解释地球系统扰动及行动路径的三大科学框架

An ice glacier in Argentina: Earth system tipping points are one framework that explains planetary system disruptions.
Earth system tipping points are one framework that explains planetary system disruptions.Image: Unsplash/Augustin Lauturo
本内容由人工智能自动翻译。
  • 了解地球自然系统的状况及其相互作用,以及这些因素对全球经济和社会的影响,对于妥善、可信地应对我们面临的风险至关重要。

  • 地球系统临界点是地球系统中具有特定地理位置的要素;当这些要素受到过度冲击时,可能会“越过临界点”进入新状态,从而在全球范围内导致气候和自然发生影响深远且往往不可逆的变化。

  • 行星边界为评估地球健康状况提供了以证据为基础的框架,关注九种生物物理系统和过程的阈值。地球系统边界则纳入了人类安全与正义的维度。

我们的星球正深陷人为危机。根据全球领先的气候科学机构政府间气候变化专门委员会(IPCC)的数据,人类造成了过去十年间地球全部的升温。

过去12个月的平均气温比工业化前平均水平高出1.64摄氏度。这些科学观测,加上处于扰动最前沿的基层社区的亲身经历表明,自然与气候危机已达到新的关键性系统风险水平。

要妥善应对这些风险,并采取必要行动保障公正转型,就必须了解概述地球系统科学、并将其与企业和人类影响联系起来的主要科学框架。这些框架有助于我们规划充分知情且充满希望的前进道路,既正视严峻现实,也找出能够带来最大积极变化的关键杠杆。

地球系统科学家运用三个相互关联但各有侧重的框架,帮助我们了解地球正在发生什么。这些框架层层递进。

三大解释框架

1. 临界点科学

IPCC将临界点定义为一个关键阈值,越过这一阈值后,系统或临界要素会发生重组,且往往突然而不可逆。临界要素存在于陆地、冰层和海洋中。临界要素一旦被触发,就会加速升温并改变地貌,对全球经济、社会和生态区域产生深远影响。

由于临界要素彼此关联,越过一个临界点可能触发一个或多个其他临界点,进而引发临界点“连锁反应”。临界点正是《巴黎协定》1.5度目标确属物理阈值而非单纯政治目标的最重要原因。气温一旦超过1.5度,预计若干关键地球系统将不可避免地发生不可逆转的调整。

即使最初导致升温的原因消失,已越过临界点的系统也不会恢复到原先的稳定状态。可以想象一个很难推上山坡的球。球到达坡顶时,只需轻轻一推,就足以让它滚向另一侧;但朝相反方向轻推同样一下,却不足以让它回到坡顶。

科学家已识别出25个以上的地球系统临界点。预计其中五个将在全球长期气温变化达到1.5度时越过临界点,而这一阈值很可能在未来十年内被突破。

其中包括格陵兰冰盖和西南极冰盖崩塌、暖水珊瑚礁消失、永久冻土突然融化,以及北大西洋副极地环流减缓。这些系统退化并越过临界点会加剧全球变暖,引发粮食和水资源不安全,损坏并使实体基础设施陷入闲置,破坏政治体系稳定,损害健康与福祉,并加剧不平等。

五个地球系统临界要素面临迫近风险,可能进入不可逆的衰退状态:见上图中的A至E。Image: Lenton等,《2023年全球临界点报告》

临界点科学仍在不断发展。另一组科学家提到了16个气候临界要素,它们是上述25个要素中的一部分。这些要素只有在全球气温升高时才会被触发(地貌变化不会触发它们),而其越过临界点会通过加剧升温影响全球气候系统。世界各地的研究机构正在比较大型计算机模型的结果,以更好地了解临界点发生的方式、时间和地点,从而开辟新的研究领域。

专家还在研究如何利用经济和社会中的临界点动态,创造积极临界点,推动变革性改变。

16个气候临界要素。Image: McKay等,2022年

2. 行星边界科学

行星边界为地球系统的扰动设定限度,确保人类能够安全生存,并有机会世世代代持续发展、繁荣。一些框架所界定的阈值借鉴了临界点科学,有助于凸显人类当下可以采取行动、避免不可接受风险的关键变革杠杆。

截至目前,九项边界中已有六项被突破。如果迅速采取行动,我们仍能回到行星边界范围内的安全运行空间。然而,越多系统转入新的平衡状态,要使这些边界回到安全范围就越困难。

行星边界一览。Image: 根据发表于《科学》的数据:地球已突破九项行星边界中的六项。

行星边界科学的主要结论之一是,仅在全球范围内关注气候变化不足以提高可持续性。了解各项边界之间的相互作用,尤其是气候与自然方面边界之间的关系,对于制定真正维护地球系统和人类福祉的行动至关重要。

3. 地球系统边界科学

安全且公正的地球系统边界于2023年得到量化 ,由地球委员会提出。这些边界在临界点科学和行星边界评估的基础上,兼顾正义、公平和人类福祉,以及地球的生物物理稳定性。如此一来,人类和其他生物的需求及其所受影响都纳入考量,确保地球及其居民的健康得到同等重视。

安全边界为1.5度 高于工业化前平均水平,以确保地球的生物物理稳定性。公正边界仅设为1度,因为当前的升温水平已对数百万人造成伤害。地球系统边界倡导建设一个安全、公正的世界,在那里将伤害降至最低,满足最低基本需求,并重新分配资源和责任,以促进人类健康与福祉。

最新科学研究表明,只要更紧迫地转变经济体系和技术,并更公平地利用、管理和共享关键资源,全人类就有可能摆脱贫困,免受地球系统变化造成的伤害。

实现可信且适当企业行动的三条路径

获取地球系统最新状况及相关风险的更新信息,对于支持有效应对至关重要。行星健康检查本周在纽约启动。过去的科学评估每六至八年进行一次,而这项检查将首次每年更新各项行星边界的状态。

这一进展得益于以下各方的协作:行动者联盟,并由世界经济论坛的Earth Decides社群、汇聚力量,推动地球行动(GAEA)倡议,以及第四次工业革命中心的地球观测社群提供支持。

其次,还需进一步努力,将这三大科学框架转化为各行业具体、可行的决策。论坛将于2025年1月发布一份关于增强行业抵御气候灾害能力的报告,概述七种气候灾害造成的固定资产财务损失、供应链损失和社会损失:极端高温、沿海洪水、河流洪水、热带气旋、干旱、水资源压力和野火。

这些灾害的严重程度和影响与日益加剧的系统性风险有关;一旦越过临界点,这些风险将进一步扩大。

最后,需要建立协作生态体系,让资助方与科学家、当地社区和行业参与者合作,扩大经验证有效的方法,在增强韧性的同时迅速推动经济体系脱碳。如何制定策略,避免在风险最高的地区和社区撤资带来意料之外的负面后果,是一个新兴议题,值得更多关注。

论坛的自然与气候中心重点开展以下工作:

  • 推动行业脱碳,实现净零排放。

  • 推动系统转型,实现自然向好。

  • 管理资源,改善生活。

这些支柱由GAEA和全球协作机制提供支持:GAEA通过公私慈善合作伙伴关系开展工作,全球协作机制则与专家、青年以及基层利益相关方合作。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。