जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रिया

ग्लोबल वार्मिंग की समझ में जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं क्योंकि परिवर्तन प्रक्रिया प्रत्येक जलवायु के मजबूरी प्रभाव को बढ़ाती हैं या कम करती हैं, और इसलिए जलवायु संवेदनशीलता और भविष्य की जलवायु स्थिति का निर्धारण करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। सामान्य रूप से परिवर्तन वह प्रक्रिया है जिसमें एक मात्रा को बदलने से दूसरी मात्रा में परिवर्तन होता है, और दूसरी मात्रा में परिवर्तन करने से पहली मात्रा में बदलाव आता है। सकारात्मक (या सुदृढ़ीकरण) प्रतिक्रिया पहली मात्रा में परिवर्तन को बढ़ाती है जबकि नकारात्मक (या संतुलन) प्रतिक्रिया इसे कम करती है।

शब्द "मजबूर" करने का अर्थ एक परिवर्तन है जो जलवायु प्रणाली को वार्मिंग या कूलिंग की दिशा में धकेल सकता है। जलवायु बाध्यता का एक उदाहरण ग्रीनहाउस गैसों की वायुमंडलीय सांद्रता में वृद्धि है। परिभाषा के अनुसार, दबाव जलवायु प्रणाली के लिए बाहरी होते हैं जबकि परिवर्तन आंतरिक होती हैं; संक्षेप में, परिवर्तन सिस्टम आंतरिक प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करता है। कुछ प्रतिक्रियाएं शेष जलवायु प्रणाली के सापेक्ष अलगाव में कार्य कर सकती हैं; अन्य कसकर युग्मित हो सकते है; इसलिए यह बताना मुश्किल हो सकता है कि किसी विशेष प्रक्रिया में कितना योगदान होता है।

फोर्सिंग और परिवर्तन एक साथ यह निर्धारित करते हैं कि जलवायु कितनी तेजी से बदलती है। ग्लोबल वार्मिंग में मुख्य सकारात्मक प्रतिक्रिया वायुमंडल में जल वाष्प की मात्रा को बढ़ाने के लिए वार्मिंग की प्रवृत्ति है, जो बदले में और अधिक वार्मिंग की ओर जाता है। मुख्य शीतलन प्रतिक्रिया स्टीफन-बोल्त्ज़मैन कानून से आती है, पृथ्वी से अंतरिक्ष में गर्मी की मात्रा पृथ्वी की सतह और वातावरण के तापमान की चौथी शक्ति के साथ बदलती है। इसे सामान्य प्रतिक्रिया नहीं माना जाता है। अवलोकन और मॉडलिंग अध्ययन से संकेत मिलता है कि वार्मिंग के लिए शुद्ध सकारात्मक प्रतिक्रिया है। जलवायु परिवर्तन की दर और परिमाण के आधार पर बड़ी सकारात्मक प्रतिक्रियाओं से जलवायु प्रणाली में अचानक या अपरिवर्तनीय परिवर्तन जैसे टिपिंग पॉइंट को जन्म दे सकती हैं।

कार्बन चक्र प्रतिक्रिया
भविष्यवाणियां और कुछ सबूत हैं, कि ग्लोबल वार्मिंग से स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र से कार्बन का नुकसान हो सकता है, जिससे पृथ्वी के वायुमंडलीय के स्तर में वृद्धि हो सकती है। कई जलवायु मॉडल से संकेत मिलता है कि 21वीं सदी के माध्यम से ग्लोबल वार्मिंग को इस तरह के वार्मिंग के लिए स्थलीय कार्बन चक्र की प्रतिक्रिया से तेज किया जा सकता है। C4MIP अध्ययन में सभी 11 मॉडलों में पाया गया कि यदि जलवायु परिवर्तन का हिसाब लगाया जाता है तो मानवजनित CO2 का एक बड़ा हिस्सा  हवाई रहेगा। इक्कीसवीं सदी के अंत तक, यह अतिरिक्त CO2 दो चरम मॉडलों के लिए 20 से 200 पीपीएम के बीच विविध, अधिकांश मॉडल 50 और 100 पीपीएम के बीच थे। उच्च CO2 स्तरों ने 0.1° और 1.5° C के बीच एक अतिरिक्त जलवायु वार्मिंग का नेतृत्व किया। हालांकि, अभी भी इन संवेदनशीलता के परिमाण पर एक बड़ी अनिश्चितता थी। आठ मॉडलों ने अधिकांश परिवर्तनों के लिए भूमि को जिम्मेदार ठहराया, जबकि तीन ने इसे समुद्र के लिए जिम्मेदार ठहराया। इन मामलों में सबसे मजबूत प्रतिक्रियाएं उत्तरी गोलार्ध के उच्च अक्षांश बोरियल वनों में मिट्टी से कार्बन की बढ़ती श्वसन के कारण हैं। विशेष रूप से एक मॉडल (HadCM3) उष्णकटिबंधीय दक्षिण अमेरिका पर काफी कम वर्षा के जवाब में अमेज़ॅन वर्षावन में अधिकांश नुकसान के कारण द्वितीयक कार्बन चक्र प्रतिक्रिया को इंगित करता है। जबकि मॉडल किसी भी स्थलीय कार्बन चक्र प्रतिक्रिया की ताकत पर असहमत हैं, उनमें से प्रत्येक का सुझाव यह है कि ऐसी कोई भी प्रतिक्रिया ग्लोबल वार्मिंग में तेजी लाएगी।

