多米諾效應：亞馬孫雨林被毀致青藏高原升溫

當巴西亞馬孫雨林的一棵樹木被砍倒，萬里之外青藏高原的一片積雪可能就會因此消融。

地球的生態系統是一張精致的生命之網，每個部分都互相影響著并將之反映到整體層面，共同創造出一曲相互依存的“交響樂”。世界因相互聯系而蓬勃發展。然而，這些聯系也可能帶來危險的變化——尤其是在一個人為活動導致氣候變暖的世界中。

近日，一項發布在國際頂級學術期刊《自然氣候變化》上的研究首次確定并以量化的證據表明，全球最重要的一些氣候臨界點并非孤立運作，而是令人驚訝和擔憂地具有長距離“遠程連接影響”的特征——這意味著如果一個臨界點被突破，另一個很可能也會。

這項由中國科學家主要參與的研究提出了一個全新的研究全球氣候臨界點的方法。該研究的主要作者之一、北京師范大學系統科學學院樊京芳教授告訴澎湃新聞（www.thehpaper.cn），這項研究“意外”地發現，南美亞馬孫熱帶雨林的砍伐與毀壞正在影響15000多公里外的青藏高原的氣候。兩個地區的各種極端天氣在氣候變化影響下同步發生，并且從2008年開始，青藏高原積雪覆蓋范圍已逐漸失去穩定性。

從巴西到青藏高原

氣候臨界點（climate tipping point）這一概念最早于2008年在氣候學界被提出。通俗地說，臨界點就是量變引起質變的關鍵節點。

南美亞馬孫熱帶雨林是全球備受關注的主要氣候臨界點之一。多年來，亞馬孫雨林持續遭到人為砍伐與破壞，變得越來越“支離破碎”，生物多樣性不斷喪失，許多科學家指出“地球之肺”越來越接近（甚至有可能已經越過）不可恢復的臨界點——它將從一個收集二氧化碳的“碳匯”轉變為主要碳排放源。

樊京芳向澎湃新聞指出，這項研究的一個主要創新點是開創性地使用了一種被稱之為“復雜網絡”的理論搭建了一個氣候網絡，將全球分為 65000多個子區域的網格節點，用過去40年（亞馬孫雨林大量砍伐發生的時間）的全球氣候數據分析了這些節點之間的變化和相互影響。

“通過這種方法，我們可以了解到任意一個節點的臨界要素對另一個節點的影響，尤其是，我們會關注到一些臨界點要素跟其他的臨界點要素之間的關聯性。”樊京芳說。

在眾多的臨界點中，研究團隊選擇了亞馬孫雨林為起點，最終辨認出一條橫跨15000多公里的氣候傳播路徑——從南美洲的亞馬孫雨林經南部非洲再到北非與西亞，最后到達青藏高原。樊京芳表示，這條路徑的形成可以用全球主要的大氣和海洋環流模式來解釋。 

“我們驚訝地發現亞馬孫與西藏兩地的極端天氣氣候事件有如此密切的聯系。當亞馬孫變暖時，西藏也會變暖。倘若亞馬孫地區降水更多，西藏的降雪量就會減少。”樊京芳說。

這一發現表明，如果亞馬孫達到一個臨界點，它可能會導致西藏的溫度和降雨量受到永久影響，甚至也達到一個臨界點。之前的研究已經表明，作為“地球第三極”，西藏和南北極地區一樣，對氣候變化更為敏感，變暖速度比全球平均水平更快。

青藏高原積雪2008年已失穩

2008年，英國埃克塞特大學全球系統研究所所長提摩西·萊頓（Timothy Lenton）教授提出氣候臨界點這一概念時，指出了全球可能存在至少15個主要氣候臨界點。2019年，他又發表了一篇文章，提供了大量的數據，表示至少有9個主要臨界點已經處于“激活狀態”。萊頓教授在接受澎湃新聞采訪時坦言，這些臨界點之間可能不會是獨立存在的，而是有著關聯的。

樊京芳團隊的研究首次確認了上述猜測，此外還發現了一個長久以來被國際科學界忽視的重要臨界點——青藏高原，并且發現青藏高原與已知的臨界點亞馬孫雨林之間存在著穩定的聯系。

