafio de entender melhor as mudanças climáticas catastróficas. instabilidade política e risco financeiro sistêmico? Quão ruim a mudança climática pode ficar? Já em 1988, a declaração histórica da Conferência de Toronto descreveu as consequências finais das mudanças climáticas como potencialmente “perdendo apenas para uma guerra nuclear global”. Apesar de tais proclamações décadas atrás, a catástrofe climática é relativamente pouco estudada e mal compreendida. O potencial para impactos catastróficos depende da magnitude e da taxa de mudança climática, dos danos infligidos à Terra e aos sistemas humanos e da vulnerabilidade e resposta desses sistemas afetados. Os extremos dessas áreas, como o aumento da temperatura e os impactos em cascata, são pouco examinados. Conforme observado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), há poucas estimativas quantitativas dos impactos globais agregados do aquecimento de 3°C ou mais ( 1 ). A mineração de texto dos relatórios do IPCC também descobriu que a cobertura de aumentos de temperatura de 3°C ou mais está sub-representada em relação à sua probabilidade ( 2 ). A análise de mineração de texto também sugere que, com o tempo, a cobertura dos relatórios do IPCC mudou para um aumento de temperatura de 2°C ou menos https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022EF002876 . A pesquisa se concentrou nos impactos de 1,5 ° C e 2 ° C, e os estudos de como os impactos climáticos podem se propagar ou desencadear crises maiores são escassos. Uma avaliação de risco completa precisaria considerar como os riscos se espalham, interagem, amplificam e são agravados pelas respostas humanas ( 3 ), mas análises ainda mais simples de “perigo composto” de perigos e fatores climáticos interativos são subutilizadas. No entanto, é assim que o risco se desdobra no mundo real. Por exemplo, um ciclone destrói a infraestrutura elétrica, deixando uma população vulnerável a uma onda de calor mortal que se segue ( 4 ). Recentemente, vimos riscos compostos surgirem entre as mudanças climáticas e a pandemia de COVID-19 ( 5 ). Como observa o IPCC, os riscos climáticos estão se tornando mais complexos e difíceis de gerenciar e estão se espalhando entre regiões e setores ( 6 ). Por que o foco no aquecimento de baixo custo e análises simples de risco? Um dos motivos é o benchmark das metas internacionais: a meta do Acordo de Paris de limitar o aquecimento a bem abaixo de 2°C, com uma aspiração de 1,5°C. Outra razão é a cultura da ciência climática de “errar do lado do menor drama” ( 7 ), de não ser alarmista, o que pode ser agravado pelos processos de consenso do IPCC ( 8 ). Avaliações de risco complexas, embora mais realistas, também são mais difíceis de fazer. Essa cautela é compreensível, mas não combina com os riscos e possíveis danos causados ​​pelas mudanças climáticas. Sabemos que o aumento da temperatura tem “caudas gordas”: resultados extremos de baixa probabilidade e alto impacto ( 9 ). Os danos climáticos provavelmente não são lineares e resultam em uma cauda ainda maior ( 10 ). Muito está em jogo para evitar examinar cenários de alto impacto e baixa probabilidade. A pandemia do COVID-19 sublinhou a necessidade de considerar e se preparar para riscos globais pouco frequentes e de alto impacto e os perigos sistêmicos que eles podem desencadear. O gerenciamento de risco prudente exige que avaliemos minuciosamente os piores cenários. Nossa proposta de agenda de pesquisa “Climate Endgame” visa a exploração direta dos piores riscos associados às mudanças climáticas antropogênicas. Para apresentá-lo, resumimos as evidências existentes sobre a probabilidade de mudanças climáticas extremas, descrevemos por que é vital explorar casos de mal a pior, sugerimos razões para preocupação catastrófica, definimos termos-chave e explicamos os quatro aspectos-chave da agenda de pesquisa. Pior Mudança Climática Apesar de 30 anos de esforços e algum progresso sob a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC), as emissões antropogênicas de gases de efeito estufa (GEE) continuam a aumentar. Mesmo sem considerar as respostas climáticas de pior caso, a trajetória atual coloca o mundo no caminho certo para um aumento de temperatura entre 2,1 ° C e 3,9 ° C até 2100 ( 11 ). Se todas as contribuições nacionalmente determinadas para 2030 forem totalmente implementadas, espera-se um aquecimento de 2,4 °C (1,9 °C a 3,0 °C) até 2100. O cumprimento de todas as promessas e metas de longo prazo poderia reduzir isso para 2,1 °C (1,7 °C a 2,6 °C) ( 12). Mesmo essas suposições otimistas levam a trajetórias perigosas do sistema terrestre. Temperaturas de mais de 2°C acima dos valores pré-industriais não foram sustentadas na superfície da Terra desde antes do Pleistoceno (ou mais de 2,6 milhões de anos atrás) ( 13 ). Mesmo que as emissões antropogênicas de GEE comecem a diminuir em breve, isso não exclui altas concentrações futuras de GEE ou mudanças climáticas extremas, principalmente após 2100. Existem retroalimentações no ciclo do carbono e potenciais pontos de inflexão que podem gerar altas concentrações de GEE ( 14 ) muitas vezes ausente dos modelos. Exemplos incluem o degelo do permafrost do Ártico que libera metano e CO 2 ( 15 ), perda de carbono devido a secas e incêndios intensos na Amazônia ( 16 ) e a aparente