Dinâmicas climáticas e do ciclo de carbono ao longo de múltiplos séculos sob cenários de emissões altas e líquidas negativas

Resumo. As projeções climáticas futuras de modelos de sistema terrestre (ESMs) geralmente se concentram na escala de tempo deste século. Usamos um conjunto de cinco ESMs e um modelo de sistema terrestre de complexidade intermediária (EMIC) para explorar as dinâmicas do clima da Terra e dos ciclos de carbono sob trajetórias de emissões contrastantes além deste século até o ano 2300. As trajetórias incluem um cenário de muito altas emissões, sem mitigação impulsionado por combustíveis fósseis, assim como um cenário de mitigação que se desvia do primeiro cenário após 2040 e apresenta um “overshoot”, seguido por uma diminuição nas concentrações de CO2 atmosférico por meio de grandes emissões líquidas negativas de CO2. Em ambos os cenários e para todos os modelos considerados aqui, o sistema terrestre muda de um sumidouro líquido para um estado neutro ou uma fonte líquida de carbono, embora por razões diferentes e centradas em diferentes regiões geográficas, dependendo tanto do modelo quanto do cenário. O sistema de carbono oceânico permanece como um sumidouro, embora enfraquecido por retroalimentações do ciclo de carbono, em todos os modelos sob o cenário de altas emissões e muda de sumidouro para fonte no cenário de overshoot. A anomalia da temperatura média global é geralmente proporcional às emissões cumulativas de carbono, com uma divergência da proporcionalidade no cenário de overshoot que é governada pelo compromisso de zero emissões. Além disso, o aquecimento do século 23 continua após a cessação das emissões de carbono em vários modelos no cenário de altas emissões e em um modelo no cenário de overshoot. Embora as respostas do ciclo de carbono oceânico concordem qualitativamente em dinâmicas globalmente integradas e médias zonais em ambos os cenários, os modelos de terra discordam qualitativamente nas dinâmicas médias zonais, nos papéis relativos da vegetação e solo na condução dos fluxos de C, na resposta do sumidouro ao CO2 e no momento da transição sumidouro-fonte, particularmente no cenário de altas emissões. A falta de concordância entre os modelos de terra sobre os mecanismos e padrões geográficos das retroalimentações do ciclo de carbono, juntamente com a possibilidade de dinâmicas climáticas físicas com atraso causarem aquecimento muito tempo depois que as concentrações de CO2 se estabilizaram, aponta para a possibilidade de surpresas no sistema climático além do horizonte de tempo do século 21, mesmo sob cenários de aquecimento global relativamente mitigados, que devem ser considerados ao definir a política climática global.