什么是气候临界点,以及如何突然改变我们的星球

什么是气候临界点,以及如何突然改变我们的星球

就在最近的 6,000年前 撒哈拉沙漠是绿色和肥沃的。 我们已经发现大型河流穿过该地区,由繁荣的定居点排列。 然后突然事情改变了。 树木死亡,土地枯竭。 土壤吹走或变成沙子,这些河流不再。 在短短的几个世纪里,撒哈拉从一个类似于现代南非的地区变成了我们今天所知道的沙漠。

这是一个“引爆点”的一个例子。 试想想,像一把椅子的气候。 它需要一个强有力的推动翻倒的椅子上放着四条腿,但是当它扶着只有两条腿所需的推变小。 实际上,如果倾角变得足够大,它会自行翻倒。

今天,气候变化的倾向正在增加 - 我们知道它可能会突然翻倒,因为我们的地球以前曾经见证过不同国家之间的几次突然转换。 除了发生在撒哈拉沙漠以外,在1,000年之前,在10,000年之前,冰川期和温和的条件之间也有触发器。

电影中探讨了全球变暖可能破坏许多气候系统并导致突然转变的观点 明天过后,其中融冰架上引起大西洋电流突然逆转 - 和全世界的灾难。

我自己领导的一个科学家小组最近发表了一个关于气候临界点的想法 该杂志PNAS。 我们研究了用于通报政府间气候变化专门委员会(IPCC)的37气候模型所进行的所有模拟,以及它们的历史和工业化前的模拟。 这给了我们大量的数据:围绕1015 字节划分在世界各地的几台计算机服务器上。

我们检测到37突变情况,分布在三个不同的气候变化情景中。 其中包括:即使在冬季,北极也变得无冰,亚马逊热带雨林濒临灭绝,青藏高原的冰雪覆盖全部消失。

30%的几率有可能在接下来的200年中至少有一个临界点被超越。 在最积极的变暖情况下,这会增加到50%。 但是,跨越任何一个单独的临界点的可能性要低得多,只有几个百分点。 所以喜马拉雅山至少可以保留一些冰川。 一月份你应该还能站在北极。 但是,总的来说,重大事件将会发生。

其中最重要的发现是,18出37的突然变化很可能当全球气温上升是2℃或更小,经常表示为“安全”的全球变暖的上层发生。 我们的研究结果意味着,没有“安全”全球变暖和没有门槛分离安全危险的气候变化的窗口。 每0.5℃温度的增加也同样是危险的。

我们可能达到的临界点

我们发现的许多临界点适用于海冰和海洋环流。 由于海水反射的阳光比冰少,并吸收更多的热量,海冰消失意味着进一步局部变暖,这意味着更多的海冰融化。 这个过程可能会迅速放大全球变暖的影响。 大多数气候模式模拟北极夏季海冰的突然消失 本世纪的一些点.

有时,模型预测会发生相反的过程,在以前是开放水域的地区会形成海冰。 例如,从格陵兰岛和南极冰盖排水,再加上降水增加和海冰融化,可能导致海水表面变得比平时更新鲜和更轻。 在远北大西洋,这将防止较冷的地表水和水之间的混合 来自深海的热量 通常发生在该区域。 随着热火在海洋深处剩下的,由此产生的散热会更加广泛 - 一个模型预测,2060波罗的海几乎可以完全每年冬季结冰。

气候7 21 大西洋电流崩溃会使北欧非常寒冷。 图显示了FIO-ESM模型模拟的2080-2100和1850-1900平均值之间的潜在温差。 Sybren Drijfhout,作者提供在两种情况下这个过程以带来温暖的水从南半球到格陵兰岛周围海域冷的地方沉没大西洋环流的崩溃有关。 所有下沉的崩溃关闭这个循环下去。

这是明日之后的情景。 我最近写了一个单独的文件分析这种可能的影响 海洋崩塌 - 这比你想象的更合理,而且真的会导致全球降温。 事实上,依靠持续的排放水平,数十年至一个世纪的影响甚至可能超过全球变暖,特别是在北半球。

这种突然转变在陆地上更为罕见,但有些模型预测,2.5℃变暖可能导致亚马逊热带雨林在200年内消失。 森林含有大量的水分,蒸发使当地气候凉爽。 如果树木开始死亡,该地区会变得更暖和更干燥,这将会杀死更多的树木。

大多数气候模型还是做植被将如何在气候变化的反应也不因素 - 在这方面和改进可能会导致陆地“临界点”更预测。 同样,从永冻土融化冰盖崩塌,碳和甲烷的释放也可能导致突然的转变,但尚未包含在气候模型。

出于这些原因,我和我的同事们认为,我们发现的突变的目录实际上处于现实中可能发生的低端。 危险的气候变化并不局限于2℃全球变暖或更多 - 为了避免不愉快的意外,我们应该尽可能地限制它。

关于作者谈话

drijfhout sybrenSybren Drijfhout,南安普敦大学物理海洋学和气候物理学教授。 主要研究方向围绕着海洋在气候变化中的作用,反过来又涉及气候变化对海洋的影响,特别是大西洋经向翻转环流的稳定和突然的气候变化。

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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