desaceleração dos feedbacks de amortecimento, como a capacidade natural de sumidouro de carbono ( 17 , 18 )). É provável que não sejam proporcionais ao aquecimento, como às vezes é assumido. Em vez disso, mudanças abruptas e/ou irreversíveis podem ser desencadeadas em um limite de temperatura. Tais mudanças são evidentes no registro geológico da Terra, e seus impactos se espalham pelo sistema acoplado clima-ecológico-social ( 19 ). Particularmente preocupante é uma “cascata de tombamento” na qual vários elementos de tombamento interagem de tal forma que a inclinação de um limiar aumenta a probabilidade de tombamento de outro ( 20 ). O aumento da temperatura depende crucialmente da dinâmica geral do sistema terrestre, não apenas da trajetória das emissões antropogênicas. O potencial de pontos de inflexão e concentrações mais altas, apesar das emissões antrópicas mais baixas, é evidente nos modelos existentes. A variabilidade entre os mais recentes modelos climáticos da Fase 6 do Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados (CMIP6) resulta em sobreposição em diferentes cenários. Por exemplo, o resultado do quartil superior (75º) do cenário “intermediário” (Caminho Socioeconômico Compartilhado 3-7.0 ou SSP3-7.0) é substancialmente mais quente do que o quartil inferior (25º) das emissões mais altas ( SSP5-8.5) cenário. As diferenças regionais de temperatura entre os modelos podem exceder 5 °C a 6 °C, particularmente em áreas polares onde podem ocorrer vários pontos de inflexão ( Apêndice SI ). Existem feedbacks ainda mais incertos, que, na pior das hipóteses, podem amplificar a uma transição irreversível para um estado de “Terra Estufa” ( 21 ) (embora possa haver feedbacks negativos que ajudem a amortecer o sistema da Terra). Em particular, feedbacks de nuvens mal compreendidos podem desencadear um aquecimento global súbito e irreversível ( 22 ). Tais efeitos permanecem inexplorados e em grande parte especulativos “desconhecidos desconhecidos” que ainda estão sendo descobertos. Por exemplo, simulações recentes sugerem que os decks de nuvens stratocumulus podem ser abruptamente perdidos em concentrações de CO 2 que podem ser aproximadas até o final do século, causando um aquecimento global adicional de ~8°C ( 23). Grandes incertezas sobre surpresas perigosas são razões para priorizá-las em vez de negligenciá-las. Descobertas recentes sobre a sensibilidade climática de equilíbrio (ECS) ( 14 , 24 ) sublinham que a magnitude da mudança climática é incerta, mesmo que soubéssemos as concentrações futuras de GEE. De acordo com o IPCC, nossa melhor estimativa para ECS é um aumento de temperatura de 3 °C por duplicação de CO 2 , com uma faixa “provável” de (66 a 100% de probabilidade) de 2,5 °C a 4 °C. Embora uma ECS abaixo de 1,5 °C tenha sido essencialmente descartada, permanece uma probabilidade de 18% de que a ECS possa ser superior a 4,5 °C ( 14 ). A distribuição de ECS é de “cauda pesada”, com maior probabilidade de valores muito altos de ECS do que de valores muito baixos. Há também uma incerteza significativa sobre as futuras emissões antropogênicas de GEE. A Rota de Concentração Representativa 8.5 (RCP8.5, agora SSP5-8.5), a via de emissões mais alta usada nos cenários do IPCC, corresponde mais de perto às emissões cumulativas até o momento ( 25 ). Este pode não ser o caso no futuro, devido à queda dos preços das energias renováveis ​​e das respostas políticas ( 26 ). No entanto, ainda há razões para cautela. Por exemplo, há uma incerteza significativa sobre variáveis-chave, como demanda de energia e crescimento econômico. Taxas de crescimento econômico plausivelmente mais altas poderiam tornar o RCP8.5 35% mais provável ( 27 ). Por que explorar a catástrofe climática? Por que precisamos saber sobre os piores casos plausíveis? Em primeiro lugar, o gerenciamento de risco e a tomada de decisão robusta sob incerteza exigem conhecimento dos extremos. Por exemplo, o critério minimax classifica as políticas por seus piores resultados ( 28 ). Tal abordagem é particularmente apropriada para áreas caracterizadas por altas incertezas e riscos de cauda. Trajetórias de emissões, concentrações futuras, aquecimento futuro e impactos futuros são todos caracterizados pela incerteza. Ou seja, não podemos prescrever objetivamente probabilidades para resultados diferentes ( 29 ). Os danos climáticos estão dentro do domínio da “incerteza profunda”: ​​não sabemos as probabilidades associadas a diferentes resultados, a cadeia exata de causa e efeito que levará a resultados, ou mesmo o alcance, o momento ou a conveniência dos resultados (,30 ). A incerteza, profunda ou não, deve motivar a precaução e a vigilância, não a complacência. Impactos catastróficos, mesmo que improváveis, têm implicações importantes para a análise econômica, modelagem e respostas da sociedade ( 31 , 32 ). Por exemplo, o aquecimento extremo e os danos consequentes podem aumentar significativamente o custo social projetado do carbono ( 31 ). Compreender a vulnerabilidade e as respostas das sociedades humanas pode informar a formulação de políticas e a tomada de decisões para evitar crises sistêmicas. Os indicadores de variáveis-chave podem fornecer sinais de alerta precoce ( 33 ). Conhecer os piores casos pode obrigar a ação, pois a ideia de “inverno nuclear” em 