氣候臨界點(diǎn)是氣候變化研究的熱門(mén)領(lǐng)域，也是全球面臨的最大氣候風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)于氣候臨界點(diǎn)，2018年的諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主威廉·諾德豪斯曾有這樣的一個(gè)比喻：一葉在水面上漂浮的獨(dú)木舟開(kāi)始傾斜進(jìn)水的時(shí)候，尚能保持平衡；但當(dāng)傾斜角達(dá)到一定程度時(shí)，獨(dú)木舟就會(huì)傾覆——造成這個(gè)不可逆后果的傾斜角就是臨界點(diǎn)。同理，氣候臨界點(diǎn)就是氣候變化中的突變點(diǎn)，一旦跨過(guò)這個(gè)突變點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致不可收拾的后果。

氣候臨界點(diǎn)的特征

(資料圖)

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）將氣候臨界點(diǎn)定義為：“全球或區(qū)域氣候從一種穩(wěn)定狀態(tài)到另外一種穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵門(mén)檻。”

氣候臨界點(diǎn)一般有3個(gè)特點(diǎn)：

首先，臨界點(diǎn)事件一般是不可逆的，一旦突破臨界點(diǎn)（即被激活），系統(tǒng)將無(wú)法回至原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。這就像往山頂推石頭，越過(guò)山頂，石頭就會(huì)急速墜落，擋都擋不住。

其次，臨界點(diǎn)事件難以預(yù)測(cè)，盡管人們知道有臨界點(diǎn)，但卻無(wú)從得知觸發(fā)的具體點(diǎn)。就像“泰坦尼克”號(hào)黑夜里在浮冰區(qū)航行一樣，知道有浮冰，但無(wú)法精確預(yù)測(cè)其位置，等看見(jiàn)浮冰的時(shí)候已經(jīng)剎不住車(chē)，也拐不了彎。

最后，氣候臨界點(diǎn)事件一般都規(guī)模龐大，具有全球性和區(qū)域性影響，一旦觸發(fā)就會(huì)帶來(lái)毀滅性氣候影響。

由此不難看出，突破臨界點(diǎn)需要外部環(huán)境的驅(qū)使，比如現(xiàn)在人類(lèi)活動(dòng)引起全球變暖，是人類(lèi)碳排放量不斷增加驅(qū)動(dòng)的。一旦突破臨界點(diǎn)，僅僅憑借系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)程本身，就能快速產(chǎn)生劇烈的變化。

以高緯度永久凍土層的消融為例，俄羅斯、加拿大、北歐等地區(qū)永久凍土層內(nèi)封存了大量甲烷和二氧化碳，甲烷所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)能力大約是二氧化碳的25倍，一旦地球溫度升高，導(dǎo)致寒冷地區(qū)的凍土融化，就會(huì)導(dǎo)致這些甲烷被釋放進(jìn)入大氣，引起更強(qiáng)的溫室效應(yīng)。

再以亞馬為例，大規(guī)模熱帶雨林的存在，本身就能夠調(diào)整濕度和降水分布，即使短暫脫離平衡，也可以通過(guò)自身的調(diào)整恢復(fù)過(guò)來(lái)，使得自身的生態(tài)系統(tǒng)保持平衡。然而，如果全球持續(xù)升溫，這種自我調(diào)節(jié)機(jī)制就會(huì)變?nèi)?，全球升溫一旦超過(guò)3℃，就可能使40%的亞馬孫雨林“頂梢枯死”，且這一過(guò)程一旦開(kāi)始，就無(wú)法恢復(fù)，熱帶雨林會(huì)逐漸退化成稀樹(shù)草原。

毀林使得大氣低層暖干氣流上升，抑制了大氣層中水汽的向下混合，干旱加劇，使得水循環(huán)過(guò)程發(fā)生不可逆的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步加速植被的森林退化。而在這一過(guò)程中釋放出大量的碳，又進(jìn)一步加劇了溫室效應(yīng)。

臨界點(diǎn)的觸發(fā)

臨界點(diǎn)的概念已提出有20年時(shí)間，20年前，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）認(rèn)為臨界點(diǎn)可能會(huì)在全球升溫達(dá)到5℃時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。然而，IPCC2018年發(fā)布的《全球升溫1.5度特別報(bào)告》以及2019年發(fā)布的《海洋與冰凍圈特別報(bào)告》指出，一些臨界點(diǎn)可能在1℃到2℃升溫之間就會(huì)出現(xiàn)。

氣候系統(tǒng)是包含多個(gè)潛在臨界點(diǎn)元素的復(fù)雜系統(tǒng)，對(duì)全球具體有多少個(gè)臨界點(diǎn)元素的科學(xué)認(rèn)知近年來(lái)不斷發(fā)展。在2008年前后，那時(shí)候?qū)W界認(rèn)為可能有14個(gè)潛在成為臨界點(diǎn)的元素，到2018年前后認(rèn)為有15個(gè)，到了2021年之后又認(rèn)為有16個(gè)。今年1月，國(guó)際期刊《自然·氣候變化》（NCC）發(fā)表了北京師范大學(xué)研究人員與合作者的研究論文，指出青藏高原的冰雪可能也是一個(gè)新的臨界元素，自2008年以來(lái)，這一地區(qū)冰雪覆蓋穩(wěn)定性減弱，臨界點(diǎn)可能已經(jīng)處于激活狀態(tài)。