टिप्पणियों से पता चलता है कि बेलामी एट अल द्वारा प्रकृति में एक कागज के अनुसार यू.के. की मिट्टी पिछले 25 वर्षों से प्रत्येक वर्ष में चार मिलियन टन की दर से कार्बन खो रही है । सितंबर 2005 में, जिन्होंने ध्यान दिया कि इन परिणामों को भूमि उपयोग परिवर्तनों द्वारा समझाए जाने की संभावना नहीं है। इस तरह के परिणाम एक घने नमूनाकरण नेटवर्क पर निर्भर करते हैं और इस प्रकार वैश्विक स्तर पर उपलब्ध नहीं होते हैं। पूरे यूनाइटेड किंगडम को एक्सट्रपलेशन करते हुए, वे प्रति वर्ष 13 मिलियन टन के वार्षिक नुकसान का अनुमान लगाते हैं। यह क्योटो संधि के तहत यूके द्वारा प्राप्त कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में वार्षिक कमी (प्रति वर्ष 12.7 मिलियन टन कार्बन) के बराबर है।

यह भी सुझाव दिया गया है (क्रिस फ्रीमैन) द्वारा कि पीट दलदल से जल के पाठ्यक्रमों में भंग कार्बन डीओसी की रिहाई (जिसमें से यह बदले में वातावरण में प्रवेश करेगा) ग्लोबल वार्मिंग के लिए एक सकारात्मक प्रतिक्रिया का गठन करती है। वर्तमान में पीटलैंड्स में संग्रहित कार्बन (390-455 गिगेटोननेस, कुल भूमि-आधारित कार्बन स्टोर का एक-तिहाई) वायुमंडल में पहले से ही मौजूद कार्बन की आधी मात्रा से अधिक है। पानी के पाठ्यक्रमों में डीओसी का स्तर स्पष्ट रूप से बढ़ रहा है; फ्रीमैन की परिकल्पना यह है कि प्राथमिक उत्पादकता की उत्तेजना के माध्यम से ऊंचा तापमान नहीं, लेकिन वायुमंडलीय CO2 का ऊंचे स्तर से जिम्मेदार हैं।

ऐसा माना जाता है कि जलवायु परिवर्तन के परिणामस्वरूप पेड़ की मृत्यु बढ़ रही है, जो एक सकारात्मक प्रतिक्रिया है। वैश्विक मीथेन जलवायु प्रतिक्रिया के लिए आर्द्रभूमि और मीठे पानी के पारिस्थितिक तंत्र को सबसे बड़ा संभावित योगदानकर्ता होने की भविष्यवाणी की जाती है। लंबे समय तक वार्मिंग के भीतर रहने से ताजे पानी के पारिस्थितिक तंत्र के भीतर मीथेन से संबंधित माइक्रोबियल समुदाय में संतुलन को बदलता है, इसलिए वे अधिक मीथेन का उत्पादन करते हैं जबकि आनुपातिक रूप से कार्बन डाइऑक्साइड में कम ऑक्सीकृत होते है।

आर्कटिक मीथेन रिलीज


वार्मिंग भी आर्कटिक में कार्बन (संभावित मीथेन के रूप में) की रिहाई के लिए ट्रिगरिंग चर है। साइबेरिया में जमे हुए पीट बोग्स जैसे विगलन स्थायी तुषारभूमि से निकलने वाली मीथेन और समुद्र तल पर मीथेन क्लैथ्रेट से सकारात्मक प्रतिक्रिया पैदा होती है।  अप्रैल 2019 में, ट्यूरेत्स्की एट अल रिपोर्ट किया गया कि पर्माफ्रॉस्ट भविष्यवाणी की तुलना में तेजी से पिघल रहा था। हाल ही में पर्माफ्रॉस्ट से जलवायु प्रतिक्रिया की समझ में सुधार हुआ है, लेकिन उप-समुद्री पर्माफ्रॉस्ट से संभावित उत्सर्जन अज्ञात है और - कई अन्य मिट्टी कार्बन परिवर्तन की तरह - अभी भी अधिकांश जलवायु मॉडल से अनुपस्थित है।

विगलन पर्माफ्रॉस्ट पीट बोग्स
पश्चिमी साइबेरिया दुनिया का सबसे बड़ा पीट का दलदल है, पर्माफ्रॉस्ट पीट बोग का एक मिलियन वर्ग किलोमीटर क्षेत्र है, जो पिछले बर्फ युग के अंत में, 11,000 साल पहले बना था। इसके पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने से दशकों से बड़ी मात्रा में मीथेन निकलने की संभावना है। अगले कुछ दशकों में 70,000 मिलियन टन मीथेन, एक अत्यंत प्रभावी ग्रीनहाउस गैस, जारी की जा सकती है, जिससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का एक अतिरिक्त स्रोत बनता है। इसी तरह का पिघलना पूर्वी साइबेरिया में देखा गया है। लॉरेंस एट अल (2008) का सुझाव है कि आर्कटिक समुद्री बर्फ के तेजी से पिघलने से एक परिवर्तन पाश शुरू हो सकता है जो तेजी से आर्कटिक पर्माफ्रॉस्ट को पिघला देता है, जिससे और अधिक गर्मी पैदा होती है। 31 मई, 2010 में नासा ने प्रकाशित किया कि वैश्विक स्थर पर ग्रीनहाउस गैसें पर्माफ्रॉस्ट से बच रही हैं और बढ़ती दर से वातावरण में प्रवेश कर रही हैं - मीथेन के प्रत्येक वर्ष 50 बिलियन टन तक, उदाहरण के लिए - एक वैश्विक विगलन प्रवृत्ति के कारण। यह विशेष रूप से परेशानी भरा है क्योंकि मीथेन वातावरण को कार्बन डाइऑक्साइड  की 25 गुना क्षमता से वातावरण को गर्म करता हैं (प्रति वर्ष1250 बिलियन टन  के बराबर)।

