新的研究警告说,地球可能接近关键的划分点,包括冰盖的失控损失,从而从根本上破坏了全球气候系统。越来越关注的是海洋循环的变化,这可能以深刻的方式改变气候模式。

围绕气候变化的一些最令人震惊的科学是发现它可能不会逐步发生 - 作为图表上的稳定上升线 - 但是随着各种“临界点”的流逝,它都会通过一系列倾斜。现在有了一个新的问题:这些临界点可以形成级联,每个扭曲点都触发其他级联,从而使人们不可逆转地转移到一个较热的世界。一种新研究表明对海洋循环的变化可能是这种级联的驱动力。

由英格兰埃克塞特大学的蒂姆·列顿(Tim Lenton)领导的一群研究人员首先警告地标纸11年前,关于气候转化点的风险。那时,他们认为只有当全球变暖超过5度摄氏摄氏度(华氏9度)高于工业前的水平时,才会出现危险。但是上周,列顿和六名合着者在期刊上争论自然风险现在更有可能,更迫在眉睫。他们说,一些小费点可能已经突破了当前的升温。

新的警告比对气候变化的政府间小组的预测更为明显,批评家们说,到目前为止,这种预测却降低了超过气候转化点的风险,部分原因是它们难以量化。

潜在的临界点有三种形式:失去了加速海平面上升的冰盖;森林和其他天然碳存储,例如永久冻土,将这些商店释放到大气中,例如二氧化碳(CO2),加速变暖。以及海洋循环系统的残疾。

研究人员最大的恐惧是为了未来海洋循环系统的未来,它在世界各地移动热量,并可能决定全球气候。

研究人员曾经认为这些小费点在很大程度上彼此独立。现在,他们警告世界各地面临着行星气候系统突然转变的“级联”,因为全球变暖占据。“我们可能已经越过了与相关的与相关的划线点级联的阈值,”他们写了自然。一位作者威尔·史蒂芬(Will Steffen耶鲁环境360.

他们最大的恐惧是为未来的全球海洋循环系统,它在世界各地移动热量,并可能决定全球气候。他们说,在温暖的北极融化格陵兰冰已经推动了海洋循环的关键成分到一千年的低位。进一步下降,这将导致地球周围的热分布转变,可以引发亚马逊的森林崩溃;在非洲的萨赫勒地区造成几乎永久干旱;扰乱亚洲季风;迅速温暖南海,这将导致全球海平面飙升,因为西南极冰片崩解;并潜在地将地球转移到新的气候制度,他们称之为“Hothouse地球”。

九个主动气候倾斜点。

九个主动气候倾斜点。信用:自然

一位气候科学家剑桥大学的迈克·赫尔姆(Mike Hulme)驳斥了新的分析,“一小群自我选择科学家的投机意见”。他补充说:“这里没有新的研究发现”,“许多地球系统科学家会挑战地球接近跨越主要的临界点的观点”。Lenton和他的合着者接受了涉及的猜测,但认为“鉴于其巨大的影响和不可逆转的性质……在危险方面犯错而不是一个负责任的选择。”

他们争辩说,“气候急救”不仅仅是政治言论。现在是一个可识别的科学事实。他们在本周在马德里举行的最新联合国气候谈判的信息,是,世界可能几乎没时间预防他们称之为“对文明的存在威胁”。作为一份新报告称,他们的学习被释放,说温室气体排放袭击了记录高, 和406亿吨二氧化碳在2019年被抽入大气。


“气候临界点”一词是15年前首次创造的,汉斯·约阿希姆·施敦胡伯(Hans Joachim Schellnhuber)是德国波茨坦气候影响研究所的前主任,新分析的共同作者,以描述在全球变暖的压力下,如何描述气候系统的一部分可能会突然崩溃或失控。

In their new analysis, the researchers conclude that of the 15 potential tipping points they identified in 2008, seven now show signs of being “active,” along with two others they have added to their list.“ That doesn’t mean a tipping point has necessarily been reached,” says Lenton. “But it means the system in question is showing evidence of change, of heading in the wrong direction.”

