9個將引發全球性連鎖反應的臨界點
○ 融化的格陵蘭冰原上的水流。| 圖片來源：Maria-José Vi?as/NASA
○ 阿拉斯加北坡永久凍土融化形成的多邊形湖泊。 | 圖片來源：NASA/JPL-Caltech
○ 白化的珊瑚。 | 圖片來源：Acropora/Wikicommons
○ 亞馬孫雨林消失。 | 圖片來源：Jesse Allen & Robert Simmon/NASA
○ 南極思韋茨冰川融化。| 圖片來源：NASA
你或許有過這樣的體驗，當你坐在椅子上往後靠，翹起兩條椅子腿，剛開始你似乎還可以輕鬆地控制椅子不會倒下，但隨著傾斜角度越來越大，在到達某個特定角度之後，椅子再也不受控制，一下就翻倒下去了。
在這種情況下，這個「特定的角度」就是一個臨界點。當一個系統到達臨界點，情況便難以扭轉。突破臨界點後，微小的改變就會造成系統的重大變化。
這個概念對全球氣候而言同樣適用。近日，一組著名科學家在《自然》雜誌發文警告，在10年前確定的氣候臨界點中，有一半以上現在或許已經被激活。
○ 九個臨界點：北極海冰、格陵蘭冰蓋、北方針葉林、永久凍土、大西洋經向翻轉環流、亞馬孫雨林、暖水珊瑚、西南極冰蓋、東南極部分地區。
從南極洲、亞馬孫雨林到大堡礁，從大西洋到格陵蘭島和北極，這些地區正經歷著前所未有的顯著變化，這些變化的到來比預期的要早得多。
越來越多的證據表明，到達這些臨界點的可能性比我們想像的更大，它們彼此之間的關聯性或許更強，從而會產生多米諾骨牌效應，威脅人類的生存。
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1.5℃
20年前，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）提出了臨界點的概念。當時認為，只有當全球變暖超過前工業化時期水平之上5℃時，才可能到達氣候系統中的這些臨界點。但IPCC去年及今年的兩份特別報告表明，即使氣溫升高在1-2℃的範圍內，也有可能突破臨界點。
2015年通過的《巴黎協定》的主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以內，並將全球氣溫上升控制在前工業化時期水平之上1.5℃以內。儘管大多數國家已經簽署了《巴黎協定》，但現狀是，即使目前各國減少溫室氣體排放的承諾得到落實（這是一個很大的「假設」），很可能仍然會導致全球氣溫升高至少3℃。
我們很可能無法在2050之前完全擺脫以化石燃料為主的現狀，但是溫度已經比前工業化時期的溫度高出了1.1°C，地球很可能會在2040年之前跨越升溫1.5°C的護欄。
2
冰雪圈
過去十年的研究表明，西南極的阿蒙森海海灣可能已經跨越了一個臨界點，冰、海和基岩交匯處的「接地線」正在不可逆轉地後退。一項模型研究表明，當這個部分崩潰時，它可能會像倒下的多米諾骨牌一樣，使得西南極冰蓋的其他部分也慘遭破壞。一些古氣候證據顯示，在過去，這種大規模的西南極冰蓋崩塌曾發生過很多次。
令人擔憂的是，最新數據顯示，東南極冰蓋的威爾克斯盆地可能同樣不穩定。模型表明，在超過一個世紀的時間尺度上，它可能會使海平面再增加3到4米。
除了南極，格陵蘭冰蓋也正在加速融化。隨著冰蓋高度降低，冰蓋會加劇融化，使地表暴露在越來越溫暖的空氣中。模型顯示，格陵蘭冰蓋可能在1.5°C的升溫下徹底消失，這看似遙不可及的事情最快有可能在2030年就會發生。
研究人員需要更多觀測數據來確定冰蓋是否達到臨界點，並且需要更好的模型，通過過去和現在的數據來了解冰蓋崩塌的發展趨勢。但無論這些數據顯示什麼，人們都應該採取行動減緩海平面上升。
3
生物圈
氣候變化和其他人類活動還有可能在一系列生態系統和尺度上觸發生物圈的臨界點。
海洋熱浪已經導致大量珊瑚白化。由於氣候變暖、海洋酸化和污染之間的相互作用，如果全球平均氣溫上升2℃，預計99%的熱帶珊瑚將消失。這將意味著海洋生物多樣性的嚴重損失。
生物圈的臨界點還可能引發碳被大量釋放到大氣，這會進一步加劇氣候變化。
森林砍伐和氣候變化正在破壞亞馬孫雨林的穩定。亞馬孫是世界上最大的雨林，其中生活著十分之一的已知物種。預測表明，亞馬孫臨界點大約會在20%-40%的雨林消失的情況下出現。據估計，自1970年以來，亞馬孫已有約17%的雨林消失。
再到北半球，北極變暖速度至少是全球平均速度的兩倍。隨著北極變暖，亞北極地區的北方針葉林越來越脆弱。氣候變暖導致大規模火災的增加，進而導致北美的北方針葉林消亡，這可能使一些地區從碳匯變成碳源。此外，跨越北極的永久凍土已經開始不可逆地融化，這一過程釋放出大量二氧化碳和甲烷。
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全球性的連鎖反應
這些臨界點的級聯效應或許非常普遍。去年的一項研究分析了30種跨越物理氣候和生態系統的結構轉換，從西南極冰蓋的崩塌到熱帶雨林向稀樹草原的轉變。結果表明，一個系統跨越臨界點會增加其他系統跨越臨界點的風險。
例如，北極海冰的減少加劇了區域變暖，北極變暖和格陵蘭的融化正推動淡水湧入北大西洋。這可能導致20世紀中葉以來大西洋經向翻轉環流（AMOC）下降15%。AMOC是全球海洋熱量和鹽分輸送的關鍵環節。格陵蘭冰蓋的快速融化和AMOC的進一步減緩可能會破壞西非季風的穩定，引發非洲部分地區的乾旱。AMOC的減緩還可能造成亞馬地區的乾旱，擾亂東亞季風，並導致南大洋熱量積聚，從而加速南極冰層的消失。
儘管全球氣溫在幾百萬年內一直在波動，但人類現在正在「用力推進這個系統」，大氣中二氧化碳的濃度和全球溫度的遞增速度比上一個冰河時期末高出了一個數量級。
文章的共同作者、波茨坦氣候影響研究所所長約翰·羅克斯特倫說：「不僅是人類對地球的壓力繼續上升到了前所未有的水平，同樣，隨著科學的進步，我們必須承認，我們低估了引發不可逆轉的變化的風險，地球自身放大了全球變暖。」
雖然未來的臨界點及其相互作用難以預測，但科學家認為，如果發生連鎖反應，則不排除將面臨全球性的臨界點轉折，那麼這將對文明的存亡產生重大威脅。
最糟糕的情況或許就是——地球將變成一個不再適宜居住的「溫室」星球。
參考來源：
https://phys.org/news/2019-11-climate-scientists.html
https://www.nature.com/articles/d41586-019-03595-0