छठी IPCC मूल्यांकन रिपोर्ट में कहा गया है कि पर्माफ्रॉस्ट पारिस्थितिक तंत्र के मॉडल के अनुमानों से पता चलता है कि भविष्य में पर्माफ्रॉस्ट पिघलना कुछ अतिरिक्त वॉर्मिंग को बढ़ावा देगा- जो महत्वपूर्ण होने के लिए पर्याप्त है, लेकिन एक 'बेहद गर्म' स्थिति का नेतृत्व करने के लिए पर्याप्त नहीं है, जहां पर्माफ्रॉस्ट पिघलना ग्लोबल वार्मिंग का नाटकीय, स्व-प्रांतीय त्वरण की ओर ले जाता हैं।

हाइड्रेट्स
मीथेन क्लैथ्रेट, जिसे मीथेन हाइड्रेट भी कहा जाता है, पानी के बर्फ का एक रूप है जिसमें इसकी क्रिस्टल संरचना के भीतर मीथेन की एक बड़ी मात्रा होती है। पृथ्वी के समुद्र और समुद्र के फर्श पर तलछट के नीचे मीथेन क्लैथ्रेट जमा से बड़ी मात्रा में पाए गए हैं। मीथेन क्लैथ्रेट जमा से बड़ी मात्रा में प्राकृतिक गैस की अचानक रिहाई, एक भगोड़ा ग्लोबल वार्मिंग घटना में, अतीत और संभवतः भविष्य के जलवायु परिवर्तनों के कारण के रूप में परिकल्पित किया गया है।इस फंसे हुए मीथेन की रिहाई तापमान में वृद्धि का एक संभावित प्रमुख परिणाम है; यह माना जाता है कि यह वैश्विक तापमान को अपने आप में अतिरिक्त 5° तक बढ़ा सकता है, क्योंकि मीथेन कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में ग्रीनहाउस गैस के रूप में अधिक शक्तिशाली है। सिद्धांत यह भी भविष्यवाणी करता है कि यह वातावरण की उपलब्ध ऑक्सीजन सामग्री को बहुत प्रभावित करेगा। इस सिद्धांत को पृथ्वी पर सबसे गंभीर द्रव्यमान विलुप्त होने की घटना को समझाने के लिए प्रस्तावित किया गया है, जिसे पर्मियन-ट्राइसिक विलुप्त होने की घटना के रूप में जाना जाता है, और  पेलियोसीन-ईओसीन थर्मल अधिकतम जलवायु परिवर्तन घटना भी है। 2008 में, अमेरिकी भूभौतिकीय संघ के लिए एक शोध अभियान ने साइबेरियाई आर्कटिक में सामान्य से 100 गुना ऊपर मीथेन के स्तर का पता लगाया। लीना नदी और लैप्टेव सागर और पूर्वी साइबेरियाई सागर के बीच का क्षेत्र।

2020 में, अंटार्कटिका में समुद्री तल से मीथेन का पहला रिसाव खोजा गया था। वैज्ञानिकों को यकीन नहीं है कि इसका क्या कारण है। जिस क्षेत्र में यह पाया गया था वह अभी तक काफी गर्म नहीं हुआ था। यह एक ज्वालामुखी के किनारे पर है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह वहां से नहीं है। मीथेन को खाने वाले रोगाणुओं, मीथेन को बहुत कम खाते है, और शोधकर्ताओं को लगता है कि इसे जलवायु मॉडल में शामिल किया जाना चाहिए। वे यह भी दावा करते हैं कि अंटार्कटिका में इस मुद्दे के बारे में खोजने के लिए अभी भी बहुत कुछ है। सभी समुद्री मीथेन का एक चौथाई अंटार्कटिका के क्षेत्र में पाया जाता है

वायुमंडलीय मीथेन में अचानक वृद्धि
जलवायु परिवर्तन (IPCC) और अमेरिकी जलवायु परिवर्तन विज्ञान कार्यक्रम (CCSP) द्वारा वैज्ञानिक साहित्य आकलन ने भविष्य में अनुमानित जलवायु परिवर्तन की संभावना पर विचार किया है, जिससे वायुमंडलीय मीथेन में तेजी से वृद्धि हुई है। 2001 में प्रकाशित आईपीसीसी तीसरी मूल्यांकन रिपोर्ट, ने वायुमंडलीय रासायनिक सिंक में कटौती या दफन मीथेन जलाशयों की रिहाई से मीथेन में संभावित तेजी से वृद्धि को देखा। दोनों ही मामलों में, यह आंका गया कि इस तरह की रिहाई असाधारण रूप से संभावित होगी (विशेषज्ञ निर्णय के आधार पर 1% से कम मौका)। 2008 में प्रकाशित CCSP आकलन ने निष्कर्ष निकाला कि वातावरण में मीथेन की अचानक रिहाई बहुत असंभावित प्रतीत होता हैं। (विशेषज्ञ निर्णय के आधार पर 10% से कम संभावना)। हालांकि, CCSP के मूल्यांकन में कहा गया हैं कि जलवायु परिवर्तन "बहुत संभव" होगा (विशेषज्ञ निर्णय के आधार पर 90% से अधिक संभावना) हाइड्रेट स्रोतों और आर्द्रभूमि दोनों से लगातार उत्सर्जन की गति को तेज करेगा।

