萊頓喜歡把臨界點的到來想象成一個人靠在摺疊椅上的狀態變化。“當你不斷向後傾倒，你會得到一種非常簡單的結果——重力將你向後推倒，直到‘啪’的一聲。”萊頓說。
過去二十年來，英國埃克塞特大學全球系統研究所所長提摩西·萊頓（Timothy Lenton）教授一直在關注全球氣候變化如何觸發地球自然系統的臨界點。若發生這種情況，將給人類社會帶來重大的挑戰。
2008年，他在《美國國家科學院院刊》（PANS）發表了一篇關注“地球氣候系統中的臨界要素”的論文。這篇後來被許多科學家引用的文章極大推動了臨界點領域的研究。當時，他在論文中提出了9個臨界點，並根據它們發生的可能性進行了排名。
十多年來，氣候臨界點這一概念正在引起各界越來越多的關注。今年9月，萊頓教授的團隊在《科學》（Science）雜誌上發布了一項最新研究，重新評估了自2008年以來科學界發表的200多篇關於臨界點的論文數據。他們發現，現在全球主要氣候臨界點可能已經增加到了16個，如亞馬孫熱帶雨林的枯萎、北極海冰面積減少、全球珊瑚礁大規模死亡等等。
萊頓的最新研究指出，自工業革命以來，人類造成的全球升溫已達1.1攝氏度，全球有5個臨界點已處於危險區。假使全球升溫達到1.5攝氏度，其中4個臨界點很可能會被觸發乃至越過，同時另外5個臨界點將進入危險區；若全球升溫達到2攝氏度以上，將觸發最後6個臨界點。
這項研究發表后，萊頓教授在埃克塞特大學召開了一場研討會，來自全球各地的科學家、經濟學家和民間社會代表匯聚一堂，不僅帶來了他們最新的研究結果和看法，也一起探討了如何應對全球變暖中“臨界點”的前景。
在研討會開幕式上，萊頓教授說道：“我們召開這次會議是因為我們強烈地感覺到人類活動正在把地球系統推向破壞性的臨界點。我認為，我們避免這些糟糕的臨界點的最好的、也可能是最後的希望是通過在人類社會中發現並觸發一些 ‘積極的臨界點 ’，這些臨界點會改變我們的社會，改變我們與地球系統其他部分的關係。”
就在這場研討會召開之際，第77屆聯合國大會也於9月13日在大洋彼岸的美國紐約拉開了帷幕。在開幕式上，聯合國秘書長古特雷斯再次呼籲全球社會關注氣候危機。
就在兩周前，由世界氣象組織 ( WMO ) 協調聯合國多個機構發布的一“聯合科學”報告顯示，儘管近年來有關氣候變化的警告越來越多，但各國政府和企業的變化還不夠快，其後果已經在世界各地日益極端的天氣中顯現出來，一些氣候臨界點可能已經被突破。
正如萊頓在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）採訪時所警示的，“近幾年來全球各地的極端天氣已經傳遞出越來越多令人不安的信號——若世界達到氣候臨界點，我們將面臨氣候系統不可逆轉的變化。”
不過，瑞典皇家科學院院士、瑞典哥德堡大學物理氣象學教授卻有着不同的觀點，“單個氣候臨界點影響都是區域性的，單個臨界點被觸發並不等同於全球平均溫度的重大改變。”他認為，由於數據和模型的問題，相關結論還有特別大的不確定性，科學家們還要積累更多的研究。
2021年1月，英國南極調查局飛越布倫特冰架時發現的裂縫。
氣候臨界點是什麼？
在研討會開幕式的全體會議上，萊頓教授用一張動畫圖形象地描述了地球系統中臨界點的概念。
“就像許多複雜的系統一樣，這裡有兩個穩定的狀態。（左半邊）的圖中球從一個盆地中開始運動，盆地的深度代表這種狀態的穩定程度。系統的壓力導致左側盆地變得不穩定，球短期內在盆地中被推來推去——類似於氣候系統中的極端天氣事件。最終，球被推過越來越不穩定的左側盆地，突然落入另一個盆地。在那裡，它處於一種新的穩定狀態，並不能輕易從中返回。”萊頓解釋道。
氣候臨界點概念示意圖
