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Fritz POLKING/Gamma-Rapho 來自 Getty Images

慢一點 南大洋環流的急劇下降 海冰的範圍前所未有的熱浪 都引發了對南極洲可能正在接近臨界點的擔憂。

現在世界變暖了1.2?高於工業化前水準(定義為 1805 年至 1900 年間的平均氣溫),全球海平面上升了 20 公分。

如果我們超過了 巴黎協定 目標是將氣溫上升遠低於2℃。目前,我們正朝著平均水平邁進 全球暖化3-4度?到 2100 年.

雖然最近的南極極端事件不一定是臨界點,但持續變暖將加速冰層流失和海洋變暖,將南極洲推向臨界點,一旦越過臨界點,將導致不可逆轉的變化——對全球產生長期、多代的影響,並對人與環境。


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地球系統的設計目的是為了應對氣候變暖而達到平衡(達到平衡),但上一次大氣中二氧化碳 (CO?) 水平達到今天的水平 (423ppm) 是在 三百萬年前.

世界氣候花了一千年的時間才適應這一點。當它發生時,地球表面是 2?溫暖和 全球海平面上升了 20 米 由於 南極冰蓋融化. 那時候,即使是我們最早的人類祖先也尚未進化。

人類的演化只能在CO之後才開始?等級 低於300ppm,大約2.7萬年前。從那時起,地球平均氣溫一直在10?在冰河時期和14?在溫暖的間冰期。

在過去一萬年的間冰期期間,地球的溫室氣體恆溫器已設定為 10,000ppm CO300,維持 14℃ 的宜人平均溫度。恰到好處的氣候──不太熱,也不太冷──卻正好適合人類文明的繁榮發展。

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持續變暖將加速冰層流失和海洋變暖,將南極洲推向不可逆轉變化的門檻。 Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho 來自 Getty Images

地球系統是相互關聯的

目前的全球變暖正在使地球系統跨越人類從未經歷過的臨界點,進入南極洲的冰架和海洋冰蓋不再存在的氣候,目前居住在海岸附近的十億人將被海平面上升淹死。

這將是一個野火、熱浪、大氣河流、極端降雨和乾旱——比如我們去年夏天在全球看到的那些——變得司空見慣的世界。

地球系統(海洋、大氣、冰凍圈、生態系統等)是相互關聯的。 這允許能量流動,使物理和生態系統保持平衡,或重新獲得平衡。 但聯繫也可能意味著依賴性,導致反應、放大反饋和後果。 變化會產生滾動效應,就像推倒多米諾骨牌一樣。

反饋循環——一次又一次重複的循環鍊式反應——可以使氣候變化的影響更強或更弱,有時會穩定係統,但更多時候會放大具有不利影響的響應。

變化也不總是線性的。 如果一個 閾值或臨界點被越過.

在這裡,我們以全球變暖為例,概述一系列變化和後果,包括反饋迴路和閾值 融化南極洲的冰原 以及由此導致的海平面上升。

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該圖顯示了有增無減的氣候變化如何引發一連串的影響,從而導致更嚴重的後果和影響,其中一些後果和影響將在未來的許多代人中無法逆轉。 ReMaster 的 Bec McMaster, CC BY-ND

我們著眼於未來 50 年,因為這與當今的政策制定者息息相關,但也會產生更長的多代影響。 雖然我們關注這個例子,但還有許多其他南極轉折點,包括冰蓋融化產生的淡水對海洋生態系統的影響,以及南極變化對 Aotearoa 溫度和降雨模式的影響。

世界變暖中的南極洲

除非我們改變當前的排放軌跡,否則這就是我們所期望的。

到 2070 年,南極洲 (Te Tiri o te Moana) 的氣候將變暖超過 3?高於工業化前的溫度。南大洋 (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) 將是 2?更溫暖。

結果,超過 45% 的夏季海冰將消失,導致南極洲上空的表層海洋和大氣變暖更快,因為黑色海洋取代白色海冰,吸收更多的太陽輻射並將其重新釋放為熱量。 這使得來自熱帶的大氣河流中溫暖潮濕的空氣能夠進一步向南滲透。

南極氣候加速暖化是一種稱為極地放大的現象。這種情況已經在北極發生了,北極的暖化速度比全球平均溫度(1.2℃)快兩到三倍,對海冰永久消失和格陵蘭島冰蓋融化造成了嚴重後果。

南極臨界點

變暖的海水融化了冰架,冰架是穩定南極冰蓋的漂浮冰舌,減緩了冰流入海洋的速度。

當超過當地海洋溫度閾值時,冰架可能會通過一個臨界點,導致它們變薄並漂浮在它們曾經通過與海床接觸而固定的地方。 地表融化也會削弱冰架。 在某些情況下,表面上的水會填滿冰的裂縫,然後可能導致大面積災難性地崩解。

到 2070 年,海洋和大氣中的熱量將導致許多冰架破裂成冰山,這些冰山將融化並釋放四分之一的體積作為淡水進入海洋。 到 2100 年,50% 的冰架將消失。 到 2150 年,一切都將融化。

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 南極洲的冰架阻礙了陸地冰川,這些冰川在重力作用下流向大海。 Wolfgang Kaehler/LightRocket 來自 Getty Images

如果沒有冰架阻擋冰蓋,冰川將在重力作用下以更快的速度排入海洋。 南極東部冰蓋的大部分和幾乎整個南極西部冰蓋位於海平面以下深凹陷處的岩石上。

它們很容易受到稱為海洋冰蓋不穩定性的不可逆過程的影響(使命). 隨著冰的邊緣在溫暖海水的持續侵蝕的推動下退縮到深海盆地, 冰的損失變得自我維持 以加速的速度,直到它全部消失。

另一個正反饋,稱為海洋冰崖不穩定性(微信國際),意味著退縮的冰蓋邊緣的懸崖變得不穩定並倒塌,暴露出更高的懸崖 像多米諾骨牌一樣不斷地在自己的重量下倒塌.

若全球升溫不控制在2℃以下,冰蓋模型顯示全球海平面將以 加速率 每個世紀高達 3m。 子孫後代將致力於格陵蘭島和南極冰蓋海洋部分的不可阻擋的退縮,導致全球海平面上升多達 24 米。

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 南極洲的部分冰蓋位於海平面以下,一旦超過某些閾值,就很容易無法阻擋地消退。 英國南極調查, CC BY-ND

這些變化凸顯了立即大幅減排的緊迫性。 南極洲必須保持穩定的冰雪覆蓋大陸,以避免海平面上升的最嚴重影響。

世界各地的計劃,包括 南極科普平台, 正在優先研究南極冰蓋的未來變化。 即使消息不是很好,也還有時間採取行動。

關於作者

蒂莫西奈許, 地球科學教授, Te Herenga Waka —惠靈頓維多利亞大學來自南極科學平台的 Mel Climo、Sandy Morrison 和 Nancy Bertler 的投入和支持得到認可。談話

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