研究人员没有发现任何与永久冻土相关的全球气候临界点的证据

研究人员没有发现任何与永久冻土相关的全球气候临界点的证据 阿尔弗雷德-魏格纳研究所(Alfred Wegener Institute)领导的一项最新研究显示,根据最新的科学证据,这种描述具有误导性。根据他们的研究结果,并不存在单一的全球临界点;相反,存在许多地方和区域临界点,它们在不同的时间"临界",产生累积效应,导致永久冻土随着气候变化而融化。因此,如果我们的目标是尽可能多地保护永久冻土,那么今天采取果断行动就显得尤为重要。这项研究刚刚发表在《自然-气候变化》杂志上。永久冻土覆盖了北半球约四分之一的陆地,以植物死亡物质的形式储存了大量有机碳。只要处于冰冻状态,这些物质就会保持完好无损,但当永久冻土解冻时,微生物就会开始分解这些物质,并以二氧化碳和甲烷的形式将大量碳释放到大气中。因此,全球气温的升高可能会激活这个巨大的碳库,并通过额外的排放大大加剧气候变化。因此,在公开辩论中,你经常会听到"碳定时炸弹"的说法。赫歇尔岛被侵蚀的悬崖。阿尔弗雷德-魏格纳研究所(Alfred Wegener Institute)亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)通过资助名为"海岸永冻土侵蚀"的青年研究员项目,开始在加拿大北极地区西部进行研究。图片来源:阿尔弗雷德-魏格纳研究所 / Boris Radosavljevic这是基于这样一种假设,即永久冻土与格陵兰冰盖一样,是地球系统中几个临界要素之一。根据这种观点,永久冻土最初只会随着全球变暖而逐渐融化;然后,一旦超过临界阈值,融化过程将突然开始相互放大,导致整个北极地区的永久冻土迅速和不可逆转地坍塌。尽管许多人推测这种解冻情况是可能发生的,但迄今为止,人们仍不清楚是否真的存在这样的临界值,如果存在,相应的温度极限是多少。由阿尔弗雷德-魏格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)的扬-尼茨本(Jan Nitzbon)博士领导的一个国际研究小组现在已经找到了这个问题的答案。"事实上,永冻土是全球临界要素这一观点在研究界颇具争议。政府间气候变化专门委员会在其最新评估报告中也指出了这一不确定性,"AWI 专家说。"我们的目标是填补这一知识空白。在我们的研究中,我们汇编了有关可影响和加速永久冻土融化过程的现有学术文献。结合我们自己的数据分析,我们评估了目前关于解冻过程的所有研究结果,以确定这些过程是否会导致自我延续的解冻,并因此导致与一定程度的变暖相关的'临界点',如果会,则以何种空间尺度(地方、区域、全球)进行评估"。这项研究的结果很清楚:确实有一些地质、水文和物理过程在自我放大,在某些情况下甚至是不可逆的;但是,这些过程只在局部或区域内发生作用。其中一个例子是:形成了所谓的热喀斯特湖泊。在这里,永久冻土层内的冰融化,形成洼地。融水汇集到洼地表面,形成一个吸收大量太阳能的暗湖。这反过来又加剧了水下永久冻土的变暖,在湖内和周围形成了一个自我维持的解冻过程。他们还在其他与永久冻土相关的过程中发现了类似的放大反馈,如火灾导致北方针叶林的消失,但在这里也只是在局部到区域范围内。扬-尼兹邦解释说:"没有证据表明,在一定程度的全球变暖的情况下,会出现自我放大的内部过程,从而影响所有永久冻土,并在全球范围内加速其融化。此外,预计释放的温室气体也不会导致本世纪末全球变暖。因此,将永久冻土描绘成全球临界点是一种误导。"但这并不意味着北极的永久冻土没什么好担心的相反,研究清楚地表明,永久冻土带是非常不均匀的。因此,许多小的局部临界点将在不同的时间和升温水平被突破,并随着时间的推移不断累积。因此,全球永久冻土的解冻不会是逐渐增加,然后突然激增;相反,它会随着全球变暖而加剧,一旦全球变暖达到 5 至 6摄氏度,永久冻土就会完全消失。"这意味着越来越多的地区已经或即将不可避免地受到解冻的影响。"换句话说,没有变暖的安全系数就像临界点的形象所暗示的那样只要不超过临界值,我们仍然可以利用。这就是为什么我们需要通过更好的监测来密切关注永久冻土地区,更好地掌握相关过程,并将其体现在气候模型中,以进一步减少不确定性来源。对于以温室气体排放为基础的永久冻土流失,还有一点是明确的:人类越早实现净零排放,就有越多的地区可以作为独特的栖息地和碳库得到保护"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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全球变暖的新威胁:北极永久冻土的“碳炸弹” 但是,永久冻土也是一个日益脆弱的大量碳库。根据研究人员的计算,随着气候变化对北极永久冻土层的削弱,全球每升温 1.8华氏度(1摄氏度),随着极地水道的扩张和融化土壤的搅动,释放的碳相当于 3500 万辆汽车一年排放的碳量。