物理科学：数学显示了气候和生态危机的“临界

作者:

关键词:

摘要：

根据最详细的同类研究，人类需要警惕破坏导致生态灾难的“不归路”，例如雨林的丧失或不可逆转的气候变化。

在雷丁大学领导的将数学与气候科学相结合的新研究中，探索了将地球当前气候与冰冻气候区分开的细线 - 所谓的雪球状态。

研究人员分析了随机事件和人类行为如何结合到达临界点，其中一个自然状态转变为一个非常不同的状态。

今天发表在“物理评论快报”上的研究结果可以应用于地球的气候，景观特征或雨林等生态系统，以帮助我们了解它们在到达不归路之后如何被改变或破坏。

雷丁大学统计力学教授，该研究的主要作者Valerio Lucarini说：“气候的变化或森林等自然特征的灾难性下降都是以类似于山区旅行的方式发生的。这些状态是就像两个山谷被一个山口划分，必须交叉才能在它们之间移动。

“精确定位这条分界线使我们能够更好地了解何时我们可能会看到自然世界的转变。这有助于勾勒出一个安全的操作空间，使我们能够定制我们的行为以保持其中并实现何时可以发生转变。砍伐树木，破坏生态系统或改变气候都可能导致我们过度接近临界点，冒着戏剧性和不可逆转的变化。“

这项新研究建立在同一作者发表于非线性的先前（2017年）研究的基础上，该研究使用动态方法来确定两个竞争状态之间的临界点。这项研究对气候的全球稳定性产生了前所未有的了解，并成为IOP科学期刊发布的年度亮点。

这项新研究有助于我们了解地球的气候临界点。在大约6.5亿年前，在多细胞生命开始之前，地球在温暖和雪球状态之间多次翻转。

团队使用随机波动来模拟这种临界点的方法，显示从一个状态到另一个状态的转换可能在什么时间点。

这可以应用于亚马逊热带雨林等自然景观。雨林经历由火灾，干旱或人为造成的森林砍伐引起的波动，但能够在一定程度上再生。这项研究可以帮助我们判断一个森林将无法吸收这些事件并开始不可阻挡的衰退，让我们采取相应行动来保护它。

该团队现在计划将他们的研究结果应用于今天可以看到的现实世界气候转型，分析导致世界部分地区季风季节开始和结束的过程，或者分析导致该地区不同流通体制的过程。大西洋。

Lucarini教授说：“跨越临界点依赖于随机事件的组合，这些事件会累积产生转变。

“当临界点很远时，人类行动可能微不足道，但在接近它时可能是最后一根稻草。了解这一背景对判断我们什么时候可能会进入一个新状态至关重要。”