10 जून 2019 को लुईस एम फारक्वार्सन और उनकी टीम ने बताया कि कनाडाई पर्माफ्रॉस्ट में उनके 12 साल के अध्ययन में "हमारे साइटों पर अधिकतम पिघलने वाली गहराई देखी गयी, जो पहले से ही 2090 तक होने वाले अनुमानों से अधिक है। 1990 और 2016 के बीच, तक की वृद्धि स्थलीय पर्माफ्रॉस्ट में 4° C देखा गया है और यह प्रवृत्ति जारी रहने की उम्मीद है क्योंकि आर्कटिक औसत वार्षिक वायु तापमान निचले अक्षांशों की तुलना में दोगुनी दर से बढ़ता है। संदेह है कि समस्या व्यापक है। फ़ारक्वार्सन और उनकी टीम का अनुमान है कि लगभग 231,000 वर्ग मील (600,000 वर्ग किलोमीटर), पर्माफ्रॉस्ट या लगभग 5.5% क्षेत्र जो कि पर्माफ्रॉस्ट साल भर रहता है, तेजी से सतह के पिघलने के लिए असुरक्षित है।

अपघटन
पर्माफ्रॉस्ट में संग्रहीत कार्बनिक पदार्थ गर्मी उत्पन्न करते है क्योंकि यह पर्माफ्रॉस्ट पिघलने के जवाब में विघटित होता है। जैसे-जैसे उष्णकटिबंधीय गीला हो जाता है, जैसा कि कई जलवायु मॉडल भविष्यवाणी करते हैं, मिट्टी में श्वसन और अपघटन की अधिक दरों का अनुभव होने की संभावना है, जो उष्णकटिबंधीय मिट्टी की कार्बन भंडारण क्षमताओं को सीमित करता है।

पीट अपघटन
पीट दलदल में स्वाभाविक रूप से होने वाली पीट, वैश्विक स्तर पर कार्बन का एक भंडार है। जब पीट सूख जाता है, तो यह विघटित हो जाता है। ग्लोबल वार्मिंग के कारण पानी की मेज समायोजन से पीट बोग्स से कार्बन के महत्वपूर्ण भ्रमण का कारण बन सकता हैं। इसे मीथेन के रूप में जारी किया जा सकता है, जो इसकी उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता के कारण प्रतिक्रिया प्रभाव को बढ़ा सकता है।

वर्षावन सुखाना
वर्षावन, विशेष रूप से उष्णकटिबंधीय वर्षावन, विशेष रूप से ग्लोबल वार्मिंग के लिए संवेदनशील हैं। ऐसे कई प्रभाव हैं जो हो सकते हैं, लेकिन उनमें से दो विशेष रूप से संबंधित हैं। सबसे पहले, सूखने वाली वनस्पति वर्षावन पारिस्थितिकी तंत्र के कुल पतन का कारण बन सकती है। उदाहरण के लिए, अमेज़न वर्षावन को कैटेटा पारिस्थितिकी तंत्र द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा। इसके अलावा, यहां तक कि उष्णकटिबंधीय वर्षावन पारिस्थितिक तंत्र जो पूरी तरह से पतन नहीं करते हैं, वे वनस्पति में परिवर्तन के कारण सूखने के परिणामस्वरूप अपने संग्रहीत कार्बन के महत्वपूर्ण अनुपात को खो सकते हैं।

जंगल की आग
आईपीसीसी चौथी मूल्यांकन रिपोर्ट में भविष्यवाणी की गई है कि कई मध्य-अक्षांश क्षेत्र, जैसे भूमध्यसागरीय यूरोप, वर्षा में कमी और सूखे के बढ़ते जोखिम का अनुभव करेंगे, जो बदले में जंगल की आग को बड़े पैमाने पर और अधिक नियमित रूप से होने की अनुमति देगा। यह कार्बन चक्र की तुलना में वायुमंडल में अधिक संग्रहीत कार्बन को स्वाभाविक रूप से फिर से अवशोषित करता है, जिससे एक सकारात्मक प्रतिक्रिया पाश बना सकता है। उस परिवर्तन पाश का एक हिस्सा प्रतिस्थापन वनों की अधिक तेजी से विकास और जंगलों का एक उत्तर की ओर प्रवास है क्योंकि उत्तरी अक्षांश जंगलों को बनाए रखने के लिए अधिक उपयुक्त जलवायु बन जाते हैं। एक सवाल यह भी है कि क्या वनों जैसे अक्षय ईंधन के जलने को ग्लोबल वार्मिंग में योगदान के रूप में गिना जाना चाहिए।  कुक एंड विज़ ने यह भी पाया कि अमेज़ॅन वर्षावन में जंगल में आग लगने की संभावना थी, अंततः पूर्वी अमेज़ॅन क्षेत्र में कैटेटा वनस्पति के लिए एक संक्रमण हुआ।