这九个活跃的临界点中有四个涉及解冻冰。北极海冰正在迅速消失,冰损正在加速全球大型陆地冰盖:格陵兰,西南极洲和东南南极洲的威尔克斯盆地。乐顿说其中两个,西南极冰盖和威尔克斯盆地,“展示了一致的证据,这一点通过了倾斜点,”意味着进一步的冰损可能是不可阻挡的。

研究人员报告说,格陵兰可能不会落后。伦顿说,超过三个冰盖倾倒点最终可能会导致大约13米(43英尺)的海平面不可逆地上升。

与缓慢恶化的冰盖不同,通过生物圈临界点会产生突然,立即和明显的变化。

这可能需要几个世纪或千年来发挥作用,因为冰盖慢慢消失在海洋中。但它几乎是不可阻挡的,因为一旦解冻套,冰盖的表面降低,将其暴露在较低的高度下较高的空气。

又有四个已经活跃的临界点涉及生物圈及其碳存储。亚马逊正在经常出现干旱和森林死亡。在远北的北方森林中,温度升高正在引发森林大火和害虫的流行。同时,永久冻土正在解冻并释放甲烷,一种温室气体。在热带地区,珊瑚礁正在遭受巨大的死亡,威胁着更广泛的海洋生态系统。

研究人员说,与缓慢恶化的冰盖不同,通过生物圈临界点通常会产生突然,立即和明显的变化。这些也可能是迫在眉睫的。例如,亚马逊的森林砍伐已经在减少降雨量,并将旱季延长到其余树木死亡或被火灾消耗的地步。

卡洛斯·诺尔(Carlos Nobre)未参与目前分析的圣保罗大学(University of Sao Paulo)说:“当干旱季节超过四个月时,热带森林转向萨凡纳(Savanna)。”他将亚马逊临界点的损失置于亚马逊临界点,这一数字是,到2050年,全球气候变化可能会减少到20%至25%。接近20%。

2019年8月,在巴西隆多尼亚州亚马逊的森林大火。

2019年8月,在巴西隆多尼亚州亚马逊的森林大火。Victor Moriyama / GreenPeace

乐顿表示,来自这些天然碳储存的二氧化碳的突然发布会大幅减少世界,以避免全球变暖以上1.5度,由2015年巴黎协定所设定的首选目标。这可能需要将未来的二氧化碳排放限制为大约5000亿吨 - 大约12年的税率排放。然而,亚马逊和北方森林的突然森林死亡森林,加上了甲烷排放,从解冻永久冻土,可以使用高达3000亿吨的排放预算,乐顿说。


这些临界点背后的基本机制已经众所周知,尽管对它们被激活之前所花费的时间的预测变得更短。伦顿说,但是真正的新问题是对临界点“级联”的潜力的识别,其中违反了一个转折点触发了他人的破坏,从而迅速升级了损害。

Lenton,Steffen和其他人去年认为,变暖的2度C“可以激活……一种类似多米诺骨牌的级联反应,可以使地球体系达到更高的温度。”他们说,对他们所谓的“ hothouse Earth”的改变将是不可逆转的,即使温室气体排放是达到零。

他们说,一个这样的级联的林奇是他们已经确定为活跃的第九个临界点,这是全球海洋循环系统的关键特征,以北大西洋为中心,被称为大西洋子午线翻转循环(AMOC)。

“我们认为,单独的证据表明我们处于一种行星紧急状态,”科学家写道。

目前通过蒸发北方的温水蒸发来启动amoc,这在咸台后面留下了沉入海床的密集水。它负责驱使海洋循环,在全球各地分销热量,可能是气候的主要调节器。

波茨坦大学的海洋学家Stefan Rahmstorf,新分析的合着者告诉E360.:“由于其大规模的热量运输,AMOC站在倾斜点瀑布的中心。”正是,他说,北半球比南半球更温暖的主要原因。但它被禁止了。

