引爆点:为什么我们也许不能逆转气候变化

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更新于: 2021年1月31日 19:40:10 GMT

什么是临界点?

想象一下把球滚上山坡。当你上山时,如果你把球推上去一点,它就会简单地滚回你的手中。

然而,一旦你把球滚到山顶,它就会继续滚,你就会失去它。在这里,山顶是“临界点”; 在这一点上,如果你给球最小的额外推力,它将滚走,不会停止!

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临界点的类比

通常,我们的地球系统的行为方式与山脚下的球相似——如果我们稍微改变它们,给它们一点推力,它们最终会恢复到自然状态。然而,比如我们增加温室气体排放在大气 的量,导致我们的地球系统发生了很大的变化,类比球移动到山顶,此时任何一点额外的推力都会导致巨大的和不可逆转的变化。这就是所谓的“临界点”。这是因为“临界点”是地球能够吸收的更多排放,从而导致气候变化。

跨越一个临界点 是不可逆转的,因为你不能通过撤销小的变化简单地回到气候系统 的初始状态。它触发了不可避免的变化,这种变化可能是突然和立即的,也可能是延迟的,并发生在未来数年

我们有没有越过什么临界点?

直到最近,科学家们还认为在本世纪我们不太可能通过任何全球范围内的气候临界点。然而,现在有越来越多的证据和共识表明,我们比我们想象的更接近临界点

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一些临界点地图

临界点1: 厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)

通常在南太平洋有强风从南美吹向西到澳大利亚。这些推动温暖的表面水向西,导致来自深海的冷水在东部上升

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强大的西风

温暖的表面海水导致空气上升,导致更多的云和降雨在西部,因此,大气中有空气流动。这种气流增强了强风

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稳定的空气流

那么厄尔尼诺从何而来呢?大约每2-7年,由于南太平洋表面压力分布的不寻常变化,西风开始减弱。

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较弱的西风

由于风力减弱,温暖的海水向西流动的动力减弱,所以向东流动的冷水就会减少,相反,太平洋中部就会有温暖海水

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厄尔尼诺气流

这就是厄尔尼诺现象,它引起了大气中风和空气运动模式的变化,并对全球产生影响。这包括印度尼西亚、印度和巴西部分地区干旱的增加,以及秘鲁洪水的增加。2015 - 2016年厄尔尼诺事件期间,造成超过6000万人难以获得足够食物。下面的地图显示了在厄尔尼诺事件期间我们可以预期的天气模式:

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厄尔尼诺对降水的影响

如果全球变暖导致海洋吸收更多的热量,温暖的表层水层可能会加深,以至于厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)将超过一个临界点。这将导致厄尔尼诺事件永久地变得更加严重和频繁。能够将厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)推向临界点的全球变暖很可能在本世纪发生,其影响将在未来一千年感受到

厄尔尼诺现象不仅会增加秘鲁的洪水,还会增加亚马逊地区的干旱。这使得我们更有可能跨越下一个转折点

临界点2: 亚马逊雨林的消失

亚马逊河是如此之大,它向大气中释放了大量的水——每年超过6万亿吨! 这发生在一个被称为光合作用 的过程中,树木结合地面上的水和大气中的二氧化碳来制造食物。为了从大气中提取二氧化碳,树木必须打开它们叶子上的小洞,但这意味着很多水会流失。这些水进入大气层,形成云层,使空气保持凉爽,并为树木的生长创造更多的雨水

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树木与水循环

因此,随着大量树木的消失,进入大气的水会越来越少,因此随着 水循环的破坏,亚马逊地区会变得越来越干。这已经发生在亚马逊的南部和东部,至少在过去的二 十年里,那里的旱季变得更长了