“之前沒有任何一個文章或者模型提到這一點，我們發現這個結果后也很吃驚。研究顯示，亞馬孫雨林影響的區域跟青藏高原整個邊界是非常吻合的。我們用了很多的氣候數據去驗證，發現結果都非常穩定，以至于我們相信這個聯系的結果是可靠的。”樊京芳說。

研究還發現，青藏高原的積雪自 2008 年來一直在失去穩定性，正在迅速減少，假使這一臨界點已被突破，意味著該地區的積雪將很難再恢復過來。

“我猜測，這一現象發生的可能性是因為氣溫升高，高原上一些比較 ‘老’的冰雪在融化。我們知道每年都會有新的冰雪降下，所以這個融化問題不大，但是如果常年存在的冰雪或冰川融化比較嚴重的話，那帶來的后果是比較嚴峻的，這是很難再恢復過來的。”樊京芳說。

開辟新的研究方向

上述研究的參與作者之一，瑞典皇家科學院院士陳德亮告訴澎湃新聞，氣候臨界點的研究是目前氣候科學領域的一個重要關注點，此前臨界點的理論和發現多由西方科學家提出，關注也主要聚焦在北半球地區。這次由中國科學家為主的團隊提出了在亞洲的一個臨界點，這是此前不多見的。

“我們都知道青藏高原是一個對氣候變化非常敏感的地區，但我們以前沒有證據。這是這次研究的一個重要意義。”陳德亮說。

青藏高原作為地球“第三極”，是僅次于兩極地區的全球最大的冰水儲存地，為近20億人口提供了可靠的水源。顯著的大氣變暖已經改變了這個所謂的“亞洲水塔”的平衡，并且改變了下游國家的水資源分布。

長期關注這一議題的陳德亮在一篇對該問題的分析文章中指出，綜合觀測證據和模型預測，由于該地區的冰雪加速轉化為液態水，將會出現水資源的不平衡，表現在內陸或外陸盆地淡水資源的改變上。預計全球變暖將加劇這種不平衡，這在短期內可以緩解一些亞洲主要河流的水資源短缺，但同時也會加劇另一些河流的水資源短缺。然而，“亞洲水塔”的未來仍然非常不確定。要準確預測未來的供水量，就需要在數據稀缺的地區建立綜合監測站，為制定可持續水資源管理的可行政策提供信息。

陳德亮還指出，另一個值得關注的較新的現象是，在青藏高原地區近年來頻繁發生的“冰川突然崩潰”事件。

2月7日發表在《自然通訊》上的一篇文章指出，由于氣候變化的影響，全球多達 1500 萬人面臨著冰川湖發生災難性洪水的風險。中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室副主任王飛騰告訴澎湃新聞，隨著氣候變暖，冰川消融嚴重，融水聚集形成湖泊，冰湖面積不斷增大。而冰湖的壩體是由松散的冰磧物組成的，很容易發生潰決。上述研究中指出可能受這些冰川湖影響的潛在人群有一半以上生活在四個國家：印度、巴基斯坦、秘魯和中國。

沒有參與這項研究的英國國家物理實驗室的瓦萊麗·利維納 (Valerie Livina)在一篇評論文章中指出這項研究的另外一個重要意義：這項研究在全球范圍內開辟了一個臨界點分析的新領域， 建立了一個新的研究方向，在未來地球物理學中有著廣闊的應用前景。

“未來會有更多科學家使用這個框架和方法，去研究他們關注的區域的問題，如降雨、季風、寒流等。”陳德亮說。

氣候臨界點對于地球氣候環境的影響，以及彼此之間是否會互相影響并加速臨界點的到來，將是未來氣候變化研究的重要關注點之一。正是基于這種認識，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）正在計劃編寫一份關于“氣候臨界點及其對宜居性和資源的影響”的特別報告，該報告將于2023年開始的第七個評估周期的框架內編寫。

然而，臨界點的快速發展可能已經超出了我們的想象，并可能在未來帶來越來越多超出我們過往認知范圍內的事件。

“人類生存很多的技巧都是建立在我們以前知道的事情基礎之上。如果經常發生我們從未見過的事情，那是很可怕的。”陳德亮說。