地球系统中临界元素的遥相关
物理与社会
2022-09-12 v1 地球物理
摘要
地球系统的临界元素可能在临界点处从一种状态突然而不可逆地转变为另一种状态，对我们社会构成日益增长的威胁。然而，如何评估和量化一个临界元素的影响，以及如何探索不同临界元素之间的遥相关尚不完全清楚。为填补这一知识空白，我们提出一种气候网络方法，定量分析了著名临界元素亚马逊雨林面积(ARA)的全球影响。我们发现，诸如青藏高原(TP)和西南极冰盖等区域具有更高的网络加权链接，并与ARA表现出强相关性。随后我们识别出ARA与TP之间的遥相关传播路径。该路径在CMIP5和CMIP6多种气候模型模拟的气候变化下是稳健的。此外，我们通过对雪盖范围应用临界慢化指标、滞后1自相关和去趋势波动分析，检测到青藏高原雪盖范围临界转变的早期预警信号。我们发现TP雪盖自2008年以来已失去稳定性，揭示TP正作为一个临界元素运作并接近潜在的临界点。我们进一步揭示，在气候变化下ARA与TP之间的各种气候极端事件显著同步。我们的框架为临界元素如何相互关联以及级联临界动力学的潜在可预测性提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2209.04327,
title = {Teleconnections among Tipping Elements in the Earth System},
author = {Teng Liu and Dean Chen and Lan Yang and Jun Meng and Zanchenling Wang and Josef Ludescher and Jingfang Fan and Saini Yang and Deliang Chen and Jürgen Kurths and Xiaosong Chen and Shlomo Havlin and Hans Joachim Schellnhuber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04327},
year = {2022}
}