全球15個"氣候臨界點"已被激活9個:或許,你已經在見證人類歷史
2020年08月04日09:25

  來源:中科院之聲

  最近,澳洲氣候學家斯特芬在採訪中聲稱,全球15個“氣候臨界點”已被激活9個,他認為人類文明這艘水上漂浮的小船可能就像駛向冰山的鐵達尼號號一樣,崩潰是最可能的結果。雖然這樣的說法有些誇張,但是一個或多個“氣候臨界點”被激活可能會導致不可逆轉的氣候破壞,給人類、生態系統帶來巨大的損失和負面影響。

  2019年11月底《自然》雜誌發表的一篇評論文章中,斯特芬教授列出了世界九大關鍵臨界點,分別是北極海冰、格陵蘭冰蓋、北方針葉林、永久凍土、大西洋經向翻轉環流、亞馬遜雨林、暖水珊瑚、西南極冰蓋、東南極部分地區。

  氣候臨界點是什麼?為什麼如此重要呢?讓我們細細談來。

(圖片來源 Timothy M. Lenton等,本文作者漢化)
(圖片來源 Timothy M. Lenton等,本文作者漢化)

  “氣候臨界點”——量變到質變

  “臨界點”是我們很熟悉的詞,意味著事物將從一種狀態轉變到另一種狀態。2018年經濟學諾獎得主威廉•諾德豪斯曾有個比喻:一葉水面上漂浮的獨木舟,當獨木舟開始傾斜進水的時候,尚能保持平衡;但當傾斜達到一定程度時,獨木舟就會傾覆——造成這個不可逆後果的傾斜角就是臨界點。

  聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的官方術語表中,氣候臨界點被定義為:“就氣候系統來說,臨界點(Tipping point)指的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”。一旦臨界點被激活,系統將無法回至原來的穩定狀態。全部“氣候臨界點”被激活後,地球系統可能將重新洗牌。

(圖片來自網絡)
(圖片來自網絡)
臨界點的逐個崩潰就像積木遊戲(圖片來源:CarbonBrief)
臨界點的逐個崩潰就像積木遊戲(圖片來源:CarbonBrief)

  “氣候臨界點”的第一個特性是不可逆性。全球增暖引起“氣候臨界點”被突破,進一步引發多米諾骨牌式的正反饋效應,可能會將全球的森林、海洋、冰蓋等系統推向不可逆轉的死亡深淵。且躍過臨界點後,氣候變化可能轉為更加陡峭的非線性指數級數變化(如2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024)。

(圖片來自網絡)
(圖片來自網絡)

  全球變暖背景下, “氣候臨界點”會被逐個激活,而“氣候臨界點”被激活後產生的影響又會反作用於全球變暖本身。如全球增暖之後,“臨界點”之一的極地永久凍土將會逐漸消融,遠古時期封存於其中的有機碳將會以二氧化碳、甲烷等形式被釋放,進一步加劇全球變暖。交叉臨界點會創造出更多的交叉臨界點,交叉臨界點在全球系統或子系統中不可預知地來回碰撞,產生大量的自我強化正反饋。一旦這種崩潰過程開始,越來越多的臨界點就會以越來越快的速度發生。

挪威斯瓦爾巴群島的永久凍土在不斷融化(圖片圖源:blickwinkel)
挪威斯瓦爾巴群島的永久凍土在不斷融化(圖片圖源:blickwinkel)

  “氣候臨界點”的另一個特性是不可預測性。就像檯球一樣,一張固定的檯球桌代表我們已知的地球系統,僅需要開局時的條件,我們就可以利用已有的數學物理知識準確地推斷出檯球的行進路徑;但在“氣候臨界點”被激活後,檯球桌產生了變形,有序的質點運動變成無序的運動,檯球桌什麼時候會變形,檯球未來將怎麼樣運動,邁過“氣候臨界點”的世界將會變成什麼樣,我們的答案只能是——不知道。

  “氣候臨界點”——壓死駱駝的最後一根稻草

  我們生活的氣候環境受到周邊氣候系統的控制,當氣候系統崩潰時,我們的生活也會受到巨大的影響。舉個例子,我國黑龍江省哈爾濱市冬季一月均溫約為零下20°C,而較之緯度更高的英國倫敦,一月均溫卻高達2°C,這就是拜北大西洋暖流持續不斷地向西歐輸送低緯暖濕空氣所賜。

大西洋經向翻轉環流在減弱(圖片來源:Summer K. Praetorius)
大西洋經向翻轉環流在減弱(圖片來源:Summer K. Praetorius)