मरुस्थलीकरण
कुछ वातावरणों में मरुस्थलीकरण ग्लोबल वार्मिंग का परिणाम है। रेगिस्तान की मिट्टी में बहुत कम धरण होता है, और छोटी वनस्पति का समर्थन करता है। नतीजतन, रेगिस्तानी पारिस्थितिक तंत्र में संक्रमण सामान्यतः कार्बन के भ्रमण से जुड़ा होता है।

मॉडलिंग परिणाम
IPCC की चौथी मूल्यांकन रिपोर्ट (AR4) में निहित ग्लोबल वार्मिंग अनुमानों में कार्बन चक्र परिवर्तन शामिल हैं। हालांकि, AR4 के लेखकों ने कहा कि कार्बन चक्र प्रतिक्रियाओं की वैज्ञानिक समझ खराब थी। AR4 में अनुमान ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन परिदृश्यों की एक श्रृंखला पर आधारित थे, और 20वीं और 21वीं सदी के अंत में 1.1 से 6.4° C के बीच गर्मी होने का सुझाव दिया। IPCC के लेखकों के विशेषज्ञ निर्णय के आधार पर, यह संभावित सीमा (66% से अधिक संभावना) है। लेखकों ने कहा कि "संभावित सीमा" का निचला छोर "संभावित सीमा" के ऊपरी छोर की तुलना में बेहतर विवश प्रतीत होता है, आंशिक रूप से कार्बन चक्र परिवर्तन के कारण। अमेरिकन मौसम विज्ञान समाज ने टिप्पणी की है कि जलवायु परिवर्तन अनुमानों में कार्बन चक्र प्रतिक्रियाओं के प्रभावों को मॉडल करने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है।

इसेन एट अल (2010) ने इस बात पर विचार किया कि भविष्य में आर्कटिक से निकलने वाली मीथेन ग्लोबल वार्मिंग में कैसे योगदान कर सकते हैं। उनके अध्ययन ने सुझाव दिया कि यदि वैश्विक मीथेन उत्सर्जन में 2.5 से 5.2 के ऊपर (तब) वर्तमान उत्सर्जन में वृद्धि होती है, तो विकिरणवाला मजबूर करना में अप्रत्यक्ष योगदान क्रमशः 250% और 400% होगा, जो सीधे तौर पर जिम्मेदार हो सकता है। मीथेन वार्मिंग का यह प्रवर्धन वायुमंडलीय रसायन विज्ञान में अनुमानित परिवर्तनों के कारण है।

शेफर एट अल (2011) ने माना कि पर्माफ्रॉस्ट से जारी कार्बन ग्लोबल वार्मिंग में कैसे योगदान दे सकता है। उनका अध्ययन एक मध्यम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन परिदृश्य ( उत्सर्जन परिदृश्यों पर विशेष रिपोर्ट A1B) के आधार पर पर्माफ्रॉस्ट में परिवर्तन का अनुमान लगाया। अध्ययन के अनुसार, 2200 तक, पर्माफ्रॉस्ट प्रतिक्रिया वायुमंडल में कार्बन के 190 (+/- 64) गिगेटन का योगदान दे सकती है। शेफर एट अल (2011) ने टिप्पणी की कि यह अनुमान कम हो सकता है।

जलवायु नीति के लिए निहितार्थ
जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रियाओं पर अनिश्चितता जलवायु नीति पर प्रभाव पढ़ता है। उदाहरण के लिए, कार्बन चक्र परिवर्तन पर अनिश्चितता ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए लक्ष्य को प्रभावित कर सकती है। उत्सर्जन लक्ष्य अक्सर वायुमंडलीय ग्रीनहाउस गैस सांद्रता के लक्ष्य स्थिरीकरण स्तर पर आधारित होते हैं, या ग्लोबल वार्मिंग को एक विशेष परिमाण तक सीमित करने के लक्ष्य पर होते हैं। इन दोनों लक्ष्यों (सांद्रता या तापमान) को कार्बन चक्र में भविष्य के परिवर्तनों की समझ की आवश्यकता होती है। यदि मॉडल भविष्य में कार्बन चक्र में होने वाले परिवर्तनों को गलत तरीके से पेश करते हैं, तो एकाग्रता या तापमान लक्ष्यों चूक सकते है। उदाहरण के लिए, यदि मॉडल सकारात्मक परिवर्तन के कारण वायुमंडल में जारी कार्बन की मात्रा को कम आंकते हैं, (जैसे, पर्माफ्रॉस्ट पिघलने के कारण), तो वे एक एकाग्रता या तापमान लक्ष्य को पूरा करने के लिए आवश्यक उत्सर्जन में कमी की सीमा को भी कम कर सकते हैं।

