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小心气候灾难引爆点

 大科技杂志社 2019-11-08

下一次哪里会发生重大的自然灾难呢?科学家标记出一些气候引爆点,可以用于观测气候突变,预防下一个“《后天》”的到来。


气候突然改变的临界点

想象一个水杯被外力碰了一下,在力的作用下它开始摇晃震荡,如果这种摇晃的幅度不大,那么几秒钟之后,摆动幅度会越来越小,然后它会逐渐停止晃动,恢复之前平稳的状态。但是,如果水杯受到的外力比较迅猛,力度较大,产生的摇晃就会比较剧烈,当它的歪斜程度超过某个范围的时候,杯子就会失去平衡,倒下或者摔碎,被子里的水流了出来,杯子完全进入了另外一种不稳定的状态。

这就像是我们的气候,在某个范围内的变化并没有带来明显的恶劣结果,但是总有那么一个平衡点,或者说临界值,当气候的突变超越了这个界限,就会进入一个完全不同的气候状态,造成全球永久性的气候变化。我们用气候引爆点来描述这种两种迥异气候状态的分界。

科学家找到了一些气候引爆点,在气候引爆点所在区域,突然产生的气候变化可能会引起自然灾难。对这些特殊区域进行重点观测,能够帮我们更好地了解地球气候的状态,预防2004年科幻灾难大片《后天》中所描述的场景突然到来。在那部电影中,全球变暖引起大西洋经向翻转环流突然瓦解,进而导致新冰河世纪的开始。


突然消失的洋流

目前已发现的气候引爆点包括:海冰、洋流方式的突然变化,以及植被和海洋生物圈的状态突变。海冰的突变在气象模拟中尤其常见,如果全球变暖达到一个比较高的温度,那么北极海冰会突然坍塌。一些模型模拟结果推测,在中等程度的气候变暖条件下,北冰洋环流会部分或完全终止。许多模型还预测出地球系统元素的突变,如亚马孙热带雨林、永久冻土、以及青藏高原雪盖的显著变化。

英国南安普敦大学海洋和地球科学专家塞伯伦·德里福特近期进行的一项研究发现,北大西洋的洋流正以前所未有的速度迅速变缓,可能是由于格陵兰冰盖融化,阻碍了温暖的大西洋环流北上,使得暖流、寒流停止交换,从而让整个地球冷却下来。

德里福特计算出,届时降温的速率会变得极高,会在11年间产生0.7摄氏度的降温效应。不过,这还不足够像好莱坞电影里演绎的那样,造成整个北半球的冰冻。就像16-19世纪欧洲经历的温度下降一样,新的小冰期会使欧洲、北美的局部区域冬季变得更冷。

不过,小冰期过后,气温会再次升高,在20年的时间里,气温就会恢复到现在的水平,然后全球变暖,变化速率也不会比现在低。但是,北大西洋以东的一些区域,本来依靠北上的墨西哥湾暖流带来温和气候,在气候变化的环境下,需要花至少100年的时间才能恢复正常温度。


引爆点的多米诺效应

突然发生的事件会引起一连串其他现象相继发生,例如,随着北极冻土的崩塌,那里的森林也会快速增长。这种多米诺骨牌效应不仅会对自然系统产生影响,还会对人类社会产生影响。虽然目前找到的气候突变区域大多数都与主要人口聚居区相距很远,但是它们一旦发生,会在很大的范围内产生影响。

当然,对这些气候引爆点的预测具有很强的不确定性。我们只能说,在已经找到的气候引爆点所在区域,重大气候突变是可能发生的,但是要预测什么时间、会在什么地方发生却并不容易。因此,气候学家需要投入更多的精力,全方位监测那些可能的引爆点。

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