  如果“氣候臨界點”被激活,北大西洋暖流消失了,世界又將會是怎樣一幅景象呢?美國經典災難片《後天》就講述了這樣的一個故事。由於全球變暖,“氣候臨界點”之一的“大西洋經向翻轉環流”(北大西洋暖流為該系統北半球向北支)發生突變,北大西洋暖流消失,臨近北大西洋中高緯的歐洲和北美地區被冰河包圍,全球也即將陷入冰河紀。

(圖片來源:電影《後天》)
(圖片來源:電影《後天》)

  2015年,世界各國達成了《巴黎協定》,力求將全球溫升控制在2℃乃至努力控制在1.5℃。我們人體對於幾度溫升的體會可能會比較小,也許只是窗戶一開一合時房間變化的溫度。但這差別幾度的溫升會對“氣候臨界點”被突破的速度產生巨大影響,如在1.5℃升溫的世界,北極可能每百年才會經曆一次無冰之夏,而在2℃升溫的世界,它每十年就會經曆一到兩次。

北極海冰斷裂(圖片來源:Jenna Chamberlain)
北極海冰斷裂(圖片來源:Jenna Chamberlain)

  套用劉慈欣在《流浪地球》中的一句台詞:最初,可能沒有人在意某幾個“氣候臨界點”被激活,這不過是遙遠北方的海冰面積有所減少,地球另一側熱帶雨林的幾次火災,萬里之外珊瑚礁的成片死亡。直到這場災難和我們每個人息息相關。

巴西帕拉州首府貝倫附近亞馬遜雨林被大規模砍伐(圖片來源:Sue Cunningham Photographic)
巴西帕拉州首府貝倫附近亞馬遜雨林被大規模砍伐(圖片來源:Sue Cunningham Photographic)
澳州昆士蘭州大堡礁北部的珊瑚礁在白化(圖片來源:Nature Picture Library)
澳州昆士蘭州大堡礁北部的珊瑚礁在白化(圖片來源:Nature Picture Library)

  生存?還是毀滅?

  “氣候臨界點”的定義也是個很恰當的隱喻——“引爆要素(tipping elements)”,超過臨界點就彷彿引爆了一顆埋藏已久的炸彈。難道我們的結局只剩下撞上冰山這條毀滅之路了嗎?

  人類面對危機時總不會坐以待斃,甚至會有當太陽系不適宜生存時帶著地球一起流浪的想法。雖然現在的情況其實並沒有斯特芬教授說的那麼糟糕,但我們確實需要採取方法進行自我拯救了。其中最重要的一點就是如何減緩全球變暖的進程,將變暖程度降低在可控範圍內。很不幸,這是一個看起來這麼近但執行起來那麼遠的目標。

  聯合國環境署今年年初發佈了《排放差距報告2019》,報告稱過去10年幾乎是“被浪費的十年”,世界各國幾乎沒有為遏製全球變暖做出任何實質性的努力,當初美好的減排控溫願望似乎已經化為泡影。

如果拖延至2025年再採取有效措施,須逐年減排15.5%才能實現將全球增溫幅度控制在1.5℃的目標,這基本上是無法實現的目標。(圖片來源:聯合國環境署)
如果拖延至2025年再採取有效措施,須逐年減排15.5%才能實現將全球增溫幅度控制在1.5℃的目標,這基本上是無法實現的目標。(圖片來源:聯合國環境署)

  不過這種結果也並不意外,因為遏製全球變暖從來就不只是一個氣候問題。儘管目前學界已基本達成共識,認為為應對氣候變化而進行產業升級調整和廢氣脫碳處理總體是有助於經濟發展與升級的,但相關產業的調整會影響既得利益群體,短期內付出的高額減排成本也會讓發達國家那些只著眼於任期內政績的政客們望而卻步。因此為遏製全球變暖,最終的方法可能依然需要由科技自身的發展來解決。

  最直接的方法是通過提高能源使用效率、發展可再生能源等以減少溫室氣體排放,從而將全球溫升限製在可控範圍內。第二種思路就是降低大氣中溫室氣體的現有濃度,手段包括碳捕捉和封存技術,以及生物固碳技術。但目前技術瓶頸仍然存在,大規模應用還很睏難。還有一些更大膽的想法,通過大規模改造行星環境,來遏製全球變暖(相關鏈接:“小小氣溶膠”還能影響全球氣候變化?),但改變地球行星環境可能會產生其他的負面影響。

  2020年開局接二連三的災難讓不少人開始懷疑這世界到底怎麼了:澳洲大火、新冠病毒、我國南方接連不斷的暴雨……“氣候臨界點”逐一被突破後地球系統依然可以達到新的平衡態,但人類是否可以再次去適應,我們不得而知。希望在全人類的共同努力下能讓進擊的“鐵達尼號號”慢下來,也希望同一個地球上的我們,能早日認識到自己也是地球系統的一部分,學會敬畏自然。

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