氣候系統是一個高度復雜的混沌系統,牽一發而動全身
(資料圖片僅供參考)
人類向大氣中排放的每一份溫室氣體都可能變成扇動這個系統的“蝴蝶翅膀”
如果說地球是一葉扁舟,而天氣氣候是海上的波浪,那么現在這些波浪正變得越來越兇猛,這葉扁舟被越來越頻發的驚濤駭浪劇烈地搖晃著。要想知道現在風浪有多大、小船被搖晃得有多厲害,就不得不提到“氣候臨界點”。
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被搖晃的小船
簡單來說,氣候臨界點就是全球或區域氣候從一種穩定狀態到另外一種穩定狀態的關鍵門檻。當小船不停地被搖晃、傾斜得越來越厲害時,其將要傾覆的那個點就是臨界點。
氣候臨界點一旦被觸發,是不可逆的,而且往往帶來毀滅性的氣候影響。這就像往山頂推石頭,越過山頂,石頭就會急速滾落,擋都擋不住。滾下山后,系統會達到新的平衡,但不會再是原來的狀態。
氣候臨界點的最危險之處在于,我們很難預測其何時到來。當人類感覺小船快失去平衡時,臨界點實際上已經被觸發。
那我們就只能束手無策、坐以待斃嗎?
好在我們還是可以通過一些氣候變化的“放大鏡”來提前感知小船是否已經接近傾覆的邊緣。處于或接近臨界點的氣候系統會發出一些“預警信號”,比如系統內稟的恢復力減弱所導致的穩定性下降,會體現在系統受到擾動之后恢復到平衡位置的速率變慢,該現象也被稱為“臨界慢化”,是判斷系統是否接近臨界點的主要手段之一。
目前科學家在地球上找到了16個氣候臨界點,其中包括9個全球性臨界點,即北極海冰大面積減少、北方針葉林退化、格陵蘭冰蓋融化、永久凍土融化、亞馬孫雨林干旱、大西洋經向翻轉環流(AMOC)減弱、南極西部冰蓋加速消融、南極東部冰蓋加速消融、全球珊瑚礁大規模死亡。
此外,一些潛在的臨界點也正在研究當中,比如青藏高原冰雪融化、海洋氧氣流失、印度夏季風發生重大變化等。
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氣候臨界點的觸發
在全球升溫幅度超過1℃的情況下,地球已經脫離了一個安全的氣候狀態。從1℃到1.5℃再到2℃乃至更高升溫幅度,氣候臨界點安全“閥門”被突破的可能性不斷增加。
自工業革命以來,人類造成的全球升溫已達1.1℃,全球有5個臨界點已處于危險區。假使全球升溫達到1.5℃,其中4個臨界點很可能會被觸發乃至越過,同時另外5個臨界點將進入危險區;若全球升溫達到2℃以上,將觸發最后6個臨界點。
事實上,一些氣候臨界點可能已被觸發。南極洲和格陵蘭島的冰蓋是地球上“最脆弱”的臨界點之一,眼下距離觸發兩地大規模冰蓋消融的臨界點已非常接近,尤其是南極洲西部阿蒙森海的冰川消融可能已經突破了臨界點。如果全球氣溫升高2℃至3℃,南極西部和格陵蘭島幾乎所有的冰蓋可能以數千年都不可逆轉之勢融化,導致海平面上升數米。
此外,北極海冰、暖水珊瑚礁的大面積消失等氣候臨界點將比預想的更有可能被觸發,影響將更為廣泛和嚴重。如果全球升溫1.5℃,幾乎所有的(70%~90%)暖水珊瑚礁將遭受損失并有局部滅絕的風險;如果全球升溫2℃,全球99%的暖水珊瑚礁將很可能消失。
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臨界點之間的“連鎖反應”
更令人擔憂的是,氣候臨界點之間并非是孤立的,而是相互關聯的——突破一個臨界點之后通常很有可能觸發其他臨界點,進而產生多米諾骨牌效應。
例如,北極、格陵蘭冰原融化,會向北大西洋注入大量淡水,導致AMOC減弱,這會減少南半球向北半球輸送的熱量,把熱量留在南半球的海洋,進一步加速南極冰蓋融化;格陵蘭島和南極西部冰蓋臨界點被激活后,將通過AMOC的中間作用,觸發亞馬孫雨林干旱臨界點,引發嚴重的生態災難;極地永久凍土加速消融,導致遠古時期封存于其中的有機碳以二氧化碳、甲烷等溫室氣體的形式釋放,進一步加劇全球變暖,并觸發南北極冰川消融等臨界點。
“蝴蝶翅膀”扇動之后引發的風暴并非危言聳聽。氣候臨界點一個個被激活后,整個氣候系統的穩定性將被破壞,此時地球上的大型碳庫也將變得不穩定,將大量二氧化碳和甲烷釋放到大氣中,全球氣溫進一步飆升,反過來加劇氣候變暖,形成惡性循環。自此,再也沒有什么力量能夠阻止小船的“傾覆”。
若真的發生這種連鎖反應,全球平均氣溫可能將會上升至高于過去120萬年中的任何時期,地球將變成“溫室地球”。屆時,氣候系統率先崩潰,接著是暴雨、干旱、風暴等極端天氣不斷出現,生物鏈坍塌,人類文明的小船可能岌岌可危。
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