你小的时候堆过沙子吗?为了跟同伴比谁的沙子堆得更高,刚开始我们会把大把大把的沙子堆到一起,但后来就越益小心了,所加的量也越来越少了。可即使这样,一不小心,沙堆还会崩塌下来,所有的辛苦都付之流水。可见沙堆的高度有个“转折点”,一旦越过,崩溃就势所必然的了。在物理学上,这样的“转折点”叫“临界点”。
全球气候变暖是当前人们的热门话题。不过在谈论这个话题的时候,我们都有个致命的误区。我们总认为这个变化是缓慢的、渐进的,而且以为只要做好各项减排的工作,任何变化都可以扭转。但科学家警告我们,气候变化也有一些“临界点”,一旦越过,地球的气候和环境就会发生剧烈的变化,那时要恢复可就没那么容易了。
在地图上伸手数一下,这样的“临界点”总共有6个。让我们一起来看看它们都是些什么,以及一旦越过,会给我们带来怎样的危害。
6、西伯利亚永久冻土解冻
俄罗斯的西伯利亚是地球上除南北极外,数一数二的严寒地区(其实西伯利亚的一部分就处于北极圈内)。那里保留着一大片广袤的永久冻土层,近4万年来一直没有化开过。
虽然这片终年冰天雪地的冻土上种不了庄稼,但在冻土层深处,却蕴藏着一种丰富的有机资源——可燃冰。可燃冰是8水甲烷的俗称,在一个可燃冰分子里,8个水分子编织成一个窄小的笼子,把1个甲烷分子关在里面,然后这些可燃冰分子挤挤挨挨地叠在一起。在可燃冰里,由于相邻的甲烷分子之间距离比气态甲烷要小许多,所以每立方米可燃冰一旦化开,在标准状态下可以释放出164立方米的甲烷。据估计,西伯利亚的冻土层里冰封着大约6500亿吨甲烷。
这么多可燃冰,对于人类来说是一个巨大的的资源。遗憾的是,至今人们还不敢去动它们,因为可燃冰极易融化,而甲烷是一种非常厉害的温室气体,比二氧化碳还强20多倍。
随着全球气候变暖,这些深埋在西伯利亚永久冻土层里的可燃冰对地球环境来说就成了一颗定时炸弹。科学家经过计算机模拟发现,只要西伯利亚的气温上升10℃,冻土里的可燃冰就开始融化,并且这个进程一旦开始,就无法逆转。在此情况下,每年向地球大气排放的甲烷可以达30亿吨之多。冻土里的甲烷排放到大气中,加剧了气候变暖,而气候变暖之后又进一步加速冻土的解冻,由此形成一个恶性循环。一场噩梦就开始了。
5、格陵兰冰川融化
众所周知,气温会随着海拔的升高而降低。但有一个问题不知大家有没有想过:既然山顶的气温比山脚低,为什么南北极的冰山都是从山顶而不是从山脚开始融化的?
原来,冰的熔点还跟压力有关。冰山底部的冰因为承受着整座冰山的压力,熔点就降低了,所以不会先融化。这反过来也说明一个道理:一座冰山的融化是以不断加速的形式进行的。因为越融化,冰盖(冰山的顶部)所处高度的气温就越高;气温越高,冰盖融化就越快,如此反复,交相作用,只有降雪可以遏止这个趋势。
气候学家预测,只要全球平均气温上升3℃,格陵兰岛上的冰川将以“雪崩”式的速度融化,此后即使我们把二氧化碳的排放量降至工业革命以前的水平,也只能恢复到目前冰川的四分之一。气温上升3℃对于格陵兰岛上的冰川来说是一个“坎”,而这个坎离现在并不遥远。
格陵兰岛上大量冰川融化的恶果是,全球海平面将上升数米,沿海的很多大城市将面临没顶之灾。
4、印度洋季风消失
每年的夏季都是孟加拉国、巴基斯坦、印度等国家暴雨成灾的季节。这些强降雨都是印度洋夏季季风带来的。
不过严格地说,降雨与印度洋夏季季风其实互为因果。要明白这一点,我们首先要弄明白季风是如何形成的。每年春季,印度次大陆的气温要比印度洋的气温回暖得快,于是大陆上空的热空气与海洋上空的冷空气形成了水平方向的对流。潮湿的冷空气流向大陆,在大陆上空凝结,形成降雨。但水蒸气凝结成水是一个放热的过程,结果大陆的气温反而升高了,从而进一步拉大了海洋和陆地的气温差,导致更多的潮湿冷空气流向大陆……如此周而复始,季风和降雨相互推波助澜,扩大了彼此的规模。
由此看来,印度洋夏季季风背后的推手其实就是大陆和海洋的气温差。一旦这个温差缩小或者消失,那它就成不了“气候”。
现在,有许多人为的因素正在缩小这一气温差。例如,这一带国家近年来大规模的森林砍伐导致陆地对阳光的反射率增强,以及日益严重的空气污染导致大气对阳光的反射率增强等等。
你也许会说,没有了印度洋夏季季风,这些国家夏季也就不会暴雨成灾了,岂不更好?但你想过没有,假如没有了季风带来的充沛雨水,农作物靠什么生长呢?