1983 galvanizou a preocupação pública e os esforços de desarmamento nuclear. Explorar riscos graves e cenários de temperatura mais alta pode consolidar um novo compromisso com o guardrail de 1,5 ° C a 2 ° C como a opção “menos atraente” ( 34 ). A compreensão de cenários climáticos catastróficos também pode informar intervenções políticas, incluindo medidas de emergência de último recurso, como gerenciamento de radiação solar (SRM), a injeção de aerossóis na estratosfera para refletir a luz solar ( 35 ). O recurso a tais medidas depende dos perfis de risco dos cenários de mudança climática e SRM. Uma análise recente do risco potencial catastrófico da injeção de aerossol estratosférico (SAI) descobriu que os impactos diretos e sistêmicos são pouco estudados ( 36 ). O maior perigo parece vir do “choque de terminação”: aquecimento abrupto e rápido se o sistema SAI for interrompido. Assim, a SAI muda a distribuição de risco: o resultado mediano pode ser melhor do que a mudança climática que está compensando, mas o risco de cauda pode ser pior do que o aquecimento (36). Existem outras intervenções que uma melhor compreensão das mudanças climáticas catastróficas poderia facilitar. Por exemplo, no nível internacional, existe a possibilidade de um “tratado de risco de cauda”: um acordo ou protocolo que ativa compromissos e mecanismos mais fortes quando são acionados indicadores de alerta antecipado de uma possível mudança abrupta. O potencial para catástrofe climática Há quatro razões principais para se preocupar com o potencial de uma catástrofe climática global. Primeiro, há avisos da história. A mudança climática (regional ou global) desempenhou um papel no colapso ou transformação de inúmeras sociedades anteriores ( 37 ) e em cada um dos cinco eventos de extinção em massa na história da Terra Fanerozóica ( 38 ). O pulso de carbono atual está ocorrendo em uma velocidade geológica sem precedentes e, até o final do século, pode ultrapassar os limites que desencadearam extinções em massa anteriores ( 39 , 40 ). Os piores cenários do relatório do IPCC projetam temperaturas no século 22 que prevaleceram pela última vez no início do Eoceno, revertendo 50 milhões de anos de climas mais frios no espaço de dois séculos.41). Isso é particularmente alarmante, pois as sociedades humanas estão localmente adaptadas a um nicho climático específico. A ascensão de sociedades agrárias urbanizadas em grande escala começou com a mudança para o clima estável do Holoceno, cerca de 12.000 anos atrás ( 42 ). Desde então, a densidade populacional humana atingiu o pico dentro de um envelope climático estreito com uma temperatura média anual de ~13 °C. Ainda hoje, concentram-se nessas áreas os centros economicamente mais produtivos da atividade humana ( 43 ). Os impactos cumulativos do aquecimento podem sobrecarregar a capacidade adaptativa da sociedade. Em segundo lugar, as mudanças climáticas podem desencadear diretamente outros riscos catastróficos, como conflitos internacionais, ou exacerbar a propagação de doenças infecciosas e o risco de transbordamento. Estes podem ser multiplicadores de ameaças extremas potentes. Terceiro, as mudanças climáticas podem exacerbar vulnerabilidades e causar tensões múltiplas e indiretas (como danos econômicos, perda de terra e insegurança hídrica e alimentar) que se fundem em falhas síncronas em todo o sistema. Este é o caminho do risco sistêmico. As crises globais tendem a ocorrer por meio de tais “falhas síncronas” de reforço que se espalham por países e sistemas, como na crise financeira global de 2007-2008 ( 44 ). É plausível que uma mudança repentina no clima possa desencadear falhas nos sistemas que desestruturam sociedades em todo o mundo. O potencial de risco climático sistêmico é marcante: os estados e comunidades mais vulneráveis ​​continuarão sendo os mais atingidos em um mundo em aquecimento, exacerbando as desigualdades. A Fig. 1 mostra como a densidade populacional projetada cruza com temperaturas médias anuais extremas > 29 °C (MAT) (tais temperaturas estão atualmente restritas a apenas 0,8% da área da superfície terrestre). Usando o cenário médio-alto de emissões e crescimento populacional (emissões SSP3-7.0 e crescimento populacional SSP3), até 2070, espera-se que cerca de 2 bilhões de pessoas vivam nessas áreas extremamente quentes. Atualmente, apenas 30 milhões de pessoas vivem em lugares quentes, principalmente no deserto do Saara e na costa do Golfo ( 43 ). Figura 1. Sobreposição entre a distribuição futura da população e o calor extremo Sobreposição entre a distribuição futura da população e o calor extremo. Os dados do modelo CMIP6 [de nove modelos GCM disponíveis no banco de dados WorldClim ( 45 )] foram usados ​​para calcular o MAT sob SSP3-7.0 durante cerca de 2070 (2060–2080) juntamente com projeções demográficas SSP3 compartilhadas até ∼2070 ( 46 ). As áreas sombreadas representam regiões onde MAT excede 29°C, enquanto a topografia colorida detalha a propagação da densidade populacional. Temperaturas extremas combinadas com alta umidade podem afetar negativamente a produtividade do trabalhador externo e os rendimentos das principais culturas de cereais. Essas condições de calor mortais podem afetar significativamente as áreas povoadas no sul e sudoeste da Ásia( 47 ). A Fig. 2 tem uma