研究发现主要的地球系统可能会崩溃：需要知道的5件事

　　一项新的研究发现，全球气候的四大支柱正在融化化石燃料排放增加所带来的热量。

　　孕育了人类文明的相对稳定的气候在很大程度上依赖于这些结构:格陵兰岛和南极洲西部的冰盖、亚马逊雨林和使欧洲温暖的大西洋洋流。

　　根据周四发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的研究结果，在目前的政策下，世界面临着这样一种局面:在未来的三个世纪里，这些支柱要么存活，要么崩溃的几率大致相等。

　　科学家们警告说，如果这些石柱受到高温的致命破坏，那么由此造成的破坏可能是无法挽回的——即使在21世纪后期成功地降低了温度。

　　即便如此，这些发现的时间跨度之长，如果说有什么不同的话，也让它们相对于近期的其他发现显得乐观一些:它们是在一系列令人不安的关于关键全球系统的研究之后出现的，比如保持欧洲温带的大西洋传送带洋流，或保持全球海平面稳定的南极西部冰盖。

　　与此同时，气温上升的影响也越来越明显，在一系列现象中都可以看到，包括破纪录的气温——比如巴黎奥运会运动员被烤得焦灼——千年一遇的风暴和日益恶化的收成。

　　以下是你需要知道的。

　　《自然》杂志的研究发现，它所关注的四个“支柱”——大西洋经向翻转洋流(AMOC)、亚马逊雨林和巨大但正在融化的格陵兰岛和南极西部冰盖——是相互联系的，就像一排多米诺骨牌。

　　研究人员写道，在巴黎气候协议设定的2摄氏度的红线之上，每增加0.1摄氏度(约0.2华氏度)，这些多米诺骨牌倒塌的风险就会增加。

　　他们发现，这种风险对大西洋洋流来说最为紧迫，它可能在未来15年内崩溃，对亚马逊雨林来说，到21世纪70年代，亚马逊雨林可能开始失控地转变为容易发生火灾的草原。

　　他们写道:“按照本世纪目前的政策，即使气温回落到1.5(摄氏度)以下，到2300年，全球变暖的风险也将达到45%。”

　　因为它们是现代气候的堡垒。

　　这些支柱中的每一个都是由全球气候和人类文明以及其他支柱的更大模式所稳定并作出贡献的。

　　以AMOC为例:它就像一条传送带，将温暖的海水从热带带到北大西洋，导致欧洲的温度比加拿大高得多。

　　洋流的减弱或中断将使更多的热水滞留在南大洋，产生更多的飓风，加速南极冰盖的融化，并导致欧洲农业发生类似灾难的事情——这种灾难的准备几乎是没有用的。

　　“你无法适应这种情况，”哥本哈根大学的彼得·迪特莱夫森(Peter Ditlevsen)告诉《内部气候新闻》(Inside Climate News)，他去年与妹妹苏珊(Susanne)共同撰写了一篇关于AMOC可能在本世纪中叶崩溃的《自然》(Nature)研究。

　　他告诉Inside Climate，如果这种崩溃发生，“有研究表明，英国的农业会发生什么，这就像在挪威北部种植土豆一样。”

　　同样，亚马逊河稳定了全球气候和地区温度，锁定了使地球升温的温室气体，并产生了雨水，灌溉了远在美国中西部的田地。

　　据美国国家航空航天局称，格陵兰冰盖上立方英里冰的完全崩塌将导致海平面上升23英尺。格陵兰冰盖的融化是当前海平面上升的主要原因之一。

　　《自然》杂志的这项研究建立在先前的研究基础上，该研究表明，人类文明正面临一系列潜在的临界点。

　　迪特列夫森夫妇去年发现，AMOC的速度正在放缓，并且开始更多地漫游——这两个都是“早期预警信号”，他们估计这种崩溃最早可能在本世纪中叶到来。

　　《科学》杂志2月份的一项研究证实了AMOC中出现这种情况的可能性，这进一步证实了这一点。

　　该研究的作者指出，这对“气候系统和人类来说是个坏消息”，因为直到最近，科学家们还希望AMOC的倾斜“只是一个理论概念”，一旦科学家们从全球角度看待气候系统及其所有循环反馈回路，这个概念就会消失。

　　《科学》杂志的作者们认为，如果AMOC崩溃，“欧洲气候将急剧降温”，每十年下降3摄氏度，或高达5华氏度——这一水平与迪特莱文森的观点一致，科学家们说“没有现实的适应措施可以应对”。

　　同样在2月份，《自然》杂志上的一项研究发现，到本世纪中叶，多达一半的亚马逊雨林——一个可以追溯到陆生恐龙时代的森林——可能成为“复合干扰”的场所，可能导致从森林到稀树草原的突然转变。