3、亚马孙热带雨林消失
南美洲的亚马孙河是世界上流域最广、流量最大的河流,它也孕育了世界上最大的热带雨林——亚马孙热带雨林。亚马孙热带雨林不仅拥有大量的淡水资源,而且森林通过植物吸入二氧化碳,降低了大气中的温室气体含量,对整个地球的降温意义重大。然而今天,这片如此重要的雨林因为砍伐、火灾、干旱以及垦为农田和牧场等因素,正日益退化。
我们知道,大片的森林对局部地区的气候有调节作用。森林可以通过植物的蒸腾作用使水分重新进入大气,增加森林地区的降雨,降雨又进一步滋润森林,从而形成良性循环。当森林退化,那就会加剧该地区的干旱,干旱又加剧森林的退化,如此形成恶性循环。
巴西科学家经过模型研究预测,如果亚马孙热带雨林缩减到现在的一半,那么由于这个恶性循环的机制,剩下的一半也将在劫难逃。到时候郁郁苍苍的亚马孙热带雨林将退化为热带草原,将失去对全球气候的巨大调节作用。所以,“50%”是决定亚马孙热带雨林命运的临界点,而以目前的退化速度,预计2030年这个临界点就可以达到。
2、撒哈拉沙尘暴减少
生活在我国北方的读者都领教过冬春两季沙尘暴的厉害。如果沙尘暴的起源地能改造成蓊郁的森林或者草原,我想没有人不会拍手称快的。但是世界上有一个沙尘暴最严重的地方,假如那里的沙尘暴减少了,反倒要让气候学家睡不好觉。他们从内心里希望,让那里的沙尘暴来得更猛烈些吧,——只要不刮到自家门口。
这个地方就是位于乍得北部的波德勒洼地。撒哈拉沙漠一半以上的沙尘暴来自这片斜长150千米的区域。气候学家的担心也自有其道理。原来,沙尘暴也不完全是坏事。沙尘随风西行数千公里,为海洋和亚马孙地区带去了那里所缺少的铁和磷。此外,沙尘还能通过反射阳光对全球气候产生影响。
有科学家估计,未来波德勒洼地将变得较为湿润,降雨量和植被的增加可能会阻碍沙尘的飞扬,到2100年,这一全球最大的沙尘暴源头或许会枯竭,而带来的后果是全球气候变暖进一步恶化。
如果这一预言成真,气象学家当然希望能在地球别的地方出现新的“替代品”,不过说实话,我们可不愿看到我国北方“荣登”这个替代品之列。
1、大西洋“洋流传送带”停滞
在我们心目中,北欧是个很冷的地方,丹麦、冰岛、芬兰……都是寒冷的国度。气候学家告诉我们一个残酷的事实,即便这些国家现有的这点“热度”,也是拜大西洋洋流所赐,否则会更加严寒。
洋流是指除潮汐外,海水沿一定途径的大规模流动。引起洋流运动的因素可以是大风,由大风直接吹动海水朝某个方向大规模运动;也可以是不同区域的海水因盐度不均造成的密度差异。
大西洋洋流的成因属后一种情况。具体地说,其形成的原因是这样:北欧所处的大西洋北部海域,每秒钟约有1500立方米的海水,因其温度低、含盐分高导致密度大,因而沉入海底;于此同时,热带地区较为温暖的海水就经海洋的表层流向该地区,来填空白。这些来自热带的海水就好像一条传送带一样,源源不断地将热能从赤道送往北大西洋,也给沿途的北欧国家带去了“暖气”,它们自身则因途中不断释放出热量,逐渐变冷,再加上不断蒸发,盐度也逐渐增加,最后终于在北大西洋沉入深海;如此周而复始,完成一个“轮回”。
但是现在因为全球气候变暖,紧邻北大西洋的格陵兰冰川开始大规模融化,冰川融化后的淡水注入北大西洋,冲淡了那里海水的盐分,海水下沉的趋势就有停滞的危险。一旦海水不再下沉,那么热带的海水也就不会远道而来填补空白,整个“传送带”就停止运转了。
失去了大西洋洋流,北欧地区的冬季气温将会下降好几度,海平面将上升1米左右,而且对该地区的渔业生产将带来毁灭性的打击。