lente política sobre o calor extremo, sobrepondo projeções SSP3-7.0 ou SSP5-8.5 de >29 °C MAT por volta de 2070, com o Índice de Estados Frágeis (uma medida da instabilidade dos estados). Há uma sobreposição impressionante entre os estados atualmente vulneráveis ​​e as áreas futuras de aquecimento extremo. Se a atual fragilidade política não melhorar significativamente nas próximas décadas, pode ocorrer um cinturão de instabilidade com ramificações potencialmente graves. Figura 2. a sobreposição entre fragilidade do estado, calor extremo e riscos catastróficos nucleares e biológicos Calor frágil: a sobreposição entre fragilidade do estado, calor extremo e riscos catastróficos nucleares e biológicos. Os dados do modelo GCM [do banco de dados WorldClim ( 45 )] foram usados ​​para calcular as taxas médias de aquecimento anual sob SSP3-7.0 e SSP5-8.5. Isso resulta em um aumento de temperatura de 2,8°C em ~2070 ( 48 ) para SSP3-7,0 e 3,2°C para SSP5-8,5. As áreas sombreadas representam regiões onde MAT excede 29 °C. Essas projeções são sobrepostas ao Índice de Estado Frágil de 2021 (FSI) ( 49). Este é um proxy necessariamente aproximado porque o FSI apenas estima os níveis atuais de fragilidade. Embora tais medidas de fragilidade e estabilidade sejam contestadas e tenham limitações, o FSI fornece um dos índices mais robustos. Esta Figura também identifica as capitais dos estados com armas nucleares e a localização dos laboratórios de contenção máxima do Nível de Biossegurança 4 (BS4) que lidam com os patógenos mais perigosos do mundo. Estes são fornecidos como uma representação aproximada dos riscos de catástrofes nucleares e biológicas. Finalmente, a mudança climática pode minar irrevogavelmente a capacidade da humanidade de se recuperar de outro cataclismo, como uma guerra nuclear. Ou seja, pode criar riscos latentes significativos ( Tabela 1 ): Os impactos que podem ser gerenciáveis ​​em tempos de estabilidade tornam-se terríveis ao responder e se recuperar de catástrofes. Essas diferentes causas de preocupação catastrófica estão inter-relacionadas e devem ser examinadas em conjunto. Tabela 1. Definindo termos-chave na agenda do Climate Endgame Prazo Definição Risco latente Risco que está inativo em um conjunto de condições, mas se torna ativo em outro conjunto de condições. Cascata de risco Cadeias de risco que ocorrem quando um impacto adverso desencadeia um conjunto de riscos vinculados ( 3 ). Risco sistêmico O potencial para interrupções ou falhas individuais em cascata em uma falha em todo o sistema. Mudanças climáticas extremas Aumento médio da temperatura da superfície global de 3°C ou mais acima dos níveis pré-industriais até 2100. Risco de extinção A probabilidade de extinção humana dentro de um determinado período de tempo. Ameaça de extinção Um contribuinte plausível e significativo para o risco de extinção total. Fragilidade social O potencial de danos menores em espiral em risco global catastrófico ou de extinção devido a vulnerabilidades sociais, cascatas de risco e respostas inadequadas. Colapso social Fragmentação sociopolítica significativa e/ou falência do Estado juntamente com a perda relativamente rápida, duradoura e significativa de capital e identidade de sistemas; isso pode levar a aumentos em grande escala na mortalidade e morbidade. Risco catastrófico global A probabilidade de uma perda de 25% da população global e a grave interrupção de sistemas críticos globais (como alimentos) dentro de um determinado período de tempo (anos ou décadas). Ameaça catastrófica global Um contribuinte plausível e significativo para o risco catastrófico global; o potencial para a mudança climática ser uma ameaça catastrófica global pode ser referido como “mudança climática catastrófica”. Risco de dizimação global A probabilidade de uma perda de 10% (ou mais) da população global e a grave interrupção de sistemas críticos globais (como alimentos) dentro de um determinado período de tempo (anos ou décadas). Ameaça de dizimação global Um contribuinte plausível e significativo para o risco de dizimação global. Território final Níveis de aquecimento global e fragilidade social que são considerados suficientemente prováveis ​​para constituir a mudança climática como uma ameaça de extinção. Pior aquecimento O nível mais alto empiricamente e teoricamente plausível de aquecimento global. COLAPSO Definindo os termos-chave Embora os cenários do pior para o pior permaneçam inexplorados na literatura científica, declarações que rotulam as mudanças climáticas como catastróficas não são incomuns. O secretário-geral da ONU, António Guterres, chamou as mudanças climáticas de “ameaça existencial”. Estudos acadêmicos alertaram que o aquecimento acima de 5°C provavelmente será “além do catastrófico” ( 50 ), e acima de 6° C constitui “uma catástrofe global indiscutível” ( 9 ). As discussões atuais sobre a catástrofe climática são prejudicadas pela terminologia pouco clara. O termo “mudança climática catastrófica” não foi definido de forma conclusiva. Um risco existencial é geralmente definido como um risco que causa uma perda duradoura e significativa do potencial humano de longo prazo ( 51 , 52 ). Esta definição existente é profundamente ambígua e requer discussão social e especificação de valores humanos de longo prazo ( 52 ). Embora uma