为什么积极的气候反馈如此消极?

这个故事最初发表于世界资源研究所。

如果您的同事或孩子做的好，你给他或她正反馈，这是很好的。

如果气候变化导致的影响的级联反应，导致额外的气候变化 - 科学家们称之为“正反馈” - 这是很糟糕，也许是灾难性的。

我已开始研究上世纪80年代出现的消极的正面反馈，最终学会了用“放大反馈”来指代，以避免混淆。其他一些科学家也有写放大反馈的风险可能使气候变化比大多数气候模型预测的更糟，但这些担忧没有得到太多关注。

这改变了最近在一组16名突出的气候科学家发表透视在《美国国家科学院院刊》中警告:

（S）小精灵增强反馈可能推地球系统朝向行星阈值，如果交叉，可以防止在中间温度下的气候稳定上升，引起持续升温上甚至人类排放量减少了“地球温室”途径。

为什么这样做纸加纳的头条新闻世界各地的话题时，前面的文章中几乎没有注意到外界科学家组成的小圈子？也许是由于使用了令人回味的长期温室地球。也许是因为气候变化不仅仅是一个预测了，但东西我们的经验日复一日。也许是因为论文发表而地球在燃烧。或许是因为当前的政治气候让许多人处于一种末日般的情绪。或者以上都有。

在任何情况下，现在，人们关注让我们仔细看看气候反馈是什么，它们是如何工作的，以及我们能做些什么。

放大全球变暖

最基本和最重要的扩大气候反馈是水蒸气的反馈。随着像二氧化碳这样的吸热气体进入大气层，地球表面和大气层变暖。温暖的空气含有更多的水蒸气。但是水蒸气也会留住热量，所以空气中多余的水蒸气会放大最初的升温。

同样，冰反照率反馈放大全球变暖，因为随着地球变暖，海冰和冰川融化，露出深色表面下方。这些较深的表面减少太阳光的反射出到空间量（地球的反照率），这意味着更多的能量可用于暖行星，放大的初始升温。

水蒸气反馈和冰反照率反馈被建立在所有的气候模型中，这也是为什么少量的二氧化碳增加会对我们的气候产生如此大的影响的关键。因为这些反馈已经占了,地球温室论文的作者将他们视为理所当然,专注于更复杂的生物地球化学反馈,如冻土解冻和吸收的二氧化碳减少了陆地植物和海洋浮游植物,在大多数气候模型(不包括在这里看到的以获得更完整的清单)。

水蒸气反馈和冰反照率反馈被建立在所有的气候模型中，这也是为什么少量的二氧化碳增加会对我们的气候产生如此大的影响的关键。

拥有多年冻土碳的大量存储中的有机物质的形式，是目前太冷衰减。由于地球变暖，一些这种土壤将解冻和微生物将开始分解有机物成二氧化碳或者甲烷，这取决于是否存在氧（洪泛区往往变得缺氧，导致甲烷产量）。在任一情况下，这些附加的吸热气体添加所引起的二氧化碳和甲烷通过人类活动直接发射的变暖。

这种效应的大小取决于分解的有机质总量以及释放的甲烷与二氧化碳的比例，因为在100年的时间里，每公斤甲烷捕获的热量是二氧化碳的36倍。

植物和浮游植物碳吸收的相对弱化，预计随着全球变暖继续，由于多个进程，其中一些取决于变暖的速度和幅度。通过本身在二氧化碳浓度的增加气氛可以提高光合作用（称为二氧化碳受精）和这似乎是吸收由燃烧化石燃料排放的二氧化碳的至少一部分。

随着全球气候变暖加速，但是，这种影响将减弱，并通过生态系统的破坏，如松甲虫虫害，可以消灭森林和我们看到野火的增加而逐渐抵消。同时，土壤有机质微生物分解加速随着温度的升高，返回更多的二氧化碳到大气中。在海洋中，全球变暖降低营养素的上涌并降低生物碳泵，其二氧化碳从上海洋深层传输的强度，如浮游植物占用二氧化碳，然后自然死亡和水槽。

温室土与稳定土

《温室地球》的论文估计，到2100年，如果不这样做，全球变暖将达到2摄氏度，那么这些过程以及其他三个过程所导致的升温将会加剧。他们发现，到2100年，这些影响加在一起将使全球变暖增加约0.5摄氏度，幅度在0.24到0.66摄氏度之间。这听起来很糟糕，但算不上是灾难性的。不幸的是，这并不是故事的结尾。

首先，简单地把个别反馈的影响加起来来估计它们的总体影响是错误的，因为它们会相互放大，也会放大它们自身以及已经内置在气候模型中的物理反馈过程。这意味着，综合效应可能比简单的总和大得多，特别是当其他反馈效应接近其不确定性范围的上界时。这些过程需要时间，而且这种进一步的放大很可能在2100年后才会出现。到那时，其他一些预计在本世纪不会产生重大影响的反馈机制可能会起作用，比如甲烷水合物(一种在高压-低温条件下捕获大量甲烷的晶体结构)的分解。

温室里地球的场景反映了化石燃料的燃烧，森林砍伐和其他人类活动在短期内可以推动的风险反馈过程的级联，将继续导致全球变暖即使这些排放量削减，如从这个图形纸张：