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Fritz POLKING/Gamma-Rapho 来自 Getty Images

慢一点 南大洋环流的急剧下降 海冰的范围前所未有的热浪 都引发了对南极洲可能正在接近临界点的担忧。

现在世界变暖了1.2?高于工业化前水平(定义为 1805 年至 1900 年间的平均气温),并且全球海平面上升了 20 厘米。

如果我们超过了 巴黎协定 目标是将气温上升远低于2℃。目前,我们正朝着平均水平迈进 全球变暖3-4度?到 2100 年.

虽然最近的南极极端事件不一定是临界点,但持续变暖将加速冰层流失和海洋变暖,将南极洲推向临界点,一旦越过临界点,将导致不可逆转的变化——对全球产生长期、多代的影响,并对人与环境。


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地球系统的设计目的是为了应对气候变暖而达到平衡(达到平衡),但上一次大气中二氧化碳 (CO?) 水平达到今天的水平 (423ppm) 是在 三百万年前.

世界气候花了一千年的时间才适应这一点。当它发生时,地球表面是 2?温暖和 全球海平面上升了 20 米 由于 南极冰盖融化. 那时候,即使是我们最早的人类祖先也尚未进化。

人类的进化只能在CO之后才开始?级别 低于300ppm,大约2.7万年前。从那时起,地球平均气温一直在10?在冰河时期和14?在温暖的间冰期。

在过去一万年的间冰期期间,地球的温室气体恒温器已设定为 10,000ppm CO300,维持 14℃ 的宜人平均温度。恰到好处的气候——不太热,也不太冷——却正好适合人类文明的繁荣发展。

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持续变暖将加速冰层流失和海洋变暖,将南极洲推向不可逆转变化的门槛。 Vincent LECOMTE/Gamma-Rapho 来自 Getty Images

地球系统是相互关联的

目前的全球变暖正在使地球系统跨越人类从未经历过的临界点,进入南极洲的冰架和海洋冰原不再存在的气候,目前居住在海岸附近的十亿人将被海平面上升淹死。

这将是一个野火、热浪、大气河流、极端降雨和干旱——比如我们去年夏天在全球看到的那些——变得司空见惯的世界。

地球系统(海洋、大气、冰冻圈、生态系统等)是相互关联的。 这允许能量流动,使物理和生态系统保持平衡,或重新获得平衡。 但联系也可能意味着依赖性,导致反应、放大反馈和后果。 变化会产生滚动效应,就像推倒多米诺骨牌一样。

反馈循环——一次又一次重复的循环链式反应——可以使气候变化的影响更强或更弱,有时会稳定系统,但更多时候会放大具有不利影响的响应。

变化也不总是线性的。 如果一个 阈值或临界点被越过.

在这里,我们以全球变暖为例,概述一系列变化和后果,包括反馈回路和阈值 融化南极洲的冰原 以及由此导致的海平面上升。

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该图显示了有增无减的气候变化如何引发一连串的影响,从而导致更严重的后果和影响,其中一些后果和影响将在未来的许多代人中无法逆转。 ReMaster 的 Bec McMaster, CC BY-ND

我们着眼于未来 50 年,因为这与当今的政策制定者息息相关,但也会产生更长的多代影响。 虽然我们关注这个例子,但还有许多其他南极转折点,包括冰盖融化产生的淡水对海洋生态系统的影响,以及南极变化对 Aotearoa 温度和降雨模式的影响。

世界变暖中的南极洲

除非我们改变当前的排放轨迹,否则这就是我们所期望的。

到 2070 年,南极洲 (Te Tiri o te Moana) 的气候将变暖超过 3?高于工业化前的温度。南大洋 (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) 将是 2?更温暖。

结果,超过 45% 的夏季海冰将消失,导致南极洲上空的表层海洋和大气变暖更快,因为黑色海洋取代白色海冰,吸收更多的太阳辐射并将其重新释放为热量。 这使得来自热带的大气河流中温暖潮湿的空气能够进一步向南渗透。

南极气候加速变暖是一种称为极地放大的现象。这种情况已经在北极发生,北极的变暖速度是全球平均气温 1.2 摄氏度的两倍到三倍,这对海冰永久消失和格陵兰冰盖融化造成了严重后果。

南极临界点

变暖的海水融化了冰架,冰架是稳定南极冰盖的漂浮冰舌,减缓了冰流入海洋的速度。

当超过当地海洋温度阈值时,冰架可能会通过一个临界点,导致它们变薄并漂浮在它们曾经通过与海床接触而固定的地方。 地表融化也会削弱冰架。 在某些情况下,表面上的水会填满冰的裂缝,然后可能导致大面积灾难性地崩解。

到 2070 年,海洋和大气中的热量将导致许多冰架破裂成冰山,这些冰山将融化并释放四分之一的体积作为淡水进入海洋。 到 2100 年,50% 的冰架将消失。 到 2150 年,一切都将融化。

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 南极洲的冰架阻碍了陆地冰川,这些冰川在重力作用下流向大海。 Wolfgang Kaehler / LightRocket通过Getty Images

如果没有冰架阻挡冰盖,冰川将在重力作用下以更快的速度排入海洋。 南极东部冰盖的大部分和几乎整个南极西部冰盖位于海平面以下深凹陷处的岩石上。

它们很容易受到称为海洋冰盖不稳定性的不可逆过程的影响(MISI). 随着冰的边缘在温暖海水的持续侵蚀的推动下退缩到深海盆地, 冰的损失变得自我维持 以加速的速度,直到它全部消失。

另一个正反馈,称为海洋冰崖不稳定性(微信国际),意味着退缩的冰盖边缘的悬崖变得不稳定并倒塌,暴露出更高的悬崖 像多米诺骨牌一样不断地在自己的重量下倒塌.

如果全球升温不控制在2℃以下,冰盖模型显示全球海平面将以 加速率 每个世纪高达 3m。 子孙后代将致力于格陵兰岛和南极冰盖海洋部分的不可阻挡的退缩,导致全球海平面上升多达 24 米。

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 南极洲的部分冰盖位于海平面以下,一旦超过某些阈值,就很容易无法阻挡地消退。 英国南极调查, CC BY-ND

这些变化凸显了立即大幅减排的紧迫性。 南极洲必须保持稳定的冰雪覆盖大陆,以避免海平面上升的最严重影响。

世界各地的计划,包括 南极科普平台, 正在优先研究南极冰盖的未来变化。 即使消息不是很好,也还有时间采取行动。

关于作者

蒂莫西奈许, 地球科学教授, Te Herenga Waka —惠灵顿维多利亚大学来自南极科学平台的 Mel Climo、Sandy Morrison 和 Nancy Bertler 的投入和支持得到认可。谈话

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