exploração democrática de valores seja bem-vinda, não é necessária para entender os caminhos para a catástrofe ou extinção humana ( 52 ). Por enquanto, a definição existente não é uma base sólida para uma investigação científica. Oferecemos definições de trabalho esclarecidas de tais termos na Tabela 1 . Este é um passo inicial para a criação de um léxico para a calamidade global. Alguns dos termos, como o que constitui um risco “plausível” ou um “contribuinte significativo”, são necessariamente ambíguos. Outros, como o limiar de 10% ou 25% da população global, são parcialmente arbitrários (10% pretende ser um marcador para uma perda precedente e 25% pretende ser uma diminuição sem precedentes; consulte o Apêndice SI para mais discussão). Mais pesquisas são necessárias para aprimorar essas definições. Os limites para riscos catastróficos e de dizimação globais pretendem ser heurísticas gerais e não limites numéricos concretos. Outros fatores, como morbidade e perdas culturais e econômicas, precisam ser considerados. Definimos risco como a probabilidade de que a exposição aos impactos e respostas às mudanças climáticas resulte em consequências adversas para os sistemas humanos ou ecológicos. Para a agenda do Climate Endgame, estamos particularmente interessados ​​em consequências catastróficas. Qualquer risco é composto por quatro determinantes: perigo, exposição, vulnerabilidade e resposta ( 3 ). Definimos o aquecimento global de 3°C ou mais até o final do século como um marcador de mudanças climáticas extremas. Este limite é escolhido por quatro razões: Tal aumento de temperatura excede em muito as metas acordadas internacionalmente, todos os “motivos de preocupação” do IPCC em impactos climáticos são de risco “alto” ou “muito alto” entre 2 ° C e 3 ° C, há há riscos substancialmente aumentados de mudanças autoamplificadas que tornariam impossível limitar o aquecimento a 3°C, e esses níveis estão relacionados a uma incerteza muito maior nos impactos. Pesquisa-chave até agora As tentativas mais próximas de estudar diretamente ou abordar de forma abrangente como as mudanças climáticas podem levar à extinção humana ou à catástrofe global vieram por meio de livros de ciência popular como The Unhabitable Earth ( 53 ) e Our Final Warning ( 10 ). Este último, uma revisão dos impactos climáticos em diferentes graus, conclui que um aumento da temperatura global de 6 ° C “imperece até a sobrevivência dos humanos como espécie” ( 10 ). Sabemos que os riscos para a saúde pioram com o aumento das temperaturas ( 54 ). Por exemplo, já existe uma probabilidade crescente de múltiplas “falhas no cesto de pão” (causando um choque nos preços dos alimentos) com temperaturas mais altas ( 55 ). Para as quatro principais regiões produtoras de milho (responsáveis ​​por 87% da produção de milho), a probabilidade de perdas de produção superiores a 10% salta de 7% anualmente sob um aumento de temperatura de 2°C para 86% sob 4°C ( 56 ). O IPCC observa, em seu Sexto Relatório de Avaliação, que 50 a 75% da população global poderá estar exposta a condições climáticas com risco de vida até o final do século devido ao calor e umidade extremos ( 6 ). Apêndice SIfornece mais detalhes sobre vários estudos importantes sobre mudanças climáticas extremas. Os relatórios do IPCC sintetizam a literatura revisada por pares sobre mudanças climáticas, impactos e vulnerabilidades e mitigação. Apesar de identificar 15 elementos de inclinação na biosfera, oceanos e criosfera na contribuição do Grupo de Trabalho 1 para o Sexto Relatório de Avaliação, muitos com limites irreversíveis, havia muito poucas publicações sobre cenários catastróficos que pudessem ser avaliados. A cobertura mais notável são as sínteses de “motivos de preocupação” do Grupo de Trabalho II que foram relatadas desde 2001. Essas sínteses foram projetadas para informar a determinação do que é “interferência antropogênica perigosa” com o sistema climático, que a UNFCCC visa evitar. As cinco preocupações são ecossistemas únicos e ameaçados, frequência e gravidade de eventos climáticos extremos, distribuição global e equilíbrio de impactos, impacto econômico e ecológico total, e transições irreversíveis, em grande escala e abruptas. Cada avaliação do IPCC encontrou maiores riscos ocorrendo em menores aumentos nas temperaturas médias globais. No Sexto Relatório de Avaliação, todas as cinco preocupações foram listadas como muito altas para temperaturas de 1,2°C a 4,5°C. Em contrapartida, apenas duas foram classificadas como muito altas nesse intervalo de temperatura no Relatório de Avaliação anterior (6 ). Todas as cinco preocupações estão agora em “alto” ou “muito alto” para 2°C a 3°C de aquecimento ( 57 ). Um exemplo de agenda de pesquisa: estados extremos do sistema terrestre, mortalidade em massa, fragilidade social e avaliações integradas de catástrofes climáticas Sugerimos uma agenda de pesquisa para mudanças climáticas catastróficas que se concentra em quatro vertentes principais: • Compreender a dinâmica e os impactos das mudanças climáticas extremas a longo prazo • Explorando caminhos desencadeados pelo clima para morbidade e mortalidade em massa • Investigando a fragilidade social: vulnerabilidades, cascatas de risco e respostas a riscos • Sintetizando os resultados da pesquisa em “avaliações