<div class="header">

   <div class="left">
   <a href="http://www.nytimes.com/"><img src="http://graphics8.nytimes.com/images/misc/nytlogo153x23.gif" alt="The New York Times" align="left" border="0" vspace="0" hspace="0"></a>


   </div>
   <div class="right">

<a href="http://www.nytimes.com/adx/bin/adx_click.html?type=goto&opzn&page=www.nytimes.com/printer-friendly&pos=Position1&sn2=336c557e/4f3dd5d2&sn1=82ba4650/a6268759&camp=FSL2012_ArticleTools_120x60_1787509c_nyt5&ad=Sessions_120x60_Jun29_noText&goto=http%3A%2F%2Fwww%2Efoxsearchlight%2Ecom%2Fthesessions" target="_blank">
<br></a>

   </div>
</div>
<br clear="all"><hr align="left" size="1">
<div class="timestamp">July 20, 2012</div>

<h1>Searching for Clues to Calamity</h1>

<h6 class="byline">By 
<span><span>FRED GUTERL</span></span></h6>

 

<div id="articleBody">
 

    <p>
SO far 2012 is on pace to be the hottest year on record. But does this 
mean that we’ve reached a threshold — a tipping point that signals a 
climate disaster?        </p>
<p>
For those warning of <a href="http://topics.nytimes.com/top/news/science/topics/globalwarming/index.html?inline=nyt-classifier" title="Recent and archival news about global warming." class="meta-classifier">global warming</a>,
 it would be tempting to say so. The problem is, no one knows if there 
is a point at which a climate system shifts abruptly. But some 
scientists are now bringing mathematical rigor to the tipping-point 
argument. Their findings give us fresh cause to worry that sudden 
changes are in our future.        </p>
<p>
One of them is <a href="http://www.aew.wur.nl/uk/staff/MS/">Marten Scheffer</a>,
 a biologist at Wageningen University in the Netherlands, who grew up 
swimming in clear lowland ponds. In the 1980s, many of these ponds 
turned turbid. The plants would die, algae would cover the surface, and 
only bottom-feeding fish remained. The cause — fertilizer runoff from 
nearby farms — was well known, but even after you stopped the runoff, 
replanted the lilies and restocked the trout, the ponds would stay dark 
and scummy.        </p>
<p>
Mr. Scheffer solved this problem with a key insight: the ponds behaved 
according to a branch of mathematics called “dynamical systems,” which 
deals with sudden changes. Once you reach a tipping point, it’s very 
difficult to return things to how they used to be. It’s easy to roll a 
boulder off a cliff, for instance, but much harder to roll it back. Once
 the ponds turned turbid, it wasn’t enough to just replant and restock. 
You had get them back to their original, clear state.        </p>
<p>
Science is a graveyard of grand principles that fail in the end to 
explain the real world. So it is all the more surprising that Mr. 
Scheffer’s idea worked.        </p>
<p>
By applying the principles of dynamical systems, Mr. Scheffer was able 
to figure out that to fix the ponds, he had to remove the fish that 
thrive in the turbid water. They stir up sediment, which blocks sunlight
 from plants, and eat the zooplankton that keep the water clear. His 
program of fixing the Netherlands’ ponds and lakes is legendary in 
ecology.        </p>
<p>
Mr. Scheffer and other scientists are now trying to identify the 
early-warning signals for climate that precede abrupt transitions. Tim 
Lenton, a climate scientist at the University of Exeter in England, has 
identified a handful of climate systems that could reach tipping points 
in the not-too-distant future. These are not so much related to global 
average temperatures — the main metric for climate-change arguments — as
 they are to patterns of climate that repeat themselves each year.      
  </p>
<p>
<a href="http://www.elnino.noaa.gov/">El Niño</a> is one such pattern — a
 gigantic blob of warm water that sloshes around in the Pacific Ocean, 
causing weather changes across wide swaths of the globe. Another is the 
West African monsoon, which brings rain to the west coast of the 
continent. Each is subject to behaving like dynamical systems — which 
means they are prone to “flip” from one state to another, like one of 
Mr. Scheffer’s ponds, over time periods that vary from a year to a few 
hundred.        </p>
<p>
The most frightening prospect that Mr. Lenton has found is the 
vulnerability of the Indian monsoon. More than a billion people depend 
on this weather pattern each year for the rain it brings to crops. The 
monsoon, though, is being affected by two conflicting forces: the 
buildup of carbon dioxide in the atmosphere is adding energy to the 
monsoons, making them more powerful. On the other hand, soot from fires 
and coal plants acts to blocks the sun’s energy, weakening the monsoons.
        </p>
<p>
This opposition creates potential instability and the possibility that 
the atmospheric dynamics that bring the monsoons could change suddenly. 
Mr. Lenton’s analysis shows this could occur in a remarkably short time.
 The monsoons could be here one year, then gone the next year.        </p>
<p>
Other possible tipping points are the melting of the North Pole’s sea 
ice, Greenland’s glaciers and the Antarctic ice sheets, and the 
destruction of the Amazon <a href="http://topics.nytimes.com/top/news/science/topics/forests_and_forestry/rain_forests/index.html?inline=nyt-classifier" title="More articles about rain forests." class="meta-classifier">rain forest</a> and Canada’s boreal forests.        </p>

<p>
We know that the dynamical-systems idea worked for Mr. Scheffer’s ponds 
because he achieved real-world results. But why should we believe that 
the principle explains things like El Niño and the Indian monsoon? The 
acid test will be whether the real world behaves the way Mr. Lenton says
 it will. If the Indian monsoon disappears, we’ll know he is right.     
   </p>
<p>
What then? The real worst-case scenario would have one such event 
triggering others, until you have a cascade of weather flips from one 
end of the planet to another. It wouldn’t be quite as dramatic as 
Hollywood might want to depict, perhaps, but it would be dramatic enough
 to rewrite the predictions for sea level and temperature rises that are
 part of the current consensus. This worst case is highly speculative, 
but sudden shifts in climate patterns may already be happening.        </p>
<p>
The policy makers aren’t likely to be discussing dynamical-systems 
theory anytime soon. Fortunately, scientists like Mr. Scheffer and Mr. 
Lenton are trying to work out the details of how closely nature hews to 
these mathematics, what a true tipping point would look like and what we
 might do if and when we face one.        </p>
<p>
We need a tipping point in climate politics, where all of a sudden we start paying attention.        </p>


        <div class="authorIdentification">
<p><a href="http://blogs.scientificamerican.com/observations/about.php?author=15">Fred Guterl</a>
 is the executive editor of Scientific American and the author of “The 
Fate of Species: Why the Human Race May Cause Its Own Extinction and How
 We Can Stop It.”</p>     </div>


        <div class="articleCorrection">
</div>



</div>

________________________________<br><br>Also thanks to Ted Moffett for his letter to yesterday's <i>Daily News</i><br clear="all"><br>-- <br>Art Deco (Wayne A. Fox)<br><a href="mailto:art.deco.studios@gmail.com" target="_blank">art.deco.studios@gmail.com</a><br>
<br><img src="http://users.moscow.com/waf/WP%20Fox%2001.jpg"><br><br>