2017年9月30日 星期六

氣候暖化的「臨界點」或「失控點」

      台灣的新聞媒體終於開始談暖化與氣候極端化的「臨界點」(tipping point),但是因為媒體記者不懂「臨界點」這個詞的真正涵義,所以報導起來隔靴搔癢,沒有抓到重點。
      「tipping point」這個詞有兩個可能的翻譯:「臨界點」或「失控點」,完整意思是「氣候暖化開始進入失控(自我加速)狀態的臨界點」。
      也就是說,氣候暖化的程度一旦超過「tipping point」,地球就會自行排放原本儲存(或溶解)在雨林、冰原和海水裡的暖化氣體,從而啟動一系列的加速暖化機制:「暖化導致溫升⇒溫升使地球釋放出更多的暖化氣體⇒更多的暖化氣體使地球溫度升得更高⇒更高的溫度使地球釋放出更多的暖化氣體⇒........」。這就是系統理論裡典型的正回饋機制(positive feedback mechanism)。

      譬如,暖化導致雨林乾枯死亡,以及中緯度的樹林乾旱而火災頻起,其結果都會使原本儲存在雨林和樹林裡的暖化氣體被釋放出來。

      氣候暖化使得海平面的大氣壓力下降,以致海水中的甲烷溶解率下降而釋放出海水裡的暖化氣體甲烷。此外,冰原永凍土因氣候暖化溶解時,也會釋放出甲烷。
      氣候暖化使得空氣中的水蒸氣含量升高,但是水蒸氣也是一種暖化氣體,因而結果會導致正向回饋的暖化。
      雲層結構的改變也有可能會導致正回饋型的暖化,但是因為人類才剛開始研究這現象,尚無具體結論。
      此外,冰河溶解的時候會露出地表或海水,他們的反光率都低於冰,使得地球反射太陽光的能力下降,而導致正向回饋的暖化。
      冰河溶解的時候,水會滲到冰河底部,使得冰河像浮在一層薄薄的水層上,而加速其移動和溶解的速度。
      以上的機制有可能會是以接力賽的方式一個一個出現,接續地把地表溫度往上推;也可能會是同時出現,彼此強化另一個機制的溫升效應。
      最後大氣系統與地球溫度會怎樣,目前人類知識人不足以具體預測。其中有一種可能性是會改變調節南北極氣溫的洋流循環,使流量減少或破壞其循環機制,而導致歐洲氣溫驟降到冰河期。
      因此,一旦跨越「tipping point」,即使人類開始減少(甚至停止)排放暖化氣體,都可能無法減慢(或停止)失控的地球氣候暖化機制,甚至連大氣層與洋流都可能會變成迥異於目前的狀態,而導致人類的大災難。
      有個書呆子理論家說,理論上這個失控的過程最後還是會穩定地停止在一個新的穩定平衡點(locally unstable region 可以被視為兩個 locally stable equilibrium points 之間的過度),氣候跟溫度或許跟現在不一樣,所以不必然會造成地球的災難。
      這個書呆子顯然不知道,人類是地表上最脆弱的生物,地表溫升2C所造成的災難可以毀滅大量的家園和財產,地表溫升4C所造成的災難可以讓許多人死亡——在新的平衡點上,地球或許無恙,地球上的生物或許十之八九無恙,但是受害最深的很可能就是人類的家產和性命。