integradas de catástrofes” Nossa agenda proposta aprende e se baseia em modelos de avaliação integrados que estão sendo adaptados para avaliar melhor os danos em grande escala. Uma série de pontos de inflexão foram avaliados ( 58 – 60 ), com efeitos variando de 10% de chance de dobrar o custo social do carbono ( 61 ) até um aumento de oito vezes no preço ótimo do carbono ( 60 ). Isso ecoa descobertas anteriores de que as estimativas de bem-estar dependem dos riscos da cauda gorda ( 31 ). As premissas do modelo, como taxas de desconto, taxas de crescimento exógenas, preferências de risco e funções de dano, também influenciam fortemente os resultados. Há aspectos grandes e importantes ausentes desses modelos que são destacados na agenda de pesquisa: impactos de longo prazo sob mudanças climáticas extremas, caminhos para morbidade e mortalidade em massa e as cascatas de risco e riscos sistêmicos que os impactos climáticos extremos podem desencadear. O progresso nessas áreas permitiria modelos e funções de danos mais realistas e ajudaria a fornecer estimativas diretas de vítimas ( 62 ), uma medida moral não econômica necessária do risco climático. Instamos a comunidade de pesquisa a desenvolver modelos conceituais e semiquantitativos integrados de catástrofes climáticas. Por fim, convidamos outros estudiosos a revisar e aprimorar essa agenda proposta. Estados Extremos do Sistema Terrestre. Precisamos entender os possíveis estados de longo prazo do sistema da Terra sob mudanças climáticas extremas. Isso significa mapear diferentes cenários “Hothouse Earth” ( 21 ) ou outros cenários extremos, como regimes alternativos de circulação ou mudanças grandes e irreversíveis na cobertura de gelo e no nível do mar. Esta pesquisa exigirá a consideração da dinâmica climática de longo prazo e seus impactos em outros processos em nível planetário. Pesquisas sugerem que eventos anteriores de extinção em massa ocorreram devido a efeitos de limiar no ciclo do carbono que poderíamos atravessar neste século ( 40 , 63 ). Os principais impactos em extinções em massa anteriores, como hipóxia e anóxia oceânica, também podem aumentar a longo prazo ( 40 , 64 ). Estudar potenciais pontos de inflexão e mudanças irreversíveis “comprometidas” dos sistemas ecológicos e climáticos é essencial. Por exemplo, a modelagem da camada de gelo da Antártida sugere que existem vários pontos de inflexão que exibem histerese ( 65 ). A perda irreversível do manto de gelo da Antártida Ocidental foi desencadeada no aquecimento global de ~2 ° C, e a configuração atual do manto de gelo não pode ser recuperada, mesmo que as temperaturas retornem aos níveis atuais. Com um aumento de 6 °C a 9 °C na temperatura global, a perda lenta e irreversível do manto de gelo da Antártida Oriental e mais de 40 m de aumento do nível do mar podem ser desencadeados ( 65). Estudos semelhantes de áreas como a camada de gelo da Groenlândia, permafrost e vegetação terrestre seriam úteis. Identificar todos os potenciais elementos de tombamento do sistema terrestre é crucial. Isso deve incluir uma consideração de limites planetários mais amplos, como a biodiversidade, que influenciará os pontos de inflexão ( 66 ), feedbacks além do sistema climático e como os elementos de inclinação podem se unir em cascata ( 67 ). Morbidade e mortalidade em massa. Existem muitos contribuintes potenciais para a morbidade e mortalidade induzidas pelo clima, mas os “quatro cavaleiros” do jogo final da mudança climática provavelmente serão a fome e a desnutrição, eventos climáticos extremos, conflitos e doenças transmitidas por vetores. Estes serão agravados por riscos e impactos adicionais, como mortalidade por poluição do ar e aumento do nível do mar. Esses caminhos requerem mais estudos. Estimativas empíricas de até mesmo mortes diretas por estresse térmico nos Estados Unidos são sistematicamente subestimadas ( 68 ). Uma revisão da literatura sobre saúde e mudanças climáticas de 1985 a 2013 (com uma revisão por procuração até 2017) descobriu que, de 2.143 artigos, apenas 189 (9%) incluíam uma discussão dedicada a impactos mais extremos na saúde ou risco sistêmico (relacionando à migração, fome ou conflito) ( 69 ). Os modelos também raramente incluem respostas adaptativas. Assim, as estimativas gerais de mortalidade são incertas. Como a morbidade e a mortalidade em massa potenciais podem ser melhor contabilizadas? 1) Rastrear os perigos compostos por meio de modelagem ascendente de sistemas e vulnerabilidades ( 70 ) e preparação rigorosa para testes de estresse ( 71 ). 2) Aplique modelos a cenários de temperatura mais alta e prazos mais longos. 