thumb|265px|Este gráfico da NASA mostra a intensidade da anomalia térmica global no ano de 2015 em relação à média de 1880. Os últimos anos têm batido recorde sobre recorde em termos de temperatura.
Por aquecimento global descontrolado entende-se um evento hipotético em que o processo de aquecimento global ora em curso passe a sofrer realimentação positiva através de um mecanismo interno e não por influência externa, tornando-se incontrolável.
Atualmente o aquecimento global vem sendo produzido essencialmente por influência externa, qual seja: a emissão de gases estufa decorrente das atividades humanas. Se atingido um determinado ponto crítico, a hipótese postula que os mecanismos físicos intrínsecos envolvidos no aquecimento tenderão a se tornar dominantes e passarão a realimentar a si mesmos, em um nível que escapará da capacidade humana de interferir para seu controle. Caso a hipótese se concretize, prevê-se grande elevação da temperatura em um período relativamente curto de tempo, desencadeando consequências devastadoras sobre o meio ambiente e sobre a sociedade humana. A realimentação positiva do aquecimento por mecanismos intrínsecos já foi detectada em vários componentes do problema, mas ainda não se conhece muito bem seu impacto no efeito geral e suas implicações de longo prazo. Mantidas as tendências atuais de emissão, é previsto um aquecimento de até 4,5 °C neste século, ou mesmo mais. Os relatórios do IPCC e uma série de estudos independentes previram que os riscos de mudanças abruptas e profundas no sistema do clima aumentam à medida que as temperaturas sobem, informando que num aquecimento acima de 4 °C os riscos se tornam muito altos, e recomendam conter as emissões de gases estufa nos níveis mais baixos possíveis, a fim de minimizar a ameaça.
Estabilidade do sistema do clima
Mudanças climáticas de grande amplitude já ocorreram na Terra muitas vezes, em virtude de causas naturais. Pelo que se sabe até agora, elas sempre provocaram modificações profundas nos ecossistemas, e provavelmente foram elementos importantes ou mesmo centrais em algumas das extinções em massa pré-históricas. No último 1,2 milhão de anos, desde o fim do período Quaternário, a Terra tem oscilado num ciclo de repetidos aquecimentos e resfriamentos que duram cada um cerca de 100 mil anos, e que têm se mantido dentro de uma estreita faixa de variação. A Terra emergiu do último período frio há cerca de 12 mil anos, e neste breve período se desenvolveu toda a civilização como a conhecemos, cujos rápidos avanços em boa parte se devem graças a condições climáticas bastante estáveis.
A partir da Revolução Industrial, e com crescente intensidade a partir do fim do século XIX, as atividades humanas têm interferido nessa estabilidade através da emissão de vastas quantidades de gases estufa, oriundas da queima de combustíveis fósseis, desmatamento, desperdício de alimentos e outras fontes. Os gases estufa têm a propriedade de reter o calor que a Terra recebe do Sol, e como consequência a temperatura média do planeta aumentou cerca de 1 °C no último século. Embora pareça ser uma mudança insignificante, produz, de fato, efeitos de grande escala, e esse aquecimento tem causado uma série de importantes mudanças nos sistemas biológicos, químicos e físicos que atuam como reguladores da estabilidade do clima.Steffen, Will et al. "Trajectories of the Earth System in the Anthropocene". In: PNAS, 2018; 115 (33):8252-8259
Entre esses efeitos estão a acidificação, aquecimento e desoxigenação dos oceanos e subida do nível do mar, declínio da biodiversidade, redistribuição de espécies, mudanças no regime de chuva, nos padrões dos ventos e nas correntes oceânicas, derretimento do gelo polar, do permafrost e do gelo de montanha, intensificação dos eventos climáticos extremos como ondas de calor, tempestades e furacões, e alteração na dinâmica das florestas, especialmente nas regiões tropicais. Essas mudanças se somam a outros problemas ambientais, como a poluição, a caça e pesca desenfreadas, o desmatamento, a degradação dos solos, o acúmulo de lixo e outros, e já têm provocado um empobrecimento generalizado dos ecossistemas e impactos diversos sobre a sociedade humana.