全球变暖将加剧这种破坏。伴随着森林砍伐,会导致森林火灾增加,区域干旱和洪水,破坏生物多样性

当水循环被严重破坏,森林地区无法产生足够的雨维持热带雨林的生长,此时亚马逊将会通过一个临界点。.它将永久消失,并退化为热带草原

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亚马逊临界点

如果我们仅通过全球变暖来衡量临界点,许多研究表明,温度必须上升4摄氏度,才会导致亚马逊 热带雨林 的中部、南部和东部越过临界点

然而,如果考虑到森林砍伐造成的干燥效应,一些人认为临界点将出现得更早,在森林砍伐 20-40%的时候临界点就会出现。这尤其令人担忧,因为自1970年以来,我们已经砍伐了17%的亚马逊雨林

临界点3: 夏季北极海冰消失

不是的——事实上,每年3月到9月之间,大约有900万平方公里(约占总冰层面积的一半) 的冰层消失,但在冬天又重新结冰

然而,从1979年到2018年,每年每个月的冰量都很有可能在减少。9月份经历了过去1000年来最显著的冰川覆盖变化,自1979年以来每2年减少83000平方公里!你可以在下面的图表中看到它的重要性

Image of 9月北极冰川的消融

9月北极冰川的消融

增加的冰融化是由夏季高温引起的,也由于反馈循环 造成的。这意味着冰的融化会导致更多的冰融化。随着冰的融化,更多的海洋表面显露出来。海洋表面的颜色比冰深,所以它吸收更多的阳光。因此,冰融化的越多,海洋表面就变得越热,更有可能有更多的冰融化!

Image of 冰层融化的反馈循环效应

冰层融化的反馈循环效应

当温度变得如此之高,使得无法阻止更多海里的冰融化时,北极海冰将超过一个临界点。这将导致在未来的某一时刻,即夏季北极没有海冰。这是在气候模型预测 中发现的最突然的 和最有可能的 临界点之一。

科学家们预测,到2100年,全球气温升高2摄氏度有10-35%的可能性将不可避免地导致夏季无冰。更糟糕的是,最近北极海冰的损失远远高于气候模型的预测,因此夏季海冰的临界点可能比模型预测的更早跨越。一些科学家认为我们已经越过了它

北极冰川的消失将严重危害当地野生动物和当地 人的食物/水的安全。它也可能影响北半球 大部分地区的天气模式,影响更多的人,然而科学家们并不完全确定这种关系的动态

临界点4: 南极和格陵兰冰原正在融化

另一个与冰有关的临界点是格陵兰岛和南极洲的冰盖融化。冰原是陆地上巨大的冰层;如果他们失去太多的冰,他们将会通过一个临界点,从而不可能阻止剩余的冰融化。这将导致未来几百年海平面上升数米

我们将在海平面上升一章中对此进行更详细的讨论!

我们能相信对临界点的预测吗?

由于缺乏数据和气候模型在表示这些过程中所面临的困难,对于2100年之前是否会有任何临界点存在争议。因此,对某一特定临界点的预测被越过包含了很多不确定性

虽然目前最好的气候模型可以考虑许多气候突变,但一些过程仍然无法解释。例如,一些模型不包括导致冰原崩塌的反馈循环或那些造成植被破坏的反馈

冰原和植被反馈循环很可能对未来几个世纪的临界点产生更重要的影响,因为它们的响应相当缓慢,所以我们不会立即看到它们的结果。它们被排除在模型之外意味着可能会有更多的陆基临界点

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更多的反馈循环,更多的临界点

结论

许多科学家认为,全球变暖2摄氏度是防止临界点被越过的安全限度

然而,最近,该领域的领先科学家说,我们应该把全球变暖控制在2摄氏度以下,以避免越过任何临界点。事实上,当测试37个潜在的临界点时,气候模型预测在2摄氏度以下会越过18个临界点。(请记住,我们已经使地球变暖了1.1摄氏度)。

这种风险会扩大,因为许多专家认为,在大多数情况下,一旦一个临界点被越过,另一个临界点更有可能被越过,这意味着多个临界点可能同时发生。就像引发连锁反应一样!

因此,科学家们正在敦促国际社会立即对不可持续的做法(如燃烧 化石燃料和砍伐森林)采取行动,以避免出现临界点的风险

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