मेघ परिवर्तन
तापमान बढ़ने से बादलों के वितरण और प्रकार को बदलने की उम्मीद है। नीचे से देखने पर, बादल सतह पर वापस अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन करते हैं, और इसलिए गर्म का प्रभाव डालते हैं; ऊपर से देखा गया, बादल सूर्य के प्रकाश को परिवर्तित करते हैं और अंतरिक्ष में अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन करते हैं, और इसलिए एक शीतलन प्रभाव डालते हैं। शुद्ध प्रभाव गर्म है या ठंडा होना बादलों के प्रकार और ऊंचाई जैसे विवरणों पर निर्भर करता है। कम बादल सतह पर अधिक गर्मी फंसाते हैं और इसलिए एक सकारात्मक प्रतिक्रिया होती है, जबकि उच्च बादल सामान्य रूप से ऊपर से अधिक सूर्य के प्रकाश को दर्शाते हैं ताकि उनके पास नकारात्मक प्रतिक्रिया हो। इन विवरणों को उपग्रह डेटा के आगमन से पहले खराब तरीके से देखा गया था और जलवायु मॉडल में प्रतिनिधित्व करना मुश्किल है। वैश्विक जलवायु मॉडल लगभग शून्य से मध्यम मज़बूत सकारात्मक नेट मेघ प्रतिक्रिया दिखा रहे थे, लेकिन वैश्विक जलवायु मॉडल की नवीनतम पीढ़ी में प्रभावी जलवायु संवेदनशीलता में काफी वृद्धि हुई है। मॉडल में बादलों के भौतिक प्रतिनिधित्व में अंतर पिछली पीढ़ी के मॉडलों की तुलना में बढ़ी हुई जलवायु संवेदनशीलता को प्रेरित करता है।

2019 का एक सिमुलेशन भविष्यवाणी करता है कि अगर ग्रीनहाउस गैसें वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के वर्तमान स्तर से तीन गुना तक पहुंचती हैं, तो स्ट्रैटोकुमुलस बादल अचानक फैल सकते हैं, अतिरिक्त ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करते हैं।

गैस रिलीज
ग्लोबल वॉर्मिंग से जैविक मूल की गैसों की रिहाई प्रभावित हो सकती है, लेकिन इस तरह के प्रभावों में शोध एक प्रारंभिक चरण में है। इनमें से कुछ गैसें, जैसे नाइट्रस ऑक्साइड, पीट या विगलन पर्माफ्रॉस्ट से निकलती है, जो सीधे जलवायु को प्रभावित करती हैं। अन्य, जैसे कि डाइमिथाइल सल्फाइड महासागरों से निकलते है, जो अप्रत्यक्ष प्रभाव डालते हैं।

आइस -अल्बेडो परिवर्तन
जब बर्फ पिघल जाती है, तो भूमि या खुला पानी इसकी जगह लेता है।भूमि और खुले पानी दोनों बर्फ की तुलना में औसतन कम चिंतनशील होते हैं और इस प्रकार अधिक सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं।यह अधिक वार्मिंग का कारण बनता है, जो बदले में अधिक पिघलने का कारण होता है, और यह चक्र जारी रहता है। वैश्विक शीतलन के समय के दौरान, अतिरिक्त बर्फ परावर्तन को बढ़ाता है, जो सौर विकिरण के अवशोषण को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक निरंतर चक्र के माध्यम से अधिक ठंडा होता है। इसे एक तेज़ प्रतिक्रिया तंत्र माना जाता है।

अल्बेडो परिवर्तन भी मुख्य कारण है कि जलवायु परिवर्तन पर अंतर -सरकारी पैनल उत्तरी गोलार्ध में ध्रुवीय तापमान की भविष्यवाणी करता है, जो दुनिया के बाकी हिस्सों में से दोगुना हो जाता है। एक प्रक्रिया में, इसे ध्रुवीय प्रवर्धन के रूप में जाना जाता है। इसके अलावा, सितंबर 2007 में, आर्कटिक समुद्री बर्फ उत्तर -पश्चिम मार्ग के लिए काफी दूर तक पीछे हट गया, जो रिकॉर्ड किए गए इतिहास में पहली बार पोत परिवहन के लिए नौगम्य बनने के लिए था। हालांकि, 2007 और 2008 की रिकॉर्ड हानियाँ अस्थायी हो सकती  है। यूएस राष्ट्रीय बर्फ और बर्फ डेटा केंद्र के मार्क सेरेज़ 2030 को एक उचित अनुमान के रूप में देखते हैं जब गर्मियों में आर्कटिक आइस कैप बर्फ-मुक्त हो सकते हैं। ग्लोबल वार्मिंग के ध्रुवीय प्रवर्धन के दक्षिणी गोलार्ध में होने की भविष्यवाणी नहीं की गई है। 1979 में अवलोकन की शुरुआत के बाद से अंटार्कटिक समुद्री बर्फ रिकॉर्ड पर अपनी सबसे बड़ी सीमा तक पहुंच गाया, लेकिन दक्षिण में बर्फ में लाभ उत्तर में नुकसान से अधिक है। वैश्विक समुद्री बर्फ, उत्तरी गोलार्ध और दक्षिणी गोलार्ध की संयुक्त रूप से एक गिरावट है। बर्फ के नुकसान में आंतरिक प्रतिक्रिया प्रक्रियाएँ हो सकती है, क्योंकि भूमि पर बर्फ के पिघलने से यूस्टेटिक समुद्र के स्तर में वृद्धि हो सकती है, संभवतः बर्फ की अलमारियों की अस्थिरता और ग्लेशियर की जीभ जैसे तटीय बर्फ के द्रव्यमान को बढ़ा देती है।इसके अलावा, एक संभावित प्रतिक्रिया चक्र आइसोस्टैटिक रिबाउंड के कारण होने वाले भूकंपों के कारण बर्फ की अलमारियों, ग्लेशियरों और बर्फ की टोपियों को और अस्थिर करता है।

