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为什么正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

如果你的同事或孩子做得很好,你给她或他积极的反馈,那很好。

如果气候变化引起一连串的影响,从而导致额外的气候变化——科学家称之为“积极反馈”——那就不好了,甚至可能是灾难性的。

我开始研究20世纪80年代的糟糕的积极反馈,最终学会了参考“放大反馈”以避免混淆。其他一些科学家也有书面关于放大反馈的风险可以使气候变化比大多数气候模型预测更差,但这些担忧没有受到很多关注。

这种情况最近发生了改变,16名杰出的气候科学家组成了一个小组发表了观点在国家科学院的诉讼程序中警告:

(S)自我强化的反馈可能会将地球系统推向一个行星阈值,如果超过这个阈值,可能会阻止气候在中等温度上升时的稳定,并导致“温室地球”路径上持续变暖,即使人类排放减少。

为什么这篇论文Garner头条新闻以前关于这个话题的文章除了一小群科学家之外几乎没有人注意到吗?也许是由于使用了“温室地球”这个引人入胜的术语。也许是因为气候变化不再只是一种预测,而是某种东西我们经历日常。也许是因为这篇论文是在大地一片火光.也许是因为目前的政治气候使许多人处于世界末日的心情。或许是以上所有的。

无论如何,现在人们关注,让我们仔细看看气候反馈是什么,他们如何工作以及我们可以做些什么。

放大全球变暖

最基本和最重要的气候反馈是水蒸气反馈.作为大气中加入诸如二氧化碳的热捕获气体,地球表面和大气预热。暖空气持有更多的水蒸气。但水蒸气也陷阱,因此空气中的额外水蒸气放大了初始变暖。

类似地,冰层反照率反馈也会放大全球变暖,因为随着地球变暖,海冰和高山冰川融化,地表下面的颜色变深。这些较暗的表面减少了反射到太空的阳光(地球的反照率),这意味着有更多的能量可以使地球变暖,放大了最初的变暖。

水蒸气反馈和冰反照率反馈被建立在所有的气候模型中,这是为什么少量的二氧化碳的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,但温室地球纸的作者将其视为理所当然的,并专注于更复杂的生物地球化学反馈,例如Pumafrost解冻和降低土地植物和海洋浮游植物的二氧化碳的摄取,这些反馈和海洋植物浮游植物不包括在内气候模型(看这里有关更完整的列表)。

水蒸气反馈和冰反照率反馈被建立在所有的气候模型中,这是为什么少量的二氧化碳的增加会对我们的气候产生如此大的影响的关键。
永久冻土层以有机物的形式储存了大量的碳,这些碳目前因温度过低而无法腐烂。随着地球变暖,一些土壤会融化,微生物会开始将有机物分解成二氧化碳或甲烷,这取决于是否存在氧气(洪水泛滥的地区往往会缺氧,从而产生甲烷)。无论哪种情况,这些额外的吸热气体都加剧了由人类活动直接排放的二氧化碳和甲烷造成的全球变暖。

这种效果的尺寸取决于分解的有机质总量和甲烷与释放二氧化碳的比例,如千克千克甲烷捕集到100年内的二氧化碳中的36倍。

随着全球变暖的持续,预计植物和浮游植物对碳的吸收将相对减弱,这是由于一系列的过程,其中一些过程取决于变暖的速度和幅度。大气中二氧化碳浓度的增加本身就可以增强光合作用(称为二氧化碳施肥),这似乎是在吸收燃烧化石燃料所排放的一部分二氧化碳。

然而,随着全球变暖的加速,这种影响将减弱,生态系统的破坏将越来越多地抵消这种影响,比如松树甲虫的肆虐会摧毁森林,野火也会增加。与此同时,随着温度的升高,微生物对土壤有机质的分解会加速,将更多的二氧化碳送回大气中。在海洋中,全球变暖减少了营养物质的上涌,降低了生物碳泵的强度。当浮游植物吸收二氧化碳时,生物碳泵将二氧化碳从海洋上层输送到更深的层次,然后自然死亡和下沉。

Hothouse地球与稳定地球

《温室地球》的论文估计,如果到2100年全球变暖将达到2摄氏度,那么上述三个过程以及其他三个过程将加剧全球变暖。他们发现,到2100年,这些影响的总和将使全球变暖程度增加约0.5摄氏度,范围在0.24到0.66摄氏度之间。这听起来很糟糕,但算不上灾难性的。不幸的是,这并不是故事的结局。

首先,只要加强个体反馈的影响,才能估计其整体影响的效果是错误的,因为它们互相放大以及本身以及已经内置于气候模型的物理反馈过程。这意味着组合效果可能很大,比简单的总和大得多,特别是如果其他反馈效果靠近其不确定性范围的上限。这些过程需要时间,这一进一步的放大可能会在2100之后发挥作用。此时,在本世纪中预计不会显着的其他反馈机制可能会踢进,例如甲烷水合物的崩解(晶体结构在高压低温条件下捕获大量甲烷)。

《温室地球》的情景反映了化石燃料燃烧、森林砍伐和其他人类活动在短期内可能引发一系列反馈过程的风险,即使在这些排放减少后,这些反馈过程仍将继续导致全球变暖,如图所示:

<p> <br> <em> w。Steffen,J.Rockström,K.Irchardson等。2018。> <p> </ p> </ div> <p>在此图中正在进行很多。让我们解开一点。图的背部代表全新世,在人类文明开发的人类文明中的相对气候稳定性的地质期。在全新世之前,地球的气候在冰中振荡,由图中左侧的槽的蓝色部分表示,中央的中间尖端时期。图中间代表了我们现在的位置,在一个新的地质时期被称为乌培属,其特征在于对地质记录的决定性的人体指纹。从那里,图显示了两个说明性途径。通过捕获气体和放大反馈使我们进入温室地球州的大气前正式持续污染。或者,人类可以成为环境的管制并稳定气候(前中心)。</ p> <p> <span> <blockquote类=
不幸的是,我们不确定行星阈值的谎言。
这张照片说明了我们存在的挑战:避免将导致Hothouse地球的行星阈值并转向稳定的地球状态。

不幸的是,我们不确定行星阈值的谎言。科学家(包括Hothouse地球作者)认为他们是取出二氧化碳我们需要达到零净排放,如果我们发现自己正在滑向温室地球,我们可能需要迅速加大排放。

WRI将更多地说未来几周的二氧化碳去除。敬请关注。

这个故事最早出现在:

世界资源研究所

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