景观动态与研究动机第一作者 Joanmarie Del Vecchio 作为达特茅斯大学的 Neukom 博士后研究员领导了这项研究,她的顾问和研究共同作者是地球科学助理教授 Marisa Palucis 和工程学教授 Colin Meyer。Del Vecchio 说:"我们从根本上理解了物理学,但当事物开始冻结和解冻时,很难预测哪一方会获胜。如果山坡赢了,它们就会掩埋土壤中的碳。但如果气候变暖,河道突然开始获胜,我们就会看到大量的碳被释放到大气中。这很可能会形成变暖的反馈回路,导致释放更多的温室气体。"达特茅斯大学的研究人员试图了解为什么北极流域的河流面积往往小于气候温暖地区的流域。第一作者 Joanmarie Del Vecchio(如图)在阿拉斯加进行实地考察时,从河边的工作地点徒步上山,看到陡峭的山坡上没有河流或溪流,于是萌生了这项研究的想法。图片来源:Mulu Fratkin研究人员试图了解为什么北极流域(河流及其相连水道的总排水面积)的河流面积往往小于气候温暖地区的流域,因为气候温暖地区的流域可能拥有遍布地表的大量支流。Del Vecchio 现在是达特茅斯大学的访问学者和威廉与玛丽学院的助理教授,她于 2019 年在阿拉斯加进行实地考察时萌生了这项研究的想法。她从河边的工作地点徒步上山,看到的是没有河流或溪流阻隔的陡峭山坡。Del Vecchio 说:"似乎是山坡赢了,水道输了。我们想测试是否是温度塑造了这一地貌。我们很幸运,在过去几年中获得了大量的地表和数字高程数据。几年前我们不可能完成这项研究。"研究结果与分析研究人员利用卫星和气候数据研究了北半球从北回归线上方到北极的 69000 多个流域的深度、地形和土壤条件。他们测量了每条河流的河道网络在其流域内所占的土地比例,以及河谷的陡峭程度。在分析的流域中,有 47% 是由永久冻土形成的。与温带流域相比,这些流域的河谷更深、更陡,河道所占的周围地形面积减少了约 20%。研究人员报告说,尽管冰川历史、背景地形陡峭程度、年降水量和其他因素存在差异,但这些相似之处都会影响水和土地的推拉作用。北极流域的形成有一个共同点永久冻土。Del Vecchio 说:"无论如何,河道更大、更丰富的地区都更温暖,平均气温更高,永久冻土更少。在有永久冻土的地区需要更多的水来开凿山谷。"研究显示,永久冻土限制了北极河流的足迹,也使其能够在冰冻的土地中储存大量的碳。为了估算这些流域因气候变化而释放出的碳量,研究人员将永久冻土中储存的碳量与地面解冻和北极河流蔓延时冲刷造成的土壤侵蚀量结合起来。气候变化影响与未来关切研究表明,北极地区的温度已经比工业化前水平升高了3.6华氏度(2摄氏度)以上,也就是大约自1850年以来。她说,据科学家估计,如果目前的温室气体排放得到控制,到2100年,北极永久冻土的逐渐解冻可能会释放出220亿至4320亿吨二氧化碳,如果不这样做,则会释放出高达5500亿吨二氧化碳。据国际能源机构估计,2022 年的能源消耗向大气中排放的二氧化碳超过 360 亿吨,创历史新高。Palucis说,北极适应寒冷的时间太长了,以至于科学家们几乎不知道,如果永久冻土加速融化,会释放出多少碳,或者碳释放的速度有多快,他的研究小组将北极作为火星的替身,研究红色星球的表面过程。他的研究小组将北极作为火星的替身,研究红色星球的地表过程。虽然北极在过去经历过变暖,但可怕的是现在变暖的速度如此之快。地貌必须迅速做出反应,这可能会造成创伤。在一次北极研究旅行中,她看到一块小楼大小的基岩从悬崖上断裂。造成断裂的罪魁祸首是渗入岩石并使其变得脆弱的小股水流。这是一种适应寒冷条件的地貌,因此当你改变它时,即使是少量的水流通过岩石,也足以引起实质性的变化。她说:"我们对北极地貌的了解或多或少与 100 年前对温带地貌的了解相同。这项研究迈出了重要的第一步,表明我们对温带流域的模型和理论无法应用于极地地区。在了解这些地貌方面,这是一扇全新的大门。"从北极地区采集的沉积物岩芯显示,大约1万年前有大量的土壤径流和碳沉积,这表明当时的北极地区要比现在温暖得多。如今,宾夕法尼亚州和美国大西洋中部等地区位于冰河时期冰川最远的南面,预示着现代北极地区的未来。Del Vecchio 说:"我们有一些过去的证据表明,当气候变暖时,大量沉积物被释放到海洋中。现在,我们的论文提供了一个快照,显示随着气候变暖,北极会有更多的水道。但这一切都不等于说,'这就是当你把一个寒冷的地貌迅速升温时会发生的事情',我不认为我们知道它会如何变化"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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