什么是气候反馈循环？

反馈回路会放大或抵消其自身的影响，这取决于它是正反馈还是负反馈。例如，当扬声器和麦克风放大自身发出的声音时，你可能听过音频反馈回路产生的尖锐啸叫声。温控器通过负反馈回路进行自我调节，根据温度变化进行调整，以达到平衡状态。

地球系统中同样存在反馈循环，这些循环会影响气候的稳定性。由于人类排放的温室气体，正反馈循环目前正在向气候系统中注入额外热量，从而加速全球变暖。随着全球平均气温持续上升，这些反馈循环将在气候变化中发挥越来越强大的作用。

什么是气候反馈循环？

气候反馈循环是地球气候中的一类机制，它们会放大或抵消自身的影响，有时会加剧全球变暖。

负气候反馈循环会抵消变暖效应，从而稳定气候系统。例如，当大气中二氧化碳含量适度增加时，植物可能会加速生长，从而吸收部分_二氧化碳，使浓度更接近以往的水平。

正反馈循环会放大并加速变暖，导致气候系统变得不稳定。例如，全球气温升高会导致冰雪融化，从而降低地球的反射率（即反照率）。反射率的降低意味着地球会吸收更多的太阳辐射，进而加剧变暖，并引发进一步的冰雪融化，形成一个循环。

正向气候反馈循环如何影响全球变暖？

温室气体导致的全球变暖已在地球各系统中引发了正反馈循环，这些循环正在加剧和加速气候变化，且随着时间推移可能会进一步增强。目前，这些正反馈循环的强度已超过任何负反馈循环，这意味着气候变暖的速度比仅由人类温室气体排放所导致的变暖速度更快。

正向气候反馈循环会通过排放捕获热量的温室气体（例如森林大火产生的）或直接升高地球温度（例如通过反照率）来加速全球变暖。这些导致变暖的因素会强化反馈循环，使其变暖效应更加显著。例如，每次森林大火都会向大气中增加温室气体，从而提高未来发生森林大火的可能性。 

直到最近，气候变化还相对缓慢，人类通过温室气体排放是导致全球变暖的唯一来源。如今，正反馈循环正在加剧这种变暖趋势，这从地球能量失衡的加速中可见一斑——该指标衡量地球与太空之间的能量交换，可反映出被气候系统困住的过剩热量。

强大的正向气候反馈循环 

目前，一些正向气候反馈循环正在加剧全球变暖，且在未来几十年内可能会进一步增强。

反照率损失

反照率是衡量照射到地球表面（如冰、水、森林、云层或城市路面）的阳光中有多少被反射回太空的指标。随着气温升高，反照率高的反射表面会融化，从而导致地球吸收更多热量，形成一种反馈循环。 美国宇航局（NASA）自2000年以来的观测数据显示，反照率呈持续下降趋势。据估算，除人类温室气体排放导致的变暖外，反照率的下降还导致了近年来0.2°C的额外升温。

永久冻土融化

永久冻土融化是指寒冷地区（如北极）的冻土逐渐变暖的现象。当今地球上的永久冻土大部分自约1.2万年前的上一次冰河时代以来便一直处于冻结状态。在此期间，全球永久冻土中封存了大量冻结的动植物。由于这些有机物质在冻结状态下无法分解，永久冻土中储存的碳约为大气中碳含量的两倍。

随着全球平均气温上升，永久冻土正在融化，释放出二氧化碳和甲烷等温室气体，从而形成反馈循环，进一步加剧大气变暖。北极地区的变暖速度平均比地球其他地区快三倍，这进一步加速了永久冻土的融化。 关于永久冻土融化在不久的将来将释放多少碳，各种估计不一，但有篇论文指出，永久冻土可能在2050年代左右跨越一个临界点，从碳的净储存库转变为碳的净排放源。

野火增多

受气候变化影响，全球范围内的森林大火正日益加剧，从而形成了一个正反馈循环。随着全球平均气温上升，高温和干旱现象变得更加频繁和严重，导致植物和森林变得干枯，可燃性增强。一旦因雷击或人为因素引发森林大火，这些干燥的燃料便更容易燃烧，从而导致火灾规模更大、持续时间更长，不仅会释放大量温室气体，还会阻碍植物在近期吸收二氧化碳。 

例如，2020年澳大利亚的山火释放的二氧化碳量，超过了地球上116个污染最轻的国家年度排放量的总和。这种温室气体的释放进而导致气温进一步升高，从而加剧了山火发生的条件。 

在亚马逊雨林——这一对调节全球气温起着关键作用的生态系统中，森林大火引发的气候反馈循环可能会产生全球性影响。如果亚马逊地区的森林大火继续日益频繁，最终，这个已然衰弱的生态系统可能无法恢复，从而跨越临界点，从碳汇转变为碳源。  

水蒸气与云的变化

气候变化改变了大气中的水蒸气含量以及云的形成类型，从而增加了地球所保留的热量。变暖的大气能够容纳更多水蒸气，而水蒸气作为一种温室气体，会额外捕获热量。 

与此同时，陆地和海洋温度的升高会减少阻挡阳光的低云覆盖，同时增加锁住热量的高云覆盖。这些额外的热量进一步使地球变暖，从而加剧了水蒸气和云层覆盖的相同变化。

正反馈循环的未来会是怎样的？

随着全球变暖的加剧，正向气候反馈循环将变得越来越强，甚至可能最终成为导致全球变暖的主要驱动力——即使我们遏制或停止了人类的温室气体排放。 

气候反馈循环已经在加速全球变暖，这使得我们更难控制地球的变暖轨迹。一篇发表于2023年的论文指出，即使是“温和的变暖”也会增加反馈循环加剧的风险；短期来看，推迟减排可能会加剧未来的气候影响；而从长远来看，反馈循环可能会变得足够强大，以至于使整个气候系统变得不再适宜人类居住。 一篇发表于2026年的论文预测，在50至100年内，反馈循环可能会放大全球变暖的一半以上，一旦超过这一临界点，气候变化将不可逆转。

在一种可能出现的“温室地球”情景中，反馈循环最终会将全球气候推过一个临界点，从而导致持续的、自我强化的变暖，而这种变暖将不再受人类活动产生的温室气体排放的影响。人类越早减缓并停止温室气体排放，这些反馈循环的影响就越小。