　　一位研究作者告诉Carbon Brief，这种可能性“非常可怕”。

　　《自然》杂志2020年的一项研究发现，气温上升约2摄氏度——巴黎协定设定的上限——南极冰盖将“长期局部崩塌”。

　　冰盖和这些关键系统面临的危险是科学家所说的“滞后”——一种只能向一个方向摆动的动态。一旦崩塌发生，它将不可能逆转，即使将来温度降下来。

　　大量研究表明，《自然》研究中研究的系统彼此紧密交织，产生了“气候多米诺骨牌效应”的风险，正如2021年《地球系统动力学》上的一项研究所指出的那样。

　　这种风险并不明确:支柱之间的相互作用是双向的，在某些情况下，一个支柱的崩溃可能会给其他支柱带来更大的稳定性，而不是一连串的失败。

　　例如，一方面，从崩溃的格陵兰冰盖流下的寒冷淡水可能会破坏AMOC的稳定;另一方面，南极冰盖的类似崩塌可能会使其稳定下来。

　　也有一些证据表明，一个摇摇摇摇的AMOC可能有助于阻止亚马逊的“枯死”，尽管研究人员强调，拯救将以“全球破坏性影响”为代价。

　　但在崩溃的情况下，这些潜在的可取之处强调了这一领域的科学文献所提出的一贯风险:即使专家也不知道我们离破坏我们所依赖的系统有多近。

　　这些风险超出了周四的研究所关注的四个地球系统。2022年《科学》杂志对9个关键地球系统失效的风险进行了研究，其中包括甲烷密集的永久冻土的融化和珊瑚礁的死亡。研究发现，即使气温上升1摄氏度，这些系统也有可能崩溃。

　　地球已经超过了这个水平，尽管科学家们指出，温度每升高一度，危险就会更近一些。

　　科学家们认为，减轻崩溃风险的最重要的一步是减缓全球变暖——全球变暖正在有效地融化地球大气、冰冻圈和生物圈的各种结构，使其变得危险地浑浊——或者减弱其影响。

　　他们最近提出的一些策略近乎科幻小说。

　　在过去的几年里，人们对太阳能地球工程的兴趣激增，该工程寻求的方法包括使云层变亮，从而将更多的太阳光和热反射回太空，远离被化石燃料的吸热排放物污染得越来越严重的大气层。

　　例如，环境保护基金会和芝加哥大学最近各自成立了该技术的工作组。

　　然而，太阳能地球工程是有争议的。《原子科学家公报》(Bulletin of The Atomic Scientists)将其与火山爆发或燃煤电厂污染造成的热阻断效应进行了比较。

　　最近的研究表明，将太阳光反射回太空充其量只是权宜之计:《自然》杂志6月份的一项研究发现，“海洋云层变亮”可以将美国大陆夏季高温的风险降低55%，但这只是短期的。

　　研究发现，到本世纪中叶，这种方法只能略微减少，甚至增加“美国西部和世界各地的热应力”——部分原因在于AMOC将如何应对持续的行星升温和阳光减少的影响。

　　据《科学》杂志报道，可能比太阳能地球工程更有争议的是芝加哥大学7月份发表的一份白皮书中讨论的策略。在这份白皮书中，一组极地科学家呼吁研究大型水坝、钻孔和屏障，以帮助减缓冰盖的融化。

　　这些措施可以帮助阻止冰盖被加热的海水融化，或者排干融化的水，否则这些水会润滑冰盖滑入变暖的海洋。

　　但它们是科学家们争论不休的话题。

　　密歇根大学冰川学家杰里米·巴斯告诉《科学》杂志:“老实说，我觉得这最终会成为一场社区内战。”“我看不出有太多妥协的余地。”

　　这些建议存在争议，部分原因在于它们的费用高昂，缺乏经过证实的结果，以及可能产生不可预见的后果，但也因为许多科学家认为它们分散了人们对最明显的解决方案的注意力，而最明显的解决方案是大幅减少推动全球变暖的主要力量:化石燃料的燃烧。

　　例如，《自然气候变化》(Nature Climate Change)杂志2022年的一项研究发现，只有到2030年将排放量减少一半，才能将全球冰盖临界点的“风险降至最低”。

　　周四的研究报告的作者强调了快速减排的必要性，这与大多数关于这一主题的论文的结论相呼应。

　　他们说，为了避免出现临界点的风险，人类社会需要在本世纪末“至少”实现温室气体零排放，他们强调，这一进程必须从现在开始。

　　他们写道，到2030年快速减排“对地球稳定至关重要”。

　　他们行动不够快。

　　全球碳预算组织(Global Carbon Budget)的科学家表示，去年化石燃料的排放量创下了纪录。该组织追踪了仍可燃烧的煤、石油和天然气的数量，而不会使地球升温超过1.5摄氏度这一关键阈值的可能性超过50%。

　　截至2024年，这一预算将达到2750亿吨二氧化碳——这是人类文明在未来七年内将消耗的总量。

　　有一些证据表明，全球化石燃料排放量将在今年达到峰值，但即便如此，这种下降也可能是渐进的，而且可能被其他因素所抵消，比如森林砍伐——或此类燃料生产的扩大。

　　斯德哥尔摩环境研究所(Stockholm Environment Institute) 2023年的一份报告发现，如果世界各国政府的化石燃料生产计划得以实现，到2030年，化石燃料的产量将是将地球升温控制在1.5摄氏度以下所需产量的两倍多，是将升温控制在2摄氏度以下所需产量的一半多。

　　这两个数字都可能超过临界点开始成为风险的水平。