他说:“北极变暖和格陵兰融化正在将淡水涌入北大西洋。”新鲜的水的密度较小,下沉较少。Rahmstorf计算出,结果,自1975年全球变暖以来,AMOC已减弱了约15%。“现在它在过去的千年中甚至更长,甚至更长,”他说。

海洋循环的下降威胁要触发其他地方的其他裁减点。“Amoc的放缓减少了亚马逊盆地的降雨,提高了在那里穿越倾斜点的可能性,”Steffen说。它也可以混淆亚洲和西非的季风系统,触发萨赫尔的干旱。通过将温暖的水带入南海,它将进一步破坏南极洲的冰,释放出全球海平面的加速度。

大多数气候模型预测,整个21世纪的AMOC都会继续削弱。研究人员承认,目前尚不清楚与转折点有多近。但是伦顿说,从历史上看,AMOC似乎在不同稳定的州之间跳跃。波茨坦气候影响研究所主任约翰·罗克斯特罗姆(Johan Rockstrom)的合着者约翰·罗克斯特罗姆(Johan Rockstrom)说:“问题是,我们可能会越过阈值并触发国家变革的压力点是什么?”

温度异常从2014  -  2018年为华氏度。格陵兰的融合水在北大西洋中创造了一个冷的淡水(用蓝色看),科学家说,这可能破坏全球海洋循环。

温度异常从2014 - 2018年为华氏度。格陵兰的融合水在北大西洋中创造了一个冷的淡水(用蓝色看),科学家说,这可能破坏全球海洋循环。美国宇航局

面对这种威胁,研究人员涉及关于是否 - 作为欧洲议会的政治辩论上个月投了投票- 世界应宣布气候紧急情况。“我们认为,仅临界点的证据表明我们处于行星紧急状态”,他们自然论文总结。

他们通过试图在数学术语中定义气候紧急程度,作为威胁程度的产物,其发生的概率以及所发生的概率,定义为我们所留下的时间的概率。他们认为,目前的气候危机适合这种定义,具有巨大的风险,增加可能性和时间快速耗尽。

这一索赔从一些科学家那里引起了火灾。Hulme表示,这种计算是“深刻误导和危险......这是这些科学家的出价,使自己作为我们在气候紧急情况下的仲裁人。”他说,它是整个社会,决定紧急情况是什么,而不是科学家。

伦顿坚持说:“我绝对不是竞标成为气候紧急情况的仲裁者。”“我只是想为已经大声的社会紧急情况提供一些科学支持。”在谈到正在进行的全球青年抗议活动中,要求采取行动以减少温室气体的排放,伦顿补充说:“校园是正确的。”

一位专家说:“我们需要达到一个社交转折点,”在我们到达行星上之前。”

Hulme也关注意外后果,例如鼓励政治家踏上地理工程项目,如部署设备,以从太阳辐射遮挡我们。“呼吁一个星球紧急情况,”Hulme说,“只能加速太阳气候工程的积极追求的那一天” - 他反对的东西。hulme和乐顿签署了一个联合声明, 出版于自然气候变化在2015年,警告这种情况。

伦顿说,他仍然反对地理工程,他称其为“与我们试图避免的风险一样的风险”。他认为,世界面临的威胁太大了,科学家无法站在政治场上,尤其是考虑到世界目前未能采取行动来摆脱气候灾难的情况。

斯特芬说:“联合国气候变化公约的当前方法是失败。”但是他并非没有希望。他认为,生育能力的下降,对低碳能量的创新以及“更绿”消费的运动不断增长,所有这些都表明,人类社会可能在应对这场危机的回应方面达到了自己的临界点。他说,最重要的是,“我们需要在到达行星上之前达到一个社交临界点。”