2008年2月4
人为强迫可能导致地球气候系统的临界阈值,这样重要的组件可能“小费”定性不同的操作模式。在著名的杂志“美国国家科学院学报》(PNAS)的一个国际研究小组描述了,小的变化可以有大量对人类和生态系统的长期后果。
“社会可能产生一种虚假的安全感的平滑预测全球变化,”研究人员在英国东英吉利大学的蒂莫西·莱顿诺维奇和舍恩胡贝尔汉斯约阿希姆波茨坦气候影响的研究报告。全球变化似乎对人类的尺度是一个缓慢而渐进的过程。然而,在一些地区人为强迫对气候系统可能启动突然和不可逆转的变化。这些子系统的地球系统研究人员介绍了术语“引爆元素”。
利用研讨会36领先的气候科学家在2005年10月在英国大使馆,柏林,德国,进一步引出52该领域的专家,并回顾相关文献,作者编制了名单上的九个潜在的引爆元素。这些小费元素列为最有技术含量和需要考虑在国际气候政治。
北极海冰和格陵兰冰盖被视为最敏感的引爆元素最小的不确定性。科学家希望冰盖减少由于全球变暖。南极西部冰盖的作为一个引爆元素可能不敏感,但其未来行为的预测有很大的不确定性。这也适用于亚马逊热带雨林和寒带森林,厄尔尼诺现象,西非季风。“这些小费元素是候选人为惊人的社会表现出附近的一个转折点,”作者在这篇文章,发表在PNAS在线早期版本。原型的例子一个引爆元素,大西洋温盐环流,可能经历有百分之十概率大突然转变在这个世纪,根据2007年联合国气候报告。
考虑到潜在的规模显著影响从引爆元素研究人员预测更强的缓解。为适应概念,超越当前增量方法也是必要的。此外,“严格的研究人类社会经济系统中潜在的引爆元素也会欢迎,”研究人员写道。通过一些模型显示有临界点的过渡到一个低碳社会。
高度敏感的引爆元素,最小的不确定性:
格陵兰冰盖在冰盖加速变暖冰损失出口外围冰川和冰高度降低,进而增加表面温度和消融。崩溃的临界点的冰盖是未知的,因为现在的模型不能准确捕捉观察到的动态冰消流程。但在最坏的情况下当地气候变暖超过3摄氏度会导致冰盖在300年消失。这将导致海平面上升7米。
北极海冰,海冰融化,它使海洋表面阴暗得多,吸收更多的辐射比白人海冰变暖是放大。这将导致更迅速融化在夏天,减少在冬天冻结成冰。在过去的16年冰盖在夏季显著下降。临界阈值全球平均变暖可能0.5至2摄氏度,但可能已经过去了。一个模型显示了一个非线性过渡到一个潜在的新的稳定状态没有北极海冰在夏季在几十年内。
在中间引爆敏感元素,大不确定性:
南极西部冰盖——最近的重力测量表明,冰盖正在失去质量。因为大多数冰盖的形成在海平面下海水的入侵可能破坏它。临界点可能达到与当地气候变暖在夏天5至8摄氏度。最坏的情况显示了冰盖可能在300年崩溃,可能提高海平面5米之多。
北方森林——北方森林展览树生理学之间的复杂的相互作用,永久冻土和火。3到5摄氏度的全球平均变暖可能导致大规模枯死的北方森林在50年。气候变化下的树木将会暴露增加水压力和峰值夏季炎热,会更容易受到疾病。温带树种仍将排除由于霜冻害仍然非常寒冷的冬天。
亚马逊热带雨林——全球变暖和森林砍伐可能会减少在该地区降雨量高达30%。延长的旱季,夏季气温的增加会使森林很难重建。模型项目枯死的亚马逊雨林3到4摄氏度下发生在五十年内全球变暖。即使土地使用变化就可能让森林覆盖关键阈值。
厄尔尼诺南方涛动(ENSO)——这种大气模式的可变性是由水的分层控制的不同温度下的跨赤道太平洋和温度梯度。在全球3摄氏度的温暖上新世早期ENSO可能被抑制的持久厄尔尼诺和拉尼娜现象。在回应一个温暖稳定的气候,最现实的模型模拟增加了厄尔尼诺振幅频率无明显变化。
撒哈拉沙漠/萨赫勒-和西非季风降雨的数量密切相关,植被气候反馈和大西洋的海洋表面温度。温室气体强迫预计将增加萨赫勒地区降雨。但3至5摄氏度的全球平均变暖可能导致崩溃的西非季风。这可能导致萨赫勒地区的干燥或湿润从西方由于流入的增加。第三个场景显示了一种可能的反常地干年翻一番的世纪。
印度夏季风的季风环流是由land-to-ocean压力梯度。温室效应会加强雨季以来温暖的空气可以携带更多的水。空气污染和土地使用,增加阳光的反射会削弱它。印度夏季风可能成为不稳定的,在最坏的情况下开始混乱的变化之间的一个活跃和疲软阶段在几年之内。
低敏感引爆元素,中间不确定性:
大西洋温盐环流——在大西洋海洋洋流的循环是由海水流入北大西洋,冷却,在高纬度下沉。如果淡水流入的增加,例如,从河流或冰川融化,或海水温暖,它的密度会下降。3到5摄氏度的全球平均变暖可能导致元素过去的临界点,深水形成停止。在这些条件下的北大西洋洋流将中断,在北大西洋地区的海平面将上升和热带雨带将转移。