南极洲可能在本世纪触及气候“临界点”,但我们可以阻止它

Antarctica global tipping point.
The Arctic is losing ice as global temperatures rise, and that is directly affecting lives.Image: Unsplash/ Cassie Matias
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  • 随着全球气温上升,北极正在失去冰层,这导致全球各地的洪水风险不断增加。

  • 但一项新研究发现,南极冰盖可能在几十年内达到一个临界点。

  • 到2100年,海平面上升速度可能比现在快10倍以上。

美国国务卿安东尼·布林肯在与其他国家官员会晤时(本周于冰岛)提请关注北极气候变化问题,而一个更大的威胁正在地球的另一端逼近。

新研究表明,正是南极洲可能迫使各国就当前的温室气体排放选择作出清算,这关系到从纽约到上海的海岸线和沿海城市的未来存续。

这一清算时刻可能比人们意识到的来得早得多。

北极正在失去冰层随着全球气温上升,正在直接影响民众生活和引发反馈循环,进一步加剧变暖。但海平面上升的最大不确定因素是南极洲。它所储存的陆地冰量足以使全球海平面上升逾200英尺(60米)——约为格陵兰冰盖所含量的10倍——而我们已经看到了危险的迹象。

科学家早已知晓,南极冰盖存在物理临界点,超过该点后,冰量损失可能失控加速。这项新研究发表于《自然》期刊,发现南极冰盖可能在几十年内达到一个临界点,届时今天的小学生将已为人父母。

这一结果意味着,一种常见论点(即现在无需减排,因为未来技术进步可以在之后拯救我们)很可能站不住脚。

卫星图像显示,随着一座冰川向右侧的南极罗斯冰架输送冰体,冰流呈现出长长的流线。红色斑块标示基岩。Image: USGS

新研究显示,若排放继续按当前速度增长,到2060年左右,南极冰盖将越过一个临界阈值,并使世界注定面临在人类时间尺度上无法逆转的海平面上升。届时从空气中抽取二氧化碳也无法阻止冰量损失,研究显示,到2100年,海平面上升速度可能比现在快10倍以上。

临界点

南极洲拥有若干保护性冰架,它们在大陆持续流动的冰川前方呈扇形伸入海洋,减缓陆基冰川向海流动的速度。但这些冰架可能变薄并解体,当较暖的海水从其下方涌入时。

随着冰架解体,可能暴露出高耸的冰崖,而这些冰崖可能无法自行支撑。

此时存在两种潜在的不稳定性。南极冰盖的部分区域位于海平面以下,其基岩向大陆中心倾斜,因此变暖的海水可以侵蚀其下缘,使其失稳并迅速向下坡方向后退。在水面以上,地表融化和降雨可能在冰体中形成裂隙。

当冰崖高到无法自我支撑时,它们可能灾难性地崩塌,从而加速冰流入海的速度。

较暖的环极深层水可以潜入冰架之下,侵蚀冰川底部。Image: Scambos et. al. 2017. Global Planetary Change

该研究基于冰盖物理特性的计算机模拟,发现当气温升高超过2摄氏度(3.6华氏度)时,南极洲的冰量损失将急剧跃升,其触发因素是巨大的瑟瓦茨冰川的快速冰量流失。该冰川排泄的区域面积相当于佛罗里达州或英国,是美英科学家的重点研究对象。

为便于理解,地球正沿着超过2摄氏度升温的轨迹发展,按各国现行政策。

其他预测未考虑冰崖失稳问题,通常给出的海平面上升速率估计较低。虽然新论文发布后的大部分媒体报道聚焦于这两种方法之间的差异,但两者得出了相同的根本结论:通过实现《巴黎协定》目标,可以大幅降低海平面上升幅度,而南极冰盖的物理不稳定性可能导致海平面上升迅速加速。

灾难并不会在2100年结束

这项新研究由Robert DeConto、David Pollard和Richard Alley领衔,是为数不多的着眼于本世纪之后的研究之一。我们中一人是合著者。

研究显示,如果当今的高排放一直持续到2100年,海平面上升将急剧加速,到2150年每年超过2.3英寸(6厘米)。到2300年,海平面将比各国实现《巴黎协定》目标时的预期高出10倍。温度更高、更松软的冰盖以及持续数个世纪储热的变暖海洋,都会阻止南极保护性冰架的再冻结,从而导致一个截然不同的世界。

大多数实现《巴黎协定》目标的路径预计排放量将超出目标,即超过将升温控制在1.5摄氏度(2.7华氏度)或2摄氏度(3.6华氏度)以下的目标,然后寄望于未来的进展在技术上,以便之后从空气中移除足够的二氧化碳以使气温再次降低。其余路径则要求到2030年全球排放量削减50%。

尽管包括美国、英国和欧盟在内的大多数国家已将此设为目标,但全球现行政策仅会使到2030年仅减少1%。

基于承诺及现行政策的排放量和预期升温情况。 Image: Climate Analytics and NewClimate Institute

关键在于迅速减少排放

一些其他研究人员认为南极冰崖可能不会像格陵兰冰崖那样迅速崩塌。但考虑到其规模以及当前远超历史记录的升温速率,如果它们反而更快崩塌呢?

随着各国准备在11月联合国会议召开前提高其《巴黎协定》承诺,南极洲有三项重要信息,我们希望作为极地和 海洋科学家予以强调。

第一,每一度的几分之一都至关重要。

第二,允许全球变暖超过2摄氏度对沿海社区或全球经济而言并非现实选择。技术修复可以让气候之后恢复正常的诱人前景只是一种幻想,它将使海岸线被数英尺深的水淹没,并带来毁灭性的经济影响。

第三,今天的政策必须着眼于长远,因为它们可能对南极冰盖和整个世界造成不可逆转的影响。过去几十年,对快速气候变化的关注大多集中在北极及其丰富多样的原住民文化和受威胁的生态系统上。

随着科学家对南极洲了解得越来越多,人们日益清楚地认识到,这个根本没有任何永久人类居住的大陆,将决定今天的儿童及其子孙后代所生活的星球的状况。

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