事實上，20年前，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）就提出了 “氣候臨界點” 的概念，並在其官方術語表中給出了其定義 ：“就氣候系統來說， 臨界點（Tipping point）指的是全球或區域氣候從一種穩定狀態到另外一種穩定狀態的關鍵門檻。”
假使用2018年諾貝爾獎經濟學獎得主威廉·諾德豪斯在其著作《氣候賭場》里的比喻來進一步理解氣候臨界點的概念，那麼可以想象一下一葉在水面上漂浮的獨木舟，當獨木舟傾斜進水的時候，一開始尚可保持平衡，但一旦船體傾斜到一定程度，獨木舟就會瞬間傾覆——令獨木舟瞬間傾覆的傾斜角就是臨界點。
更通俗地說，臨界點就是量變引起質變的關鍵節點，是壓死駱駝的最後一根稻草。
萊頓對澎湃新聞表示，臨界點變化的關鍵在於，在一個“變得如此強大以至於可以自我推進”的系統中，存在着一種“正反饋機制”（postive feedback）。萊頓又舉了一個例子來說明這種特點。“若一個人聽到火警警報，跑向出口，會導致另外兩個人逃跑，之後導致四個人逃跑，八個人逃跑，那麼我們就有了一個臨界點和 ‘自我推進’的 ‘逃跑反饋’情況。”
長期關注氣候變化問題的上海浦東益科循環科技推廣中心項目總監武毅秀告訴澎湃新聞，臨界點之所以重要，是由於除了每一個臨界點的突破都會對生態環境帶來極大的影響外，還因為其具有兩個不可忽視的特點。
第一個特點是不可逆性。到達臨界點的累積時間可能很長，在這個累積時間段，避免觸發臨界點的努力是有意義的，而一旦觸發臨界點，整個系統可能會很快地遭遇壞結果——在臨界點之後，系統會進入新的平衡，但不會再是原來的狀態。
第二個特點是難以預測性，而這也是其最危險的地方：儘管人們知道危險將會來臨，卻無法準確預見臨界點何時到來。當我們意識到臨界點來臨時，臨界點實際上已經被觸發。
萊頓擔心的是，有“充分的科學證據”表明，世界已經處於接近可能產生重大、長期、不可逆轉影響的臨界點的風險之中，甚至一些臨界點可能已經被觸發。
早在2020年，萊頓的團隊就在《自然》雜誌發文指出，全球超過一半已被辨識出的氣候臨界點已呈現出活躍狀態，其中幾個臨界點的到來已經非常迫近。
此次發表的《科學》研究更進一步指出，目前全球升溫1.1攝氏度已經將幾個臨界點推入“可能已越過”範圍——其中包括格陵蘭島和南極西部冰蓋的崩塌、全球熱帶珊瑚礁的大規模死亡以及北半球永久凍土層的解凍。
“我們給出了相當大的不確定性範圍，但（一些臨界點）肯定處於危險區域 。我們可能正處於一個更大規模觸發乃至越過臨界點的過程中，我們希望還沒有越過，但是這正在變得越來越有可能。”萊頓對澎湃新聞說。
萊頓進一步補充道，最近幾年夏天的天氣情況是如此極端以至於很難將它們作為現有狀態的一部分。“也許它暗示着另一種天氣狀況的存在，這是我的擔心。”萊頓說。
瑞典皇家科學院院士、瑞典哥德堡大學物理氣象學教授陳德亮未參加上述研究，但身為國際氣候專家的他告訴澎湃新聞，萊頓團隊研究的意義在於把到目前為止科學家對臨界點的理解進行了總結，然後放在一起做了一個判斷，得出一個結論：大概在什麼樣的溫度下會產生一個重大的變化，臨界點將被觸發乃至越過。
“不過要指出的是，所有的單個氣候臨界點影響都是區域性的，單個臨界點被觸發並不等同於全球平均溫度的重大改變，而且由於數據和模型的問題，相關結論還有特別大的不確定性，我們還要積累更多的研究。”陳德亮說。
儘管如此，大多數氣候專家都同意，這項研究大致描繪出了我們將在未來面臨的最重大的氣候變化挑戰。
萊頓最新研究顯示的全球16個臨界點
氣候臨界點的影響
近年來，全社會對氣候臨界點會帶來的巨大影響的認識已有所提高，這在很大程度上要歸功於像萊頓一樣的科學家們的工作。
萊頓告訴澎湃新聞，當他在2008年發表關於臨界點的論文時，預測的某些方面仍然是理論性的。但從那時起，隨着氣候災害事件破壞率的增加和科學家觀察氣候變化能力的提高，臨界點的證據得到了加強。在最新發表的研究中，他的團隊總共確定了16個臨界點，若這些臨界點被觸發，將產生“深遠的區域影響”。