3) Integrar cascatas de risco e riscos sistêmicos (veja a seção a seguir) nas avaliações de risco à saúde, por exemplo, incorporando morbidade e mortalidade resultantes de um choque de preços de alimentos desencadeado pelo clima. Fragilidade Social: Vulnerabilidades, Cascatas de Risco e Respostas a Riscos. Avaliações de risco mais complexas são geralmente mais realistas. Os determinantes do risco não são apenas perigos, vulnerabilidades e exposições, mas também respostas ( 3 , 72 ). Uma avaliação de risco completa precisa considerar os impactos climáticos, a exposição diferencial, as vulnerabilidades sistêmicas, as respostas das sociedades e dos atores e os efeitos indiretos entre fronteiras e setores ( 73 ), potencialmente resultando em crises sistêmicas. No(s) pior(s) caso(s), um efeito dominó ou espiral pode agravar continuamente o risco inicial. As cascatas de risco social podem envolver conflitos, doenças, mudanças políticas e crises econômicas. A mudança climática tem uma relação complicada com o conflito, inclusive, possivelmente, como fator de risco ( 74 ) especialmente em áreas com conflito étnico preexistente ( 75 ). As mudanças climáticas podem afetar a propagação e transmissão de doenças infecciosas, bem como a expansão e gravidade de diferentes infecções zoonóticas ( 76 ), criando condições para novos surtos e infecções ( 6 , 77). As epidemias podem, por sua vez, desencadear impactos em cascata, como no caso da COVID-19. A exposição ao estresse ecológico e desastres naturais são determinantes-chave para a “rigidez” cultural (rigor de regras, adesão à tradição e severidade da punição) das sociedades ( 78 ). A literatura sobre os danos econômicos médios das mudanças climáticas é abundante, mas há muito menos sobre os riscos financeiros, como a possibilidade de crises financeiras globais. Estudos anteriores poderiam ser utilizados para investigar o risco social. Mudanças climáticas regionais relativamente pequenas estão ligadas à transformação e até mesmo ao colapso das sociedades anteriores ( 79 , 80 ). Isso pode ser devido ao declínio da resiliência e à passagem de pontos de inflexão nessas sociedades. Há alguma evidência de desaceleração crítica nas sociedades antes de seu colapso ( 81 , 82). No entanto, é necessário cuidado ao tirar lições dos estudos de caso pré-modernos. A pré-história e a história devem ser estudadas para determinar não apenas como as sociedades do passado foram afetadas por riscos climáticos específicos, mas como esses efeitos diferem à medida que as sociedades mudam em relação, por exemplo, à densidade populacional, desigualdade de riqueza e regime de governança. Tal enquadramento permitirá que sociedades passadas e atuais sejam colocadas sob um único sistema de análise ( 37 ). As características e vulnerabilidades de um mundo globalizado moderno, onde os sistemas de distribuição de alimentos e transporte podem proteger contra traumas, precisarão ser incluídos no trabalho de sensibilidade social. Esses grandes sistemas interconectados trazem suas próprias fontes de fragilidade, principalmente se as redes forem relativamente homogêneas, com alguns nós dominantes altamente conectados a todos os outros ( 83 ). Outras importantes vulnerabilidades modernas incluem a rápida disseminação de desinformação e desinformação. Esses riscos epistêmicos são sérias preocupações para crises de saúde pública ( 84 ) e já dificultaram a ação climática. Uma representação simplificada e de alto nível de como as cascatas de risco podem se desdobrar é fornecida na Fig. 3 . Fig. 3. Falha climática global em cascata Falha climática global em cascata. Este é um diagrama de loop causal, no qual uma linha completa representa uma polaridade positiva (por exemplo, feedback de amplificação; não necessariamente positivo no sentido normativo) e uma linha pontilhada denota uma polaridade negativa (significando um feedback de amortecimento). Consulte o Apêndice SI para obter mais informações. Avaliações Catastróficas Integradas. A mudança climática se desdobrará em um mundo de ecossistemas, geopolítica e tecnologia em mudança. Poderíamos até mesmo ver “guerras quentes” – conflitos de grandes potências tecnologicamente aprimorados sobre orçamentos de carbono cada vez menores, impactos climáticos ou experimentos de SRM? Tais desenvolvimentos e cenários precisam ser considerados para construir uma imagem completa dos perigos climáticos. As mudanças climáticas podem reforçar outras ameaças interativas, incluindo o aumento da desigualdade, tensões demográficas, desinformação, novas armas destrutivas e a ultrapassagem de outras fronteiras planetárias ( 85 ). Há também choques naturais, como explosões solares e erupções vulcânicas de alto impacto, que apresentam possíveis sincronicidades mortais ( 86 ). Explorá-los é vital, e uma série de “cenários catastróficos padronizados” facilitaria a avaliação. Elicitação de especialistas, mapeamento de sistemas e cenários participativos fornecem maneiras promissoras de entender essas cascatas ( 73 ). Existem também agendas de pesquisa existentes para algumas dessas áreas que podem ser financiadas ( 87 ). A integração pode ser abordada de várias maneiras. Metarrevisões e sínteses de resultados de pesquisas podem fornecer dados úteis para mapear as interações entre os riscos. Isso pode ser feito por meio de mapeamento causal, elicitação de especialistas e abordagens de modelagem baseadas em agentes ou dinâmicas de sistemas. Um estudo recente mapeou a base de evidências para as relações entre mudanças climáticas, insegurança alimentar e contribuintes para o colapso social (mortalidade, conflito e emigração) com base em 41 estudos ( 88 ). Um caminho particularmente promissor é reaproveitar os modelos complexos existentes para estudar os riscos em cascata. A rede resultante pode ser “testada contra estresse” com cenários catastróficos padronizados. Isso pode ajudar a estimar quais áreas podem sofrer escassez ou interrupções críticas, ou respostas drásticas (como