A hipótese do descontrole se baseia na suposição de que os sistemas reguladores naturais cheguem a um ponto de saturação das suas capacidades, e passem a atuar na maneira oposta como reforços do aquecimento. A partir deste ponto, mesmo a interrupção das emissões de gases deixaria de ser efetiva e o aquecimento passaria a realimentar a si mesmo. É difícil prever a que níveis chegará um aquecimento descontrolado uma vez desencadeado. Em parte isso se deve a um conhecimento incompleto sobre mudanças climáticas abruptas e sobre as interações entre os mecanismos de realimentação,Rocha, Juan C. et al. "Cascading regime shifts within and across scales". In: Science, 2018; 362 (6421):1379-1383 mas também a diferentes entendimentos do que significa "descontrolado". Para uns significa um aquecimento que desencadeie realimentações positivas suficientes para produzir uma Terra completamente livre de gelo, para outros uma Terra com os oceanos evaporados, e para outros uma Terra semelhante a Vênus, sufocado por um efeito estufa extremo e com temperatura superficial média em torno de 450 °C, processos que ocorreriam ao longo de muitos milênios ou milhões de anos. Outros ainda pensam que deve-se considerar descontrolado o aquecimento apenas "não mitigado", com o ritmo atual de emissões permanecendo como está, sem que a sociedade se esforce para reduzi–las, o que levaria a um aquecimento de 4 a 5 °C num prazo de cem anos, situação que tem sido chamada por alguns cientistas, como James Hansen e Nicole Crescimanno, de "mini-descontrole".Climate Emergency Institute. Runaway.Hansen, James et al. "Climate sensitivity, sea level and atmospheric carbon dioxide". In: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2013, 371 (2001)
Existe significativa incerteza e polêmica sobre este tema, os estudos são relativamente poucos e seus resultados nem sempre concordam, mas alguns mecanismos de realimentação positiva são bem conhecidos e já estão em operação, embora não se saiba exatamente até que ponto eles estão contribuindo para a situação atual.Popp, Max; Schmidt, Hauke; Marotzke, Jochem. "Transition to a Moist Greenhouse with CO2 and solar forcing". In: Nature Communications, 2016; 7 (10627) Porém, a maioria dos cientistas acredita que um aquecimento completamente descontrolado ("contínuo" ou "infinito") ou níveis muito altos são impossíveis de serem produzidos, mas reconhecem que são possíveis temperaturas elevadas o bastante para causar mudanças radicais no planeta, especialmente considerando a perspectiva de longo prazo.Crescimanno, Nicole. "Making Things Clearer: Exaggeration, Jumping the Gun, and The Venus Syndrome". Earth Institute — Columbia University, 15/04/2013Goldblatt, Colin & Watson, Andrew. "The runaway greenhouse: implications for future climate change, geoengineering and planetary atmospheres". In: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2012; 370:4197–4216Ramirez, Ramses Mario et al. "Can Increased Atmospheric CO2 Levels Trigger a Runaway Greenhouse?". In: Astrobiology, 2014; 14 (8)
Limiar de controle e possíveis causas de descontrole
A maioria dos modelos climáticos prevê um aquecimento médio de até 4,5 °C até 2100 se as tendências de emissão de gases continuarem no ritmo atual,IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis: Technical Summary. Contribution of Working Group I (WGI) to the Fifth Assessment Report (AR5) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2013 mas algumas projeções admitem níveis de até 6,9 °C.University of Missouri-Columbia. "Late Cretaceous Period was likely ice-free". Science Daily, 24/09/2013 Se o ritmo de emissões aumentar, a temperatura média pode aumentar para cerca de 7,5 °C. O ponto crítico a partir do qual o aquecimento se tornaria descontrolado é incerto. Alguns estudos sugerem que ele pode ser desencadeado a partir de um aquecimento de 2 °C, outros sugerem um patamar mais elevado, de 3 a 4 °C. Contudo, evidências do passado climático terrestre indicam que mudanças abruptas ocorreram em condições semelhantes às encontradas atualmente. De acordo com o IPCC, "com o aumento das temperaturas alguns processos físicos ou ecossistemas podem entrar em risco de sofrer mudanças abruptas e irreversíveis. Os riscos associados a tais pontos de ruptura são moderados entre 0 e 1 ºC [nível já observado atualmente]. [...] Os riscos aumentam desproporcionalmente à medida que a temperatura sobre para 1-2 ºC, e se tornam altos acima de 3 ºC devido ao potencial para uma grande e irreversível subida do nível do mar e para a perda de gelo. [...] Os riscos são de altos a muito altos com temperaturas de 4 ºC ou mais".IPCC [Field, C.B. et al (eds.)]. "Summary for policymakers". In: 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, 2014
A partir de previsões produzidas por modelos climáticos computadorizados e de registros paleoclimáticos, estima-se que se desenvolva uma Terra livre de gelo com uma concentração atmosférica de gás carbônico de 800 a 1000 partes por milhão (ppm),Langebroek, P. M.; Paul, A.; Schul, M. "Antarctic ice-sheet response to atmospheric CO2 and insolation in the Middle Miocene". In: Climate of the Past, 2009; 5:633–646K. G. MacLeod et al. "A stable and hot Turonian without glacial δ18O excursions is indicated by exquisitely preserved Tanzanian foraminifera". In: Geology, 2013; 41 (10)Galeotti, Simone et al. "Antarctic Ice Sheet variability across the Eocene-Oligocene boundary climate transition". In: Science, 2016; 352 (6281) produzindo temperaturas médias de até 14 °C superiores às atuais. Projeções sobre o ponto crítico para iniciar a deglaciação variam de 500 a 750 ppm. Atualmente os níveis estão pouco acima de 400 ppm.Hansen, James et al. "Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim?" In: Open Atmospheric Science Journal, 2008; 2, 217-231Peters, Shanan E. et al. "Large-scale glaciation and deglaciation of Antarctica during the Late Eocene". In: Geology, 2010; 38 (8):723-726 Os cenários futuros de emissão não mitigada são muito incertos, dependendo da resposta da sociedade, mas alguns modelos projetam níveis de carbono na atmosfera de 620 a 975 ppm até 2100.Jenkins, Geoff. "Uncertainties in climate change predictions". In: OECD Workshop on the benefits of climate policy. Paris, 12-13/12/2002
Mudanças abruptas podem produzir novos fatores para as temperaturas subirem ainda mais no longo prazo e causarem interações imprevisíveis entre os componentes do clima, com o potencial de se reforçaram mutuamente e/ou criarem efeitos de cascata com reforços sucessivos e múltiplas interações perigosas entre o sistema do clima e os sistemas biológicos.
Uma série de eventos pode atuar, em conjunto ou isoladamente, como agentes de ultrapassagem do limiar de controle, pois têm a tendência de se realimentar automaticamente, entre eles:
Interrupção da circulação termoalina