À mesure que les températures, les pertes de biodiversité et le niveau de la mer augmentent à l'échelle mondiale, les scientifiques sont préoccupés par la probabilité de changements climatiques brusques qui se produisent, en particulier dans les sous-systèmes sensibles du système climatique tels que la forêt amazonienne, la glace de mer antarctique et le plateau tibétan. Des changements brusques peuvent se manifester car, par exemple, des changements importants et soudains du taux de précipitations dans un système de mousson, la fonte de la glace en Antarctique ou le dégel de pergélisol dans l'hémisphère nord.
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