2008年萊頓論文里列出了九個主要臨界點，其中的大部分在2018年聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的《全球升溫1.5攝氏度特別報告》里也有提到。
這些臨界點包括：（1）亞馬孫熱帶雨林的枯萎；（2）北極海冰面積減少；（3）大西洋經向翻轉環流（AMOC）的減弱；（4）北美的北方森林火災和蟲害；（5）全球珊瑚礁大規模死亡；（6）格陵蘭冰蓋加速消融失冰； （7）永久凍土層解凍；（8）南極西部冰蓋加速消融失冰；（9）南極洲東部冰蓋加速消融。
2008年識別出的九個主要氣候臨界點
事實上，其中一些臨界點可能已被觸發。萊頓告訴澎湃新聞，過去十年的研究表明，南極洲西部阿蒙森海的冰川消融可能已經突破了臨界點 ——各個模型的演進都顯示，在這片區域，海洋、陸地和基岩相遇的 “交界線” 正在持續後撤。若南極西部冰川全部融化，可能致使全球海平面在未來數百年到幾千年的時間上升約3米。
同樣的情況也在北半球格陵蘭島的冰蓋發生。相關模型研究表明，格陵蘭冰蓋融化的臨界點在升溫1.5℃時就可能被觸發。假使格陵蘭冰蓋全部融化，它會在數千年的時間內使全球海平面上升約7米。
萊頓也同意，研究人員還需要更多的觀測數據和時間來確定相關冰蓋是否已經達到臨界點，但可以肯定的是，南極洲和格陵蘭島的冰蓋是地球上“最脆弱”的臨界點之一，眼下距離觸發兩地大規模冰蓋消融已 “非常接近”。
若南極西部冰川和格陵蘭冰蓋融化的臨界點被觸發，將最終導致全球海平面升高十米，紐約、洛杉磯、聖彼得堡、新奧爾良、上海、愛丁堡等全球各大沿海城市，屆時都將被海水淹沒而不復存在。
另一個有着巨大威脅的臨界點是凍土層的解凍。那裡封存着大約相當於當前全球大氣中兩倍數量的碳。IPCC 報告寫到：假使按照當前的升溫速度，全球約70%的永久凍土會在本世紀末消融，沉睡在凍土層里的碳一旦被解封，將會持續釋放很長一段時間而很難停下來，這將進一步加強溫室效應的惡性循環。
亞馬孫雨林作為全球最大的熱帶雨林，是全球十分之一已知物種的棲息地，也是世界最大的儲碳、固碳森林。在埃塞克特大學的研討會上，德國慕尼黑技術大學地球系統建模教授尼克拉斯·布爾斯（Niklas Boers）表示，自2003年以來，由於森林砍伐和氣候變化，四分之三的亞馬孫雨林已經喪失了“恢復力”。這“可能已將亞馬孫地區推向了雨林枯萎的臨界點”，進而對南美季風產生連鎖影響，減少30%至40%的降水量。
武毅秀告訴澎湃新聞，作為緩解氣候變化的得力幫手，亞馬孫雨林長期儲存的碳大概相當於全人類十年的排放總量。一旦這個臨界點被突破，如此高量的碳被釋放到大氣中，將使全球二氧化碳濃度激增10%。
在海洋方面，大西洋經向翻轉環流（AMOC）是大西洋中的一個主要洋流系統，而它或已經處在千萬年來最弱的時候。
德國波茨坦大學海洋物理學教授斯蒂芬·拉姆斯托夫（Stefan Rahmstorf）教授在會議上更進一步表示，“幾周前，我看到的一些尚未公布的數據表明，AMOC可能處於過去1170萬年來最弱的時期。”
AMOC的進一步減弱可能對歐洲帶來巨大的影響，導致更多風暴、更寒冷的冬季以及整個歐洲極端高溫熱浪和乾旱的增加。
也有專家表示，全球珊瑚礁大規模死亡的臨界點是最大的擔憂，因為這“直接影響到數億人的生計”，特別是較貧窮的熱帶地區的居民，他們直接依賴與珊瑚礁有關的漁業為生。
大部分專家都同意，觀測證據表明，一些主要的地球系統臨界點正在失去穩定性。德國波茨坦氣候影響研究所所長約翰 · 羅克斯特羅姆（Johan Rockstrom）將其比作在炸彈上點燃導火線，“導火線會燃燒起來，直到大爆炸的發生。”