proibições de exportação de alimentos). Modelos complexos foram desenvolvidos para ajudar a entender desastres sistêmicos de grande escala passados, como a crise financeira global de 2007-2008 ( 89 ). Alguns deles podem ser reaproveitados para explorar a natureza potencial de uma futura crise climática global. É improvável que a falha de sistemas seja globalmente simultânea; é mais provável que comece regionalmente e depois se expanda. Embora o objetivo seja investigar o risco climático catastrófico globalmente, é indispensável incorporar o conhecimento das perdas regionais. Os riscos potencialmente catastróficos das mudanças climáticas são difíceis de quantificar, mesmo dentro de modelos. Qualquer uma das abordagens de modelagem mencionadas acima deve fornecer uma maior compreensão dos caminhos do risco sistêmico e guias probabilísticos aproximados. No entanto, os resultados podem fornecer a base para ferramentas baseadas em argumentação para avaliar o potencial de resultados catastróficos sob diferentes níveis de aumento de temperatura ( 90 ). Estes devem ser alimentados em métodos democráticos deliberativos abertos que forneçam uma abordagem justa, inclusiva e eficaz para a tomada de decisões ( 91). Tais abordagens podem se basear em ferramentas de tomada de decisão sob incerteza, como o princípio minimax ou decisões de classificação pela soma ponderada de seus melhores e piores resultados, conforme sugerido na revisão de biodiversidade Dasgupta ( 92 ). Um relatório especial do IPCC sobre mudanças climáticas catastróficas O IPCC ainda precisa dar atenção focada às mudanças climáticas catastróficas. Quatorze relatórios especiais foram publicados. Nenhum cobriu mudanças climáticas extremas ou catastróficas. Um relatório especial sobre “pontos de inflexão” foi proposto para o sétimo ciclo de avaliação do IPCC, e sugerimos que isso possa ser ampliado para considerar todos os aspectos-chave das mudanças climáticas catastróficas. Isso parece justificado, seguindo o quadro de decisão do IPCC ( 93 ). Tal relatório poderia investigar como os feedbacks do sistema terrestre podem alterar as trajetórias de temperatura e se elas são irreversíveis. Um relatório especial sobre mudanças climáticas catastróficas poderia ajudar a desencadear mais pesquisas, assim como o relatório especial “Aquecimento global de 1,5°C” ( 94 ) fez. Esse relatório também galvanizou uma onda de preocupação pública sobre a gravidade dos impactos em faixas de temperatura mais baixas. O impacto de um relatório sobre mudanças climáticas catastróficas pode ser ainda mais acentuado. Poderia ajudar a colocar em foco o quanto está em jogo no pior cenário. O financiamento adicional de pesquisas sobre mudanças climáticas catastróficas e de pior caso é fundamental. A comunicação eficaz dos resultados da investigação será fundamental. Embora haja a preocupação de que as mensagens que invocam o medo possam ser inúteis e induzir à paralisia ( 95 ), as evidências sobre mensagens de esperança versus medo são mistas, mesmo em meta-análises ( 96 , 97 ). O papel das emoções é complexo e é estratégico ajustar as mensagens para públicos específicos ( 98 ). Uma revisão recente do debate climático destacou a importância de evitar o agrupamento político, selecionar mensageiros confiáveis ​​e escolher estruturas eficazes ( 99 ). Esses tipos de considerações serão cruciais para garantir uma discussão cívica útil e precisa. Conclusões Há ampla evidência de que as mudanças climáticas podem se tornar catastróficas. Poderíamos entrar em tais “fim de jogo” mesmo em níveis modestos de aquecimento. Compreender os riscos extremos é importante para uma tomada de decisão robusta, desde a preparação até a consideração de respostas a emergências. Isso requer explorar não apenas cenários de temperaturas mais altas, mas também o potencial dos impactos das mudanças climáticas para contribuir para o risco sistêmico e outras cascatas. Sugerimos que é hora de examinar seriamente a melhor maneira de expandir nossos horizontes de pesquisa para cobrir esse campo. A proposta de agenda de pesquisa “Climate Endgame” fornece uma maneira de navegar nessa área pouco estudada. Enfrentar um futuro de mudanças climáticas aceleradas e cego para os piores cenários é, na melhor das hipóteses, uma gestão de risco ingênua e, na pior, fatalmente tola. Disponibilidade de dados Dados publicados anteriormente foram usados ​​para este trabalho ( 45 , 46 , 48 , 49 ). Agradecimentos Agradecemos Benedikt Knüsel, Mark Lynas, John Broome, Ingo Fetzer, Peter Watson, Florian Ulrich Jehn, Zoe Cremer, Constantin Arnscheidt, Nathaniel Cooke, dois revisores anônimos e o editor da PNAS por seus comentários úteis. Agradecemos a Dirk Biermann, Janin Schaffer e Killian Cremer por sua assistência com a Fig. 3 . Informações de Apoio Apêndice 01 (PDF) DOWNLOAD 830,52 KB Referências 1 Intergovernmental Panel on Climate Change, Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, C. B. Field et al., Eds. (Cambridge University Press, 2014). Go to reference Google Scholar 2 F. U. Jehn, M. Schneider, J. R. Wang, L. Kemp, L. Breuer, Betting on the best case: Higher end warming is underrepresented in research. Environ. Res. Lett. 16, 084036 (2021). Go to reference Crossref Google Scholar 3 N. P. 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