隨著全球溫度持續(xù)升高，氣候系統(tǒng)越來(lái)越逼近臨界點(diǎn)。2018年與2019年，澳大利亞威爾·斯特芬（Will Steffe）教授和英國(guó)蒂姆·蘭頓教授（Timothy M. Lenton）等人在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）和《自然》等期刊的文章里，梳理了地球氣候系統(tǒng)中的15個(gè)已知的氣候臨界點(diǎn)，指出其中9個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)已經(jīng)處于或者即將處于臨界點(diǎn)狀態(tài)。

氣候系統(tǒng)的臨界點(diǎn)有高有低，按照觸發(fā)的難易程度，可以分為三個(gè)檔次：

1) 1℃~3℃，在全球增溫的這個(gè)范圍內(nèi)，容易引起夏季北極海冰消融、格陵蘭島冰蓋消融、阿爾卑斯山冰川消亡、南極洲西部冰蓋消融和珊瑚礁的白化。

2) 3℃~5℃，當(dāng)增溫達(dá)到這個(gè)強(qiáng)度時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致亞馬孫雨林向草原退化、北半球中高緯針葉林退化、季風(fēng)區(qū)變化、全球海洋溫鹽環(huán)流變化。

3) >5℃，當(dāng)增溫超過(guò)5℃，極可能引起北極冬季冰雪量減少、高緯度永凍土消融釋放溫室氣體、南極洲東部冰蓋消融等。

2022年，蒂姆·蘭頓教授在《科學(xué)》期刊（Science）上刊文指出，如今全球升溫1.1℃至1.2℃，氣候臨界點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)逐漸凸現(xiàn)，全球5個(gè)臨界點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)（格陵蘭冰蓋、西南極冰蓋、低緯珊瑚礁、北半球凍土、巴倫支海海冰）。如果全球升溫達(dá)到1.5℃，可能會(huì)觸發(fā)4個(gè)臨界點(diǎn)，并使得另外5個(gè)臨界點(diǎn)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)；若全球升溫達(dá)到2℃以上，將觸發(fā)更多臨界點(diǎn)。

臨界點(diǎn)間的多米諾效應(yīng)

當(dāng)一個(gè)臨界點(diǎn)被觸發(fā)之后，可能會(huì)像推倒多米諾骨牌一樣，推動(dòng)地球氣候系統(tǒng)倒向另外一個(gè)臨界點(diǎn)，放大氣候變化的影響。由于這些可成為臨界點(diǎn)的系統(tǒng)自身規(guī)模宏大，要阻止整排多米諾骨牌的倒下異常困難，從而較易引起氣候、人類(lèi)和生物系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模災(zāi)難甚至是毀滅級(jí)的氣候破壞。

這種“多米諾”骨牌式的正反饋過(guò)程，會(huì)使得地球氣候系統(tǒng)突破一個(gè)個(gè)臨界點(diǎn)，徹底脫離過(guò)去百萬(wàn)年以來(lái)的冰期-間冰期的循環(huán)，導(dǎo)致失控增溫（runawaywarming），最終導(dǎo)致“熱室地球”（HothouseEarth）時(shí)代的到來(lái)。

在“熱室地球”狀況下，全球平均氣溫較工業(yè)革命前高4℃至5℃，這將超過(guò)數(shù)百萬(wàn)年間冰期的最高溫，甚至比中新世時(shí)期溫度還高，屆時(shí)，地球上許多地方的宜居性將大打折扣。洪澇地區(qū)的暴風(fēng)雨強(qiáng)度和頻次將大大增強(qiáng)，全球范圍內(nèi)的干旱和酷暑也會(huì)愈加劇烈。格陵蘭和南極洲的冰蓋融化，大量淡水注入海洋，海平面將會(huì)比今天高60米以上。這種結(jié)果是毀滅性的，因?yàn)槿蛉种奶卮蟪鞘芯幱诤０蔚陀?0米的區(qū)域，約24億人生活在距離海岸線(xiàn)不及100千米的沿海地區(qū)。

值得警惕的是，有些區(qū)域性氣候可能已經(jīng)越過(guò)了自身的臨界點(diǎn)，例如北美西部過(guò)去20年的高溫和干旱幾乎是過(guò)去1200年里最為嚴(yán)重的時(shí)期，這導(dǎo)致區(qū)域山火頻發(fā)，大片森林消失。這些森林是在過(guò)去數(shù)百年里全球溫度比現(xiàn)在更低的環(huán)境里生長(zhǎng)出來(lái)的，在現(xiàn)在變暖的世界里，不見(jiàn)得能恢復(fù)原來(lái)的物種和生態(tài)。

另外，在亞洲中部的蒙古國(guó)，持續(xù)性溫度升高和干旱，再加之過(guò)度放牧導(dǎo)致草原退化，已經(jīng)使當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了大規(guī)模不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)變化，被不少研究人員認(rèn)為已經(jīng)越過(guò)了臨界點(diǎn)。

在希臘神話(huà)中，西西弗斯（Sisyphus）觸犯了眾神遭受懲罰，被迫推著一塊巨石上山，每次未到山頂就又滾下山坡，即使到了山頂，巨石也無(wú)法穩(wěn)定存在，又滾回山腳下面。氣候臨界點(diǎn)就像山頂，一旦越過(guò)了這個(gè)點(diǎn)，全球氣候就會(huì)像滾落的巨石一樣，不可逆轉(zhuǎn)，不受控制，且加速進(jìn)行，這才是全球變暖中我們得高度警惕的風(fēng)險(xiǎn)。

作者：魏科來(lái)源：澎湃新聞