○ 融化的格陵兰冰原上的水流。| 图片来源：Maria-José Viñas/NASA
○ 阿拉斯加北坡永久冻土融化形成的多边形湖泊。 | 图片来源：NASA/JPL-Caltech
○ 白化的珊瑚。 | 图片来源：Acropora/Wikicommons
○ 亚马孙雨林消失。 | 图片来源：Jesse Allen & Robert Simmon/NASA
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南极思韦茨冰川融化。
| 图片来源：
NASA
你或许有过这样的体验，当你坐在椅子上往后靠，翘起两条椅子腿，刚开始你似乎还可以轻松地控制椅子不会倒下，但随着倾斜角度越来越大，在到达某个特定角度之后，椅子再也不受控制，一下就翻倒下去了。
在这种情况下，这个“特定的角度”就是一个临界点。当一个系统到达临界点，情况便难以扭转。突破临界点后，微小的改变就会造成系统的重大变化。
这个概念对全球气候而言同样适用。近日，一组著名科学家在《自然》杂志发文警告，在10年前确定的气候临界点中，有一半以上现在或许已经被激活。
○ 九个临界点：北极海冰、格陵兰冰盖、北方针叶林、永久冻土、大西洋经向翻转环流、亚马孙雨林、暖水珊瑚、西南极冰盖、东南极部分地区。
从南极洲、亚马孙雨林到大堡礁，从大西洋到格陵兰岛和北极，这些地区正经历着前所未有的显著变化，这些变化的到来比预期的要早得多。
越来越多的证据表明，到达这些临界点的可能性比我们想象的更大，它们彼此之间的关联性或许更强，从而会产生多米诺骨牌效应，威胁人类的生存。
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1.5℃
20年前，政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出了临界点的概念。当时认为，只有当全球变暖超过前工业化时期水平之上5℃时，才可能到达气候系统中的这些临界点。但IPCC去年及今年的两份特别报告表明，即使气温升高在1-2℃的范围内，也有可能突破临界点。
2015年通过的《巴黎协定》的主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。尽管大多数国家已经签署了《巴黎协定》，但现状是，即使目前各国减少温室气体排放的承诺得到落实（这是一个很大的“假设”），很可能仍然会导致全球气温升高至少3℃。
我们很可能无法在2050之前完全摆脱以化石燃料为主的现状，但是温度已经比前工业化时期的温度高出了1.1°C，地球很可能会在2040年之前跨越升温1.5°C的护栏。
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冰雪圈
过去十年的研究表明，西南极的阿蒙森海海湾可能已经跨越了一个临界点，冰、海和基岩交汇处的“接地线”正在不可逆转地后退。一项模型研究表明，当这个部分崩溃时，它可能会像倒下的多米诺骨牌一样，使得西南极冰盖的其他部分也惨遭破坏。一些古气候证据显示，在过去，这种大规模的西南极冰盖崩塌曾发生过很多次。
令人担忧的是，最新数据显示，东南极冰盖的威尔克斯盆地可能同样不稳定。模型表明，在超过一个世纪的时间尺度上，它可能会使海平面再增加3到4米。
除了南极，格陵兰冰盖也正在加速融化。随着冰盖高度降低，冰盖会加剧融化，使地表暴露在越来越温暖的空气中。模型显示，格陵兰冰盖可能在1.5°C的升温下彻底消失，这看似遥不可及的事情最快有可能在2030年就会发生。
研究人员需要更多观测数据来确定冰盖是否达到临界点，并且需要更好的模型，通过过去和现在的数据来了解冰盖崩塌的发展趋势。但无论这些数据显示什么，人们都应该采取行动减缓海平面上升。
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生物圈
气候变化和其他人类活动还有可能在一系列生态系统和尺度上触发生物圈的临界点。
海洋热浪已经导致大量珊瑚白化。由于气候变暖、海洋酸化和污染之间的相互作用，如果全球平均气温上升2℃，预计99%的热带珊瑚将消失。这将意味着海洋生物多样性的严重损失。
生物圈的临界点还可能引发碳被大量释放到大气，这会进一步加剧气候变化。
森林砍伐和气候变化正在破坏亚马孙雨林的稳定。亚马孙是世界上最大的雨林，其中生活着十分之一的已知物种。预测表明，亚马孙临界点大约会在20%-40%的雨林消失的情况下出现。据估计，自1970年以来，亚马孙已有约17%的雨林消失。
再到北半球，北极变暖速度至少是全球平均速度的两倍。随着北极变暖，亚北极地区的北方针叶林越来越脆弱。气候变暖导致大规模火灾的增加，进而导致北美的北方针叶林消亡，这可能使一些地区从碳汇变成碳源。此外，跨越北极的永久冻土已经开始不可逆地融化，这一过程释放出大量二氧化碳和甲烷。
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全球性的连锁反应
这些临界点的级联效应或许非常普遍。去年的一项研究分析了30种跨越物理气候和生态系统的结构转换，从西南极冰盖的崩塌到热带雨林向稀树草原的转变。结果表明，一个系统跨越临界点会增加其他系统跨越临界点的风险。
例如，北极海冰的减少加剧了区域变暖，北极变暖和格陵兰的融化正推动淡水涌入北大西洋。这可能导致20世纪中叶以来大西洋经向翻转环流（AMOC）下降15%。AMOC是全球海洋热量和盐分输送的关键环节。格陵兰冰盖的快速融化和AMOC的进一步减缓可能会破坏西非季风的稳定，引发非洲部分地区的干旱。AMOC的减缓还可能造成亚马地区的干旱，扰乱东亚季风，并导致南大洋热量积聚，从而加速南极冰层的消失。
尽管全球气温在几百万年内一直在波动，但人类现在正在“用力推进这个系统”，大气中二氧化碳的浓度和全球温度的递增速度比上一个冰河时期末高出了一个数量级。
文章的共同作者、波茨坦气候影响研究所所长约翰·罗克斯特伦说：“不仅是人类对地球的压力继续上升到了前所未有的水平，同样，随着科学的进步，我们必须承认，我们低估了引发不可逆转的变化的风险，地球自身放大了全球变暖。”
虽然未来的临界点及其相互作用难以预测，但科学家认为，如果发生连锁反应，则不排除将面临全球性的临界点转折，那么这将对文明的存亡产生重大威胁。
最糟糕的情况或许就是——地球将变成一个不再适宜居住的“温室”星球。
参考来源：https://phys.org/news/2019-11-climate-scientists.htmlhttps://www.nature.com/articles/d41586-019-03595-0
发表于 2019-11-30 23:00
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