Điểm tới hạn và Thay đổi Đột ngột

Các ngưỡng trong hệ thống khí hậu mà một khi bị vượt qua, sẽ kích hoạt sự thay đổi lớn, tự duy trì và thường không thể đảo ngược trong các dải băng, tuần hoàn đại dương và hệ sinh thái.

Definition

Điểm tới hạn khí hậu là một ngưỡng tới hạn mà vượt qua đó, một phần của hệ thống khí hậu sẽ tự tổ chức lại thành một trạng thái mới thông qua các phản hồi tự củng cố, thường là đột ngột và không thể đảo ngược theo thang thời gian của con người.

Scope

Chủ đề này bao gồm các điểm tới hạn khí hậu và tiềm năng thay đổi đột ngột, phi tuyến tính dưới tác động liên tục. Nó đề cập đến các yếu tố tới hạn chính, bao gồm các dải băng Greenland và Tây Nam Cực, tuần hoàn lật đổ Đại Tây Dương, carbon băng vĩnh cửu, và rừng Amazon và rừng phương bắc, các phản hồi có thể khóa chặt sự thay đổi một khi ngưỡng bị vượt qua, bằng chứng từ các sự kiện đột ngột trong quá khứ, và thách thức trong việc phát hiện các tín hiệu cảnh báo sớm về các chuyển đổi sắp xảy ra.

Core questions

• Những thành phần nào của hệ thống khí hậu có thể vượt qua các điểm tới hạn?
• Những phản hồi nào làm cho một quá trình chuyển đổi tự duy trì một khi được kích hoạt?
• Ở mức độ nóng lên nào thì các ngưỡng này có thể bị vượt qua?
• Có thể phát hiện các tín hiệu cảnh báo sớm của một điểm tới hạn đang đến gần không?

Key theories

Các yếu tố tới hạn và phản hồi

Một số thành phần quy mô lớn có thể bị đẩy qua một ngưỡng bởi tác động dần dần, sau đó các phản hồi nội tại sẽ đẩy chúng đến một trạng thái khác biệt về chất, phần lớn độc lập với tác động tiếp theo.

Sự chậm lại tới hạn như cảnh báo sớm

Khi một hệ thống tiến gần đến điểm tới hạn, sự phục hồi của nó từ các nhiễu loạn nhỏ sẽ chậm lại, tạo ra sự tự tương quan và phương sai tăng lên có thể đóng vai trò là các chỉ số cảnh báo sớm thống kê.

Mechanisms

Các phản hồi tích cực có thể làm cho các phần của hệ thống khí hậu trở nên lưỡng ổn định: ví dụ, phản hồi băng-albedo và độ cao có thể khiến một dải băng tiếp tục mất đi một khi nó rút lui qua một điểm, và lượng nước ngọt đưa vào có thể làm suy yếu tuần hoàn lật đổ Đại Tây Dương dẫn đến sự sụp đổ. Gần các ngưỡng như vậy, hệ thống phục hồi ngày càng chậm hơn sau các nhiễu loạn, về nguyên tắc để lại một dấu hiệu cảnh báo sớm có thể phát hiện được trước khi quá trình chuyển đổi đột ngột xảy ra.

Clinical relevance

Các điểm tới hạn đại diện cho những rủi ro có xác suất thấp nhưng tác động cao về sự thay đổi lớn, đột ngột và không thể đảo ngược, đó là lý do tại sao chúng nổi bật trong các đánh giá rủi ro và các lập luận về việc hạn chế sự nóng lên như một biện pháp phòng ngừa.

Evidence & guidelines

Báo cáo Đánh giá lần thứ sáu của IPCC đánh giá một số yếu tố tới hạn là có thể xảy ra, mặc dù hầu hết có khả năng thấp ở mức độ nóng lên thấp hơn, và lưu ý rằng xác suất của những thay đổi đột ngột và không thể đảo ngược tăng lên theo cường độ và tốc độ nóng lên.

History

Sự nhận biết từ cổ khí hậu học rằng hệ thống có thể thay đổi đột ngột đã thúc đẩy khuôn khổ điểm tới hạn hiện đại, được Lenton và các đồng nghiệp chính thức hóa vào năm 2008, trong đó đã phân loại các yếu tố tới hạn chính và kích thích nghiên cứu về các ngưỡng và tín hiệu cảnh báo sớm.

Debates

Sự gần gũi và khả năng vượt qua các điểm tới hạn

Mức độ gần của các yếu tố tới hạn chính với các ngưỡng của chúng, và khả năng chúng bị vượt qua ở các mức độ nóng lên nhất định, đang được tranh luận vì các ngưỡng này chưa được xác định rõ ràng.

Key figures

• Timothy Lenton
• Stefan Rahmstorf
• Hans Joachim Schellnhuber
• Marten Scheffer

Seminal works

• lenton2008
• ipccar6wg1

Frequently asked questions

Điểm tới hạn khí hậu là gì?

Đó là một ngưỡng mà vượt qua đó, một phần của hệ thống khí hậu, chẳng hạn như một dải băng hoặc dòng hải lưu, chuyển sang một trạng thái mới thông qua các phản hồi tự củng cố, thường là không thể đảo ngược.

Đã có điểm tới hạn nào bị vượt qua chưa?

Điều này chưa được xác định chắc chắn, nhưng một số đánh giá cho thấy các phần của dải băng Tây Nam Cực và Greenland và một số rạn san hô nước ấm có thể đã gần hoặc vượt qua các ngưỡng.