什么是温室地球轨迹？

在地球的历史上，我们的星球经历了迥然不同的全球气候，这些气候受到流星撞击、火山爆发、地球倾斜和自旋变化等各种力量的影响。在大多数情况下，这些事件并没有瞬间改变地球的平均温度：它们改变了地球的系统，使全球气温在数千年到数百万年间逐渐上升或下降。这些漫长而稳定的温度变化将地球推向了超高温和寒冷的低温。 

100 多万年来，地球气候一直处于冰川-间冰期的循环中，在严重的冰期和较温和、较温暖的条件之间波动了数万年。过去 1.2 万年前所未有的稳定的全新世气候是一个较温和的间冰期，在此期间，温和的变暖力量抵消了地球逐渐回到另一个严重冰期的自然趋势。

目前，人类造成的气候变暖程度之高，已经超过了冰川-间冰期周期。随着温室气体的排放，大气温度升高，导致新的风险出现。我们不仅达到了比过去 120 万年中任何时候都要高的温度，而且我们可能会把地球气候推向一种叫做温室地球的轨迹。

什么是温室地球轨迹？

"温室地球 "是由约翰-罗克斯特伦、凯瑟琳-理查森和汉斯-约阿希姆-谢尔胡伯在 2018 年的一篇论文中提出的，指的是一种可能的轨迹，在这种轨迹中，人类造成的气候变化将使我们的星球走上难以或无法控制的变暖道路。

在 "温室地球 "情景中，人类排放的温室气体会激活地球气候机制，最终将全球气候推向一个临界点，使其持续、自我延续地变暖，而不受人类排放的影响。

温室地球的力学原理

一系列机制正在共同作用，使我们有可能走上温室地球的轨道。这些机制包括温室气体排放、气候反馈和临界点。

温室气体排放

由于化石燃料的广泛使用，人类向大气中排放的温室气体已达到足以导致全球气温升高的程度。大约12,000年前，地球走出更新世冰河期，进入以气候稳定著称的全新世，此后全球平均气温一直保持稳定。如今，气温上升的速度已超过已知历史上的任何时期。气温的持续上升可能会引发一系列连锁反应，使地球步入“温室地球”的轨道。

气候反馈

大气温度升高可能会激活地球系统中的循环反应，即气候反馈，从而导致进一步变暖。

要了解这些反馈机制是如何运作的，不妨以森林中的碳循环为例。森林会吸收大气中的二氧化碳，并将它们锁定在树木的叶片、树干和根系中。 随着全球气温上升，更炎热、更干燥的条件导致森林大火频发。这些大火焚烧树木，将储存的二氧化碳全部释放回大气中，在那里作为温室气体进一步加剧了地球变暖。这就是反馈循环：大气中更多的碳导致气温升高，进而引发更多火灾，最终又导致大气中碳含量增加。

下面举例说明其他可使全球气温升高的强大反馈：

• 冰原和冰川融化会减少反射冰盖的数量，增加海洋吸收的阳光量，从而导致温度升高和更多的融化。
• 永久冻土层解冻时，原先冻结的有机物质在分解过程中会释放温室气体。温度升高会释放更多温室气体，这又会导致温度进一步升高，从而加剧解冻。
• 冰层融化导致海洋环流模式发生紊乱，可能会加剧厄尔尼诺-南方涛动——这种强大的气象现象会影响全球气温。海水变暖后浮出水面，从而使大气变暖，并导致环流模式发生更多变化。

全球各地存在着气候反馈循环，这些循环可能会使人类活动直接导致的变暖效应进一步加剧，无论幅度大小，从而触发“温室地球”机制中的下一个关键环节：临界点。

临界点

人类排放与气候反馈循环共同产生的增温效应，可能会引发全球气候中的重大转变事件，即所谓的“临界点”。临界点是指一旦超过该阈值，即使我们停止导致变暖的行为，系统仍会继续向另一种状态转变。 

例如，如果人类排放的温室气体导致气温大幅上升，进而引发野火、干旱和森林退化，致使亚马逊雨林不再吸收温室气体，反而开始释放温室气体，那么即使人类停止排放，这种释放仍会推高大气中的温室气体浓度。此外，日益干旱且不断变化的亚马逊地区可能会扰乱全球的天气模式。一旦这种变化开始，很可能就无法逆转。

另一个临界点是格陵兰冰盖的消融。目前，格陵兰冰盖通过反射阳光和热量，有助于为地球降温。如果持续升温导致格陵兰冰盖失去关键质量，不仅会导致海平面上升，而且这种变暖效应还会极大地改变海洋温度，从而扰乱有助于调节全球天气状况的关键洋流。 

一旦跨越了这类具有极端反馈效应的临界点，可能会引发足够的额外变暖，进而触发其他临界点，导致变暖程度进一步加剧。这种连锁反应最终将演变为一种自我驱动的失控式全球变暖，而非趋于稳定：这就是“温室地球”。

我们越过临界点的速度很重要，越过临界点的程度也很重要。例如，如果格陵兰岛注定要失去它的冰原，那么它受到的影响将使气候更加不稳定。如果格陵兰岛在 50 年内失去冰盖，情况要比 1000 年内严重得多，而这两者之间的差别取决于我们变暖的程度和变暖的速度。换句话说，勉强越过临界点与快速越过临界点是截然不同的。

如果我们启动 "温室地球 "轨迹，会发生什么？

虽然我们无法预测 "温室地球 "轨迹的某些方面，但我们知道以下几点。

失去控制

目前，人类造成了 100% 的气候变化。如果我们触发了温室地球轨迹，地球就会自我变暖。如果人类是气候变化汽车的驾驶者，那么启动 "温室地球 "就等于失去对方向盘、油门和刹车的控制。当我们越过临界点时，气候变暖的程度就越大，我们必须采取更激烈的行动才能保持控制。

一个面目全非的星球

2018年论文的作者称，温室地球轨迹上的行星状况最终将 "类似于......几百万年前最后出现的行星状态"。我们并不确切地知道这会是什么样子，但很可能许多让我们认识到地球的事物--植物、动物和其他生物--将无法适应持续变暖的轨迹。

不可逆转的变化

上述变化，就像亚马逊雨林或格陵兰冰盖的消失一样，在人类所关心的时间尺度上将是不可逆的；即使地球能够恢复到类似我们现在所享受的这种稳定气候，也需要数千年的时间，甚至可能永远无法恢复。

我们离激活温室地球还有多远？

科学家不知道地球及其大气层过渡到温室地球轨迹的确切温度。虽然反馈回路和临界点都会使未来变得更危险、更不稳定，但反馈回路有强有弱，临界点有可能逐渐通过，也有可能迅速通过。

但有证据表明，一些关键的气候反馈作用已经开始启动。这并不意味着我们正处于 "温室地球轨迹 "上，但风险正在上升。据估计，一些相关的临界点将出现在升温 1.5 摄氏度到 2 摄氏度之间。

我们避免触及这些关键临界点的最佳机会，就是减少并最终停止温室气体的排放。 临界点会加剧地球当前的任何变暖程度，因此如果我们仍无法避免触发这些临界点，那么触发时地球温度越低，我们的处境就越好。此外，渐进且稳定的变暖比我们目前所导致的快速变暖危害更小：若仅勉强越过临界点，情况或许尚可逆转；而若急速越过临界点，则会增加失控的风险。