कुछ उप-आर्कटिक जंगलों में बर्फ-अल्बेडो भी बदल रहा है, जैसा कि एक प्रकार का वृक्ष के स्टैंड्स (जो सर्दियों में अपनी सुइयों को बहा देते हैं, सूर्या के प्रकाश को वसंत और पतझड़ में बर्फ़ से प्रतिबिम्बित करने की अनुमति देते हैं) स्प्रूस पेड़ों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है (जो पूरे साल अपनी गहरी सुइयों को बनाए रखते हैं)।

पानी वाष्प प्रतिक्रिया
यदि वायुमंडल को गर्म हो जाता है, तो संतृप्ति वाष्प का दबाव बढ़ जाता है, और वायुमंडल में जल वाष्प की मात्रा बढ़ जाती हैं। चूंकि वाटर वाष्प एक ग्रीनहाउस गैस है, इसलिए जल वाष्प सामग्री में वृद्धि वातावरण को और अधिक गर्म कर देती है; यह वार्मिंग वातावरण को अभी भी अधिक जल वाष्प (एक सकारात्मक प्रतिक्रिया) रखने का कारण बनता है, और तब तक जब तक कि अन्य प्रक्रियाएं परिवर्तन पाश को रोकती रहती हैं। परिणाम अकेले के कारण होने वाली ग्रीनहाउस प्रभाव से कहीं अधिक बड़ा है। हालाँकि, यह प्रतिक्रिया प्रक्रिया हवा की पूर्ण नमी सामग्री में वृद्धि का कारण बनती है, सापेक्ष आर्द्रता लगभग स्थिर रहती है या यहां तक कि थोड़ा घट जाती है क्योंकि हवा गर्म होती है। जलवायु मॉडल इस प्रतिक्रिया को शामिल करते हैं।पानी वाष्प प्रतिक्रिया दृढ़ता से सकारात्मक है, अधिकांश सबूत 1.5 से 2.0 w/m2/k के परिमाण का समर्थन करते हैं, जो अन्यथा होने वाली वार्मिंग को दोगुना करने के लिए पर्याप्त है। जल वाष्प प्रतिक्रिया को एक तेज़ प्रतिक्रिया तंत्र माना जाता है।

महासागर-वार्मिंग प्रतिक्रिया
अमेरिकी राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन के अनुसार: महासागरीय तापमन एक सम्भावित सकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र का एक अच्छा उदाहरण प्रदान करता है। पानी की सतह में गैस के अवशोषण के माध्यम से के लिए महासागरों एक महत्वपूर्ण सिंक हैं। जैसा ही  बढ़ता है, यह वातावरण की वार्मिंग क्षमता को बढ़ाता है। यदि हवा का तापमान गर्म है, तो उसे महासागरों को गर्म करना चाहिए। बढ़ते तापमान के साथ समुद्र की  को हटाने की क्षमता कम हो जाती हैं। इस वजह से, वातावरण में  बढ़ने के प्रभाव हो सकते हैं जो वास्तव में वातावरण में  में वृद्धि को तेज करते हैं।

नकारात्मक
जैसे ही किसी काले शरीर का तापमान बढ़ता है, स्टीफन-बाल्ट्समैन नियम के अनुसार, अंतरिक्ष में वापस अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन उसके पूर्ण तापमान की चौथी शक्ति के साथ बढ़ता हैं यह पृथ्वी के गर्म होते ही बाहर जाने वाले विकिरण की मात्रा को बढ़ा देता हैं।इसे प्लैंक प्रतिक्रिया कहा जाता है, और कभी -कभी एक नकारात्मक प्रतिक्रिया (प्लैंक परिवर्तन) माना जाता है।

ले चेटेलियर का सिद्धांत
ले चेटेलियर के सिद्धांत का पालन करते हुए, मानवजनित CO2 उत्सर्जन की प्रतिक्रिया में पृथ्वी के कार्बन चक्र का रासायनिक संतुलन बदल जाएगा। इसका प्राथमिक चालक महासागर है, जो तथाकथित घुलनशीलता पंप के माध्यम से मानवजानित CO2 को अवशोषित करता हैं। वर्तमान में यह वर्तमान उत्सर्जन का लगभग एक तिहाई हिस्सा है, लेकिन अंततः मानव गतिविधियों द्वारा उत्सर्जित CO2 का अधिकांश (~ 75%) सदियों की अवधि में समुद्र में घुल जाएगा "जीवाश्म ईंधन के जीवनकाल का एक बेहतर सन्निकटन सार्वजनिक चर्चा के लिए CO2 300 साल हो सकते हैं, साथ ही 25% जो हमेशा के लिए रहता है"। हालांकि, जिस दर पर महासागर इसे भविष्य में ले जाएगा, वह कम निश्चित है, और वार्मिंग से प्रेरित स्तरीकरण (पानी) से प्रभावित होगा और, संभावित रूप से, महासागर के थर्मोहालिन परिसंचरण में परिवर्तन होगा।

