什麼是氣候臨界點以及它們如何突然改變我們的星球

什麼是氣候臨界點以及它們如何突然改變我們的星球

就在最近的 6,000年前 撒哈拉沙漠是綠色和肥沃的。 我們已經發現大型河流穿過該地區的證據,這裡有繁華的定居點。 然後突然發生了變化。 樹木死了,土地干涸了。 土壤被吹走或變成沙子,那些河流已不復存在。 在短短幾個世紀裡,撒哈拉從一個類似於現代南非的地區轉變為我們今天所知的沙漠。

這是一個“引爆點”的一個例子。 試想想,像一把椅子的氣候。 它需要一個強有力的推動翻倒的椅子上放著四條腿,但是當它扶著只有兩條腿所需的推變小。 實際上,如果傾角變得足夠大,它會自行翻倒。

今天,氣候變化的傾向正在增加 - 我們知道它可能會突然轉過來,因為我們的星球以前見過不同國家之間的幾次突然轉換。 除了撒哈拉沙漠地區發生的事情之外,在1,000年前的事件定居之前,每年10,000年都會出現冰河時代和溫和條件之間的人字拖鞋。

電影中探討了全球變暖可能破壞許多氣候系統穩定並導致突然轉變的想法 明天過後,其中融冰架上引起大西洋電流突然逆轉 - 和全世界的災難。

由我自己領導的一個科學家小組對最近發表的一項研究更嚴格地探討了氣候臨界點的想法 該雜誌PNAS。 我們研究了37氣候模型所進行的所有模擬,這些模擬用於向政府間氣候變化專門委員會(IPCC)提供信息 - 以及它們的歷史和工業前模擬。 這為我們提供了大量數據:圍繞1015 字節分佈在世界各地的幾台計算機服務器上。

我們檢測到37突變事件,分佈在三種不同的氣候變化情景中。 其中包括北極即使在冬季也變得無冰,亞馬遜熱帶雨林消失以及青藏高原冰雪覆蓋的完全消失。

在接下來的30年中,至少有一個臨界點將超過200%50%。 在最激進的變暖情景中,這增加到XNUMX%。 但是,跨越任何單個臨界點的可能性要低得多,只有幾個百分點。 因此,喜馬拉雅山可能至少仍會保留一些冰川。 你應該還能夠在1月份站在北極。 但是,總而言之,有一個重要的事情發生的可能性很大。


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其中最重要的發現是,18出37的突然變化很可能當全球氣溫上升是2℃或更小,經常表示為“安全”的全球變暖的上層發生。 我們的研究結果意味著,沒有“安全”全球變暖和沒有門檻分離安全危險的氣候變化的窗口。 每0.5℃溫度的增加也同樣是危險的。

我們可能會達到臨界點

我們發現的許多臨界點都適用於海冰和海洋環流。 因為海水反射的陽光少於冰 - 並吸收更多的熱量 - 消失的海冰意味著進一步的局部變暖,這反過來意味著更多的融化海冰。 這個過程可能會迅速放大全球變暖的影響。 大多數氣候模型模擬了北極地區所有夏季海冰的突然消失 本世紀的一些觀點.

有時模型預測會發生相反的過程,在以前開放水域的地區形成海冰。 例如,從格陵蘭島和南極冰蓋排出的水,加上降水增加和海冰融化,可能導致海洋表面水變得比平時更新鮮,更輕。 在遠北大西洋,這將防止較冷的地表水和 來自深海的熱量 通常發生在該區域。 隨著熱火在海洋深處剩下的,由此產生的散熱會更加廣泛 - 一個模型預測,2060波羅的海幾乎可以完全每年冬季結冰。

氣候7 21 大西洋目前的崩潰將使北歐非常寒冷。 地圖顯示了由FIO-ESM模型模擬的2080-2100和1850-1900平均值之間的潛在溫差。 Sybren Drijfhout,作者提供在兩種情況下這個過程以帶來溫暖的水從南半球到格陵蘭島周圍海域冷的地方沉沒大西洋環流的崩潰有關。 所有下沉的崩潰關閉這個循環下去。

這是明天后的情景。 我最近寫了一篇單獨的論文,分析了這種可能的影響 洋流坍塌 - 它比你想像的更合理,它確實會導致全球變冷。 事實上,根據持續的排放水平,這種影響甚至可能超過幾十年到一個世紀的全球變暖,特別是在北半球。

這種突然轉變在陸地上更為罕見,但是一些模型預測2.5升溫可能導致亞馬遜熱帶雨林在200年內消失。 森林含有大量的水分,蒸發使當地氣候保持涼爽。 如果樹木開始死亡,該地區將變得更加溫暖和乾燥,這將殺死更多的樹木。

大多數氣候模型還是做植被將如何在氣候變化的反應也不因素 - 在這方面和改進可能會導致陸地“臨界點”更預測。 同樣,從永凍土融化冰蓋崩塌,碳和甲烷的釋放也可能導致突然的轉變,但尚未包含在氣候模型。

由於這些原因,我和我的同事認為,我們發現的突然變化目錄實際上處於現實可能發生的低端。 危險的氣候變化不僅限於2℃全球變暖或更多 - 為了避免令人不快的意外,我們應盡可能地限制它。

關於作者談話

drijfhout sybrenSybren Drijfhout,南安普頓大學物理海洋學和氣候物理學教授。 主要研究興趣圍繞海洋在氣候變化中的作用,反之亦然,氣候變化對海洋的影響,特別是大西洋經向翻轉環境的穩定性和突然的氣候變化。

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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