「行星閾值」:我們離上限只有1度

近日,北半球連續出現高溫天氣,熱浪席捲了亞歐美非的多個國家。據CNN報道,瑞典、冰島、芬蘭、挪威這些深入北極圈的國家,今夏的氣溫已經破紀錄了。7月初,加拿大和日本的持續高溫,分布造成兩個至少各70人死亡;韓國某地7月最高溫達到了40.3攝氏度,打破了111年來最高紀錄,導致近30餘人喪生。

連北極地區的溫度也來到了32℃。關於北極過熱導致北極熊死亡的報道,讓我們不禁想問,地球怎麼了?

消失的北冰洋

關於北極熊的生存及數量問題,鍵盤俠們又是各種信息漫屏飛舞。不過有圖有真相,讓我們穿過這些干擾,藉助NASA的照片來看一看北極究竟怎麼了。

NASA的衛星於2014年拍攝了南北極的冰蓋,從圖中,我們可以明顯的看到南北極的冰蓋在夏季都是明顯減小的,而北極冰蓋的夏季消融的更加明顯。

據預測,1) 全球平均地表溫度上升1 ~ 3℃時,夏季北極海冰將消失。2) 如果上升超過5攝氏度,冬季北極海冰也將消失。目前,全球氣溫比工業化前的水平提高約1℃,並且在以每十年約0.17℃的速度上升。也就是說,科學家們所預測的地球溫度上升1~3℃所帶來的夏季北冰洋消失正在發生,並已經給人類帶來了可感知的強烈氣候變化。

*圖2,來自NASA於2014年拍攝

行星閾值

國際氣候研究小組近日(8.6)在美國《國家科學院院刊》(PNAS) 發表了對地球溫度變化及其對地球系統影響的綜述性文章[1]。科學家們綜合過往的研究,指出地球平均溫度應當保持在一定的"行星閾值"範圍內,一旦突破閾值上限,地球將進入不可逆的溫室狀態"Hothouse Earth"

地球目前處於"冰期-間冰期"循環中相對溫暖的間冰期。間冰期內地球溫度相對溫暖,環境適宜人類居住。而且,地球上存在的多樣化的自然系統能夠吸收大量碳,避免其進入大氣層導致溫度升高,保證地球的穩定狀態"Stablized Earth"。

*圖3,來自引用文獻[1]

但是工業化以來,人類活動已經接近於地質運動,成為對氣候環境產生影響的強烈因素之一。大量溫室氣體的排放使得目前地球的平均氣溫達到了過往120萬年的歷史最高溫度(工業化前溫度+1℃)。

過量的碳排放已經將地球系統推到了"穩定-溫室"的岔路口。如果碳排放繼續有增無減,地球溫度勢必將超過"行星閾值"的上限,整個地球系統可能將被推離冰期-間冰期的循環,以不可逆轉的態勢進入溫室時代。

閾值上限 = 工業化前地球平均溫度 + 2℃

為了保證地球的"穩定"狀態,我們需要保證平均氣溫不超過工業化前地球平均溫度+2℃。換而言之,我們已經消耗掉了一半的額度,距離上限值只有0.5~1℃的空間。(科學家認為+1.5℃更安全)

*圖4,來自引用文獻[1]

朋友變敵人

那麼,地球溫度突破了上限,進入溫室時代,對人類將意味著什麼呢?

科學們指出,地球上的熱帶雨林、永久凍土等自然系統,能夠吸收並儲存碳,從而有助於人類避免因碳排放增加而帶來的溫度升高等負面影響。其中,最主要的」十大自然反饋系統「是幫助人類維持地球宜居環境的重要朋友。

*圖5,來自引用文獻[1]

但是當行星閾值臨界點被突破時,這些朋友的反饋機制就會改變方向,原先吸收儲存二氧化碳的自然過程中有些可能會逆轉,從儲碳變為釋碳。而且,這些自然系統之間存在關聯性,其中一個的逆轉,其餘的就像多米諾骨牌一樣隨之傾覆。地球會在這些逆轉系統的反覆疊加作用下變成"一台自動加熱器"。人類的朋友將變成我們的敵人。

以北極為例,冰蓋的融化將減少反射回大氣層的太陽光量,導致溫度繼續升高,而北極溫度的升高還可能會改變大氣環流和洋流,導致低緯度地區的熱量被帶到南冰洋和北冰洋,還會進一步加速南極冰川的融化。與此同時,高緯度地區的永久凍土可能因為溫度升高而解凍,海水的升溫也會使海洋浮游生物的光合作用下降[2],這些都將釋放大量的碳,加速地球的溫室效應。

形象的說,一旦突破行星閾值的上限,十大自然反饋系統的關聯性逆轉,將引爆全球的氣候出現指數型極速變化。

人類的努力

誠然,地球系統如此複雜,讓科學家也難以拿出確鑿證據,說明全球的極端天氣事件,與氣溫升高超過2℃的風險有關。也許,一兩個世紀之內,人類可能也感受不到"溫室地球"可能帶來的最嚴重的影響。

但顯而易見的是,"地球對氣溫升高的敏感度比以往人類所能認知的程度要高"。一旦跨過這道門檻,人類可能將獨自面對一系列"巨大的,突然的,但無疑是破壞性的"地球變化,而屆時我們將無能為力。

*圖6,來自網路

面對溫室效應,停止化石燃料,種植樹木,保護森林等等等等的措施,或許我們已經聽得太多了,但或許這些都離我們的日常生活太遠了。

其實,從自己身邊的小事開始做起,我們每個人都能做到。

1,食在當季,購在當地,減少外賣快遞,以降低運輸碳排放;

2,減少一次性用品特別是石油類製品的使用;

3,選擇單車,拼車,公共交通工具,減少交通碳排放;

4,拔掉待機狀態電器的插座和未充電的插頭;

5,夏天空調調高2度,冬天取暖調低2度;

一個人的改變是杯水車薪,一群人的改變是聚沙成塔!

Dont do nothing before you can do everything. 用微小的力量改變世界!

參考資料:

[1] Steffen,W. Rockstr?m, J. et al. Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. Proc Natl Acad Sci,(2018).

[2] Behrenfeld, M. J. et al. Biospheric primary production during an ENSO transition. Science 291, 2594–2597 (2001)

[3] 封面圖片為巨型浮冰山靠近格林蘭島照片


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