रासायनिक अपक्षय
भूवैज्ञानिक दीर्घविधि में रासायनिक अपक्षय वातावरण से CO2 को हटाने का कार्य करता हैं। वर्तमान ग्लोबल वार्मिंग के साथ, अपक्षय बढ़ रहा है, जो जलवायु और पृथ्वी की सतह के बीच महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन कर रहा है।  Biosequestration भी जैविक प्रक्रियाओं द्वारा Co2 को पकड़ता और संचय करता है। समुद्र में जीवों द्वारा बायोमिनरलाइज़ेशन का गठन, बहुत लंबे समय से, महासागरों से CO2 को हटा देता है। CO2 के चूना पत्थर में पूर्ण रूपांतरण में हजारों से सैकड़ों हजारों साल लगते हैं।

नेट प्राथमिक उत्पादकता
बढ़े हुए Co2 की प्रतिक्रिया में शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता में परिवर्तन होता है, क्योंकि बढ़ती सांद्रता के जवाब में पौधों के प्रकाश संश्लेषण में वृद्धि हुई। हालांकि, ग्लोबल वार्मिंग के कारण जीवमंडल में अन्य परिवर्तनों से यह प्रभाव बदल जाता है।

जलवायु परिवर्तन 2019-20 ऑस्ट्रेलियाई जंगल की आग ने जंगल की आग के एरोसोल के समुद्री जमाव का कारण बना, जिससे समुद्री प्राथमिक उत्पादन बढ़ गया और जिससे व्यापक रूप से फाइटोप्लांकटन खिल गए। जबकि इन महासागरीय कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण में वृद्धि करते हैं, आग से उत्सर्जित होने वाली ~ 715 मिलियन टन CO2 की तुलना में संभावित मात्रा फीकी पढ़ जाती हैं, और ) महासागर अम्लीकरण में योगदान दे सकती हैं जो, बदले में, ज़हरीले शैवाल प्रस्फुटन को प्रेरित कर सकता है लेकिन माना जाता हैं कि सामान्यतः भविष्य के वयुमंडलीय CO2 सांद्रता  का बारीकी से पालन करते हैं क क्योंकि समुद्र के पीएच पर जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रिया के रूप में एकाग्रता लगभग रद्द कर देती है।

चूक दर
क्षोभ मंडल में ऊंचाई के साथ वायुमंडल का तापमान कम हो जाता है। चूंकि अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन तापमान के साथ भिन्न होता है, अपेक्षाकृत ठंडे ऊपरी वातावरण से अंतरिक्ष में भागने वाले थर्मल विकिरण निचले वातावरण से जमीन की ओर उत्सर्जित होने वाली विकिरण से कम होती हैं। इस प्रकार, ग्रीनहाउस प्रभाव की ताकत ऊँचाई के साथ तापमान में कमी के वातावरण की दर पर निर्भर करती है। दोनों सिद्धांत और जलवायु मॉडल से संकेत मिलता है कि ग्लोबल वार्मिंग ऊंचाई के साथ तापमान में कमी की दर को कम करेगी, एक नकारात्मक चूक दर प्रतिक्रिया का उत्पादन करती है जो ग्रीनहाउस प्रभाव को कमजोर करती है। हालांकि, ध्रुवीय जैसे मज़बूत व्युत्क्रम वाले क्षेत्रों में, चूक दर प्रतिक्रिया सकारात्मक हो सकती है क्योंकि सतह उच्च ऊंचाई की तुलना में तेजी से गर्म होती है, जिसके परिणामस्वरूप अक्षम विकिरण शीतलन होता है।  ऊंचाई के साथ तापमान परिवर्तन की दर के माप अवलोकनों में छोटी त्रुटियों के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, जिससे यह स्थापित करना मुश्किल हो जाता है कि मॉडल प्रेक्षण टिप्पणियों से सहमत हैं या नहीं।

मनुष्यों पर प्रभाव
वैश्विक जलवायु परिवर्तन के लिए प्राथमिक मानव इनपुट वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि कर रहा है, जो सकारात्मक और नकारात्मक चालकों की एक जटिल प्रणाली का कारण बनता है, जो अंततः - गर्मी के तनाव, बाढ़, सूखे और उभरती बीमारियों के रूप में - मानव आबादी पर नकारात्मक प्रभाव डालते हैं।।

यह भी देखें

 * जलवायु परिवर्तनशीलता और परिवर्तन
 * जलवायु जड़ता
 * जटिल सिस्टम
 * प्रामाणिक (जलवायु) जलवायु)

संदर्भ

 * (pb: )
 * Zhou et al. (2020), Greater committed warming after accounting for the pattern effect, nature climate change.
 * (pb: )
 * Zhou et al. (2020), Greater committed warming after accounting for the pattern effect, nature climate change.



बाहरी संबंध

 * Arctic permafrost leaking methane at record levels guardian.co.uk, Thursday 14 January 2010
 * : The Thermostat that Controls Earth's Temperature by NASA, Goddard Institute for Space Studies, October, 2010
 * "Global warming 20 years later: tipping points near" (2008) PDF, address to National Press Club, and House Select Committee on Energy Independence & Global warming, Washington DC [44 pages]:
 * What are ‘climate feedbacks’? Big Picture TV video February 20, 2007, David Wasdell, Director of the Meridian Programme
 * How does climate change happen? (Part 1) Big Picture TV video February 20, 2007, David Wasdell, Director of the Meridian Programme
 * How does climate change happen? (Part 2) Big Picture TV video February 20, 2007, David Wasdell, Director of the Meridian Programme
 * 'Tipping point' risk for Arctic hotspot" BBC Jan 24, 2019