2070年的南极洲会是什么样子?

A view of icebergs remaining after a break-up of Wilkins ice shelf on the Antarctic Peninsula, January 19, 2009. Picture taken January 19, 2009. REUTERS/Alister Doyle
Melting Antarctic ice could lead to catastrophic sea level rise.Image: REUTERS/Alister Doyle
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根据一项最新卫星观测分析,1992年至2017年间,南极洲损失了3万亿吨冰。在脆弱的西南极洲,这一时期的年冰损失量增至原来的三倍,达到每年1590亿吨。总体而言,过去四分之一个世纪南极洲流失的冰量,足以使全球海平面上升8毫米。

2070年,南极洲会是什么样子?南极洲的变化又将如何影响全球其他地区?这些问题的答案取决于我们未来十年作出的选择,正如我们配套论文中所述,该论文也于今日发表在《自然》杂志上。

我们的研究对比了未来半个世纪南极洲可能出现的两种情景——这一故事将在当今儿童和年轻人的一生中展开。

尽管这两种情景难免带有推测性,但有两点是确定的。第一,一旦南极洲发生重大变化,我们就注定要面对全球范围内持续数个世纪、不可逆转的进一步变化。第二,留给我们的时间不多了——最终展开的情景将取决于未来十年作出的选择。

南极洲的变化影响全球

尽管南极洲是地球上最偏远的地区,但南极洲和南大洋的变化将对地球和人类产生全球性影响。

例如,海平面上升速度取决于南极冰盖对大气和海洋变暖的响应;气候变化的速度则取决于南大洋吸收了多少热量和二氧化碳。南大洋吸收此外,南大洋向低纬度地区输送的营养物质,维系着全球各地的海洋生态系统。

从政治角度看,南极洲和南大洋是地球上最大的共享空间之一,受一套独特的治理机制——《南极条约体系》——管辖。迄今为止,这套机制在环境管理和避免冲突方面成效显著。

然而,正如人类活动导致的快速环境变化给南极洲的物理和生物系统带来挑战一样,这片大陆的治理也面临挑战。

2070年的南极洲

我们考察了南极洲未来50年的两种情景,每种情景都基于最新科学研究,描绘了一种可能的未来。

在第一种情景中,全球温室气体排放得不到遏制,气候持续变暖,针对影响南极地区的环境因素和人类活动,几乎没有采取政策行动。

在这一情景下,南极洲和南大洋将发生广泛而迅速的变化,并产生全球性后果。海洋和大气变暖将导致主要冰架大幅消融。这会加剧南极冰盖的冰量流失,并使海平面上升加速,达到上一次冰期结束以来从未出现过的速度;上一次冰期结束是在1万多年前。

气温升高、海冰退缩和海洋酸化将显著改变海洋生态系统。同时,人类在南极洲的活动不受限制地扩张,将破坏环境并导致入侵物种定殖。

在高排放情景下,到2070年,南极洲和南大洋将发生广泛变化,并产生全球影响。Image: Rintoul等,2018

在第二种情景中,各方采取雄心勃勃的行动限制温室气体排放,并制定政策以减轻人类活动对南极环境造成的压力。

在这一情景下,2070年的南极洲与今天十分相似。冰架大体保持完整,从而减少南极冰盖的冰量流失,进而限制海平面上升。

日益协作且有效的治理机制有助于缓解人类活动对南极洲和南大洋造成的压力。随着变暖和酸化得到遏制,海洋生态系统基本保持完整。在陆地上,生物入侵仍然少见。南极洲独特的无脊椎动物和微生物继续繁盛。

低排放情景(左)和高排放情景(右)下,2070年的南极洲和南大洋。2070年之后,这两个系统仍将继续变化;我们已无法避免的变化,其总体规模通常远大于到2070年实际发生的变化。Image: Rintoul等,2018。

选择权在我们手中

未来半个世纪,我们可以选择沿着哪条轨迹前行。但机遇之窗正在迅速关闭。

全球变暖由全球温室气体排放决定,而排放量仍在持续增长。这将使我们不得不承受更多无法避免的气候影响,其中一些影响需要数十年甚至数百年才会显现。若要让第二种情景有望成为现实,温室气体排放必须在未来十年内达到峰值并开始下降。

如果南极洲较为乐观的情景成为现实,大陆上起支撑作用的冰架很有可能得以保存,南极洲对海平面上升的贡献也将保持在1米以下。海平面上升1米或以上将迫使数百万人流离失所,并造成严重的经济困难。

在可能出现的情景中,破坏性更大的一种意味着许多南极冰架很可能消失,南极冰盖到2300年将使海平面上升最多3米,并使未来数千年内海平面不可逆转地上升5至15米。

尽管挑战重重,我们现在仍可以采取行动,避免南极洲和世界遭受失控的气候后果。成功将彰显和平国际合作的力量,并表明在关键时刻,我们能够依据科学证据作出符合长远利益的决策。

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