陳德亮向澎湃新聞表示，“倘若我們對地球系統的運作有很好的理解，那麼預測就會更準確。過去發生的（氣候事件數據）可以幫助我們加強理解，但模型不能代替未來。眼下發生的許多氣候事件是過去從沒發生過的，這對於預測未來而言是一個巨大的挑戰。”
近年來更令科學家們擔心的是，全球的臨界點是相互關聯的，一個臨界點被突破，可能會增加其他臨界點被突破的風險。一旦氣候變化的多米諾骨牌被推倒，則全球的級聯效應（Global Cascade) 將變得不可避免。若發生這種連鎖反應，全球平均氣溫可能將會上升至高於過去120萬年中的任何時期，地球將變成“溫室地球”，最終形成對人類生存與文明的威脅。
“大約十年前，我們認為這僅是一種理論上的可能性，現在我們有了更直接的因果關係的證據。”萊頓對澎湃新聞說。
萊頓具體解釋道：比如格陵蘭冰原融化，會向北大西洋注入大量淡水，進一步減弱大西洋經向翻轉環流，這會減少南半球向北半球輸送的熱量，把熱量留在南半球的海洋，進一步加熱南極冰蓋的融化。
覆蓋兩極的白色冰雪原本可以反射太陽光，但若冰雪融化，裸露出的棕色地表和海洋將會吸收更多的太陽熱輻射，從而加劇永凍土層的融化，讓更多冰雪消融，形成惡性循環。
對此，陳德亮也表示認同，不過他指出，全球範圍內不同臨界點具體如何互相影響，影響又有多大仍有待進一步的科學研究。
2021年9月11日，位於格陵蘭島努克以南約80公里的塞爾梅克冰川正在融化。
“積極”的轉折點
如何應對迫近的氣候臨界點？在埃克塞特大學的會議上，與會者們發起了一項名為“積極的轉折點”（Positive Tipping Point）的倡議 ，期待引發全球社會的快速轉變 ，從而及時應對氣候危機。
萊頓向澎湃新聞舉例解釋說，一個“積極的轉折點”可能是可再生能源價格的加速下降以及各方對部署這些技術的巨大政治支持。
“我們相信，改變根深蒂固的行為的一個重要方法是找到社會和政治的 ‘積極臨界點’。我們必須在社會經濟系統中找到並觸發這些積極的臨界點，從根本上加速全球經濟的脫碳，以限制氣候系統中極具破壞性的臨界點帶來的風險。”
參加埃克塞特大學會議的科學家們強調，現在將資金和注意力轉移到迅速擴大零碳排放的可再生能源規模上，仍可以阻止許多災難性的臨界點到來。眼下在許多地方，可再生能源已經和化石燃料一樣便宜。大多數主要的汽車和卡車製造商現在都在計劃停止生產化石燃料汽車。
英國牛津大學馬丁學院（Oxford Martin School）複雜性經濟學項目主任多因·法默（Doyne Farmer）在會上表示，未來幾十年內可再生能源的成本預計將大幅下降，以至於其它任何能源都將很快失去競爭力。
萊頓以英國為例：“十年前煤炭發電占該國電力的40% ，現在英國計劃到2024年停止使用煤炭發電，這就是一個積極的轉折點。”
而上述變化是由三件事共同引發的：對風電的投資、在發電行業引入碳定價以及歐盟碳交易。“一旦投資煤炭變得無利可圖，企業就會開始拆除燃煤發電站。”萊頓說。
另一方面，公眾的意識和參與度仍有待提高。根據調查機構益普索去年在 G20國家開展的一項民意調查，雖然人們對氣候和生物多樣性危機的認識有所提高，但他們對所需要的行為改變的規模仍了解甚少。
83%的受訪者表示，自己希望為保護和恢復自然做更多事情。然而，當被問及將採取什麼行動時，大多數人表示優先考慮的事項包括增加廢品回收利用和避免過度包裝，而改變飲食習慣、減少使用燃油車和乘坐飛機等對氣候影響更大的行為變化則甚少提及。
儘管挑戰巨大，多年來一直在研究氣候臨界點的萊頓並沒有陷入悲觀。“我的個人哲學是，把自己看作是整個地球生物系統的一部分。氣候危機告訴我們這是一個學習與大自然合作，而不是與之對抗的過程。”萊頓說。
他補充道，“我認為另一個原因是為了我們的孩子們，他們讓我對未來擔憂，但是也給了我最大的希望。”