本文最初发表于2024年2月24日,并于2026年9月29日根据最新研究成果进行了更新。
“温室地球轨迹”一词由约翰·罗克斯特伦、凯瑟琳·理查森和汉斯·约阿希姆·舍恩胡伯于2018年8月发表的一篇论文中提出,描述了一种可能的未来情景:人类活动导致的气候变化使地球走上一条难以控制或纠正的升温之路。2026年2月,该论文的作者与其他科学家共同发表了新的研究成果,得出结论:升温超过1.5摄氏度会增加“温室地球轨迹”的风险,因为一些必要的机制可能在升温达到或超过这一程度时才会激活。
随着“温室地球”情景变得越来越可能,气温的每一次微小上升都会给我们的气候和日常生活带来更大的风险。
什么是温室地球轨迹?
在“温室地球”发展路径中,人为导致的气候变化会触发地球系统中的某些机制,从而使全球气候陷入持续且自我强化的变暖状态。即使人类停止向大气中排放温室气体,这种变暖趋势仍将持续。一旦气候走上“温室地球”的发展路径,从理论上讲,我们将无法减缓、阻止或逆转这一趋势。
“温室地球”演变路径是如何运作的?
引发“温室地球”轨迹的机制包括正反馈气候循环以及关键气候临界点的跨越。其中一些过程已经开始发生。
气候反馈循环
大气温度的升高可能会在地球气候系统中引发正反馈循环,导致“变暖引发进一步变暖”的现象,且这种效应会随着时间推移而不断增强。正反馈循环通过向大气中增加捕获热量的温室气体,或者增加地球表面从太阳吸收并保留的热量,从而导致全球变暖。
反照率下降就是正反馈循环的一个例子:全球气温升高会导致冰雪融化。冰雪减少会降低地球将阳光反射回太空的能力,从而导致地球吸收更多热量,进而引发进一步变暖和冰雪融化,形成一个循环。
该图展示了反照率-气候反馈循环的一个示例:变暖导致海冰减少,进而引发进一步变暖。随着气候变暖,云层分布发生改变,海水温度升高,从而导致冰雪融化,暴露出的深色地表会吸收更多阳光,进而加速变暖,形成一个自我强化的反馈循环。
当前的变暖程度已经触发了正向气候反馈循环,这些循环正在加剧全球变暖,这体现在地球能量失衡的加速上——该指标反映了地球与太空之间的能量交换。全球各地存在各种气候反馈循环,它们可能在不同程度上加剧变暖,从而触发“温室地球”进程中的下一个关键步骤:跨越关键的气候临界点。
气候临界点
气候临界点是指地球系统中的一个关键阈值,一旦越过该阈值,系统就会加剧自身的变化,直至进入一种新状态。这种变化可能是迅速的,也可能是渐进的,且可能不可逆转。地球系统的任何组成部分都可能跨越临界点,从单座冰川到像大西洋经向翻转环流(AMOC)这样复杂的系统皆是如此。
如果亚马逊雨林越过临界点,它可能会继续退化,直到从吸收温室气体转变为排放温室气体。
一旦跨越某些临界点,可能会对地球变暖的轨迹产生巨大影响。例如,如果全球平均气温的上升导致亚马逊雨林跨越一个临界点——一旦跨越该临界点,雨林便会持续退化——那么亚马逊雨林就可能从吸收温室气体转变为排放温室气体。即使人类完全停止排放,这一排放源仍会继续推高全球气温。
另一个重要的转折点可能是格陵兰冰盖损失大量质量,而格陵兰冰盖目前通过将阳光和热量反射回太空来帮助冷却地球。
如果气温上升导致格陵兰冰盖缩小到如此临界的程度,那么冰盖的损失将导致进一步的冰盖损失,冰盖将继续缩小直至最终消失,这一过程将导致海平面上升,并剧烈改变海洋温度,扰乱有助于调节全球气候状况的关键洋流,例如大西洋经向翻转环流 (AMOC)。
如果格陵兰冰盖损失大量质量,它可能会越过临界点,最终完全融化。
一旦跨越此类临界点,可能会导致额外的变暖程度足以触发其他反馈循环,进而引发更多临界点的跨越,从而造成更严重的变暖。这种连锁反应可能使气候持续沿着变暖加速的轨道发展,即使人类停止自身的温室气体排放也是如此。
我们离激活温室地球还有多远?
科学家尚不清楚这颗行星及其大气层将在何种具体温度下进入“温室地球”轨道。
有证据表明,“温室地球”的发展轨迹正变得越来越可能。 根据伯克利地球研究所2026年1月发布的一份报告,2023年、2024年和2025年的全球气温平均比工业革命前基准高出1.5°C以上;截至2026年初,地球正朝着最早在2030年代就突破2°C升温目标的方向发展。
约翰·洛克斯特罗姆(Johan Rockström)等人于2026年2月发表的文章指出,随着全球变暖达到1.5°C,我们比以往任何时候都更接近触发“温室地球”轨迹。作者写道,我们正走向超过1.5°C的轨道,而且变暖超过1.5°C阈值的时间越长、幅度越大,地球陷入“温室地球”轨迹的风险就越高。 具体而言,气候模型表明,与将升温控制在1.5°C以下相比,一旦超过该阈值,这一风险将增加72%。联合国环境规划署2026年的一份报告得出结论:全球变暖将超过1.5°C。
这并不一定意味着我们必然会步入“温室地球”的轨道,但这种可能性正在增加。据作者称,越来越多的证据表明,格陵兰冰盖正在失去结构稳定性,并可能在2050年之前就发生崩塌,这增加了在不久的将来跨越这一临界点并引发连锁反应的可能性。
如果我们启动 "温室地球 "轨迹,会发生什么?
尽管“温室地球”发展轨迹中存在一些我们无法预测的因素,但如果我们触发了这一轨迹,可能会出现以下情况。
失去控制
直到最近,人类活动向大气中排放温室气体仍是驱动气候变化的唯一因素。如果我们触发了“温室地球”路径,地球将通过一系列级联反馈循环自行升温。这种额外的自发升温将超出我们的控制范围,即使我们停止了排放温室气体的活动也是如此。
如果说人类正在驾驶气候变化的“汽车”,那么引发“温室地球”现象,就如同失去了对方向盘、油门和刹车的控制。由于反馈循环会放大地球当前的任何变暖程度,因此它们会随着时间推移而变得越来越强大,这意味着随着我们进一步加剧全球变暖,我们控制潜在“温室地球”发展轨迹的可能性就会降低。
重大且不可逆的变化
据2018年那篇论文的作者称,在“温室地球”发展路径下,地球的状况最终将“与……数百万年前最后一次出现的行星状态相似”。那些让我们能够认出地球的许多事物——植物、动物和其他生物——很可能无法适应这种持续快速变暖的趋势。
上述变化,就像亚马逊雨林或格陵兰冰盖的消失一样,在对人类而言具有重要意义的时间尺度上将是不可逆的;而地球要恢复到类似全新世那种稳定的气候状态,即使有可能,也需要数千年的时间。
我们能否避免“温室地球”?
要避免“温室地球”的出现,我们最好的机会就是从减少并停止温室气体排放做起,以此来减缓、削弱或阻止气候反馈循环,并有望避免跨越关键的临界点。
如果温室气体排放持续下去,那么避免、预防或控制关键的反馈循环和临界点,可能唯一的方法就是直接干预地球系统的某些方面,从而干预气候。然而,一旦我们走上这条道路,目前尚无任何技术能够阻止“温室地球”的出现。
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