一項嚴峻的新研究表明，人類不僅使地球變暖，而且使氣候變得混亂。

這項新研究於4月21日發布到預印本資料庫。arXiv對人類活動對氣候的全部潛在影響進行了廣泛而一般的描述。而且圖片並不漂亮。

雖然這項研究沒有提出對氣候模型的完整模擬，但它確實描繪了一幅廣泛的草圖，如果我們不減少氣候變化和我們對化石燃料的無限制使用，根據研究作者，葡萄牙波爾圖大學物理與天文學系的科學家的說法。.

「氣候變化的影響是眾所周知的（乾旱，熱浪，極端現象等），」研究研究員Orfeu Bertolami在一封電子郵件中告訴Live Science。「如果地球系統進入混亂行為的區域，我們將失去以某種方式解決問題的所有希望。

氣候變化

地球周期性地經歷氣候模式的巨大變化，從一個穩定的平衡到另一個穩定的平衡。這些轉變通常是由外部因素驅動的，例如地球軌道的變化或火山活動的大規模激增。但過去的研究表明，我們現在正在進入一個新的階段，一個由人類活動驅動的階段。隨著人類向大氣中注入更多的碳，我們正在創造一個新的人類世時代，一個受人類影響的氣候系統的時期，這是我們的星球以前從未經歷過的。

在這項新研究中，研究人員將人類世的引入建模為相變。大多數人都熟悉材料的相變，例如，當冰塊通過融化成水而從固體變為液體時，或者當水蒸發成氣體時。但相變也會發生在其他系統中。在這種情況下，系統是地球的氣候。給定的氣候提供了規律和可預測的季節和天氣，氣候的相變導致新的季節和天氣模式。當氣候經歷相變時，這意味著地球正在經歷突然而快速的模式變化。

物流問題

如果人類活動正在推動地球氣候的相變，這意味著我們正在使地球發展出一套新的天氣模式。這些模式會是什麼樣子，是氣候科學最緊迫的問題之一。

地球的氣候將走向何方？這在很大程度上取決於我們未來幾十年的活動。例如，大幅減少碳排放將導致不同的結果，而不是什麼都不改變，研究人員在研究中寫道。

為了解釋人類可以做出的不同軌跡和選擇，研究人員採用了一種稱為邏輯地圖的數學工具。邏輯地圖非常適合描述某些變量（例如大氣中的碳含量）可以增長但自然達到極限的情況。例如，科學家經常使用邏輯地圖來描述動物種群：動物可以繼續分娩，增加數量，但是當它們消耗環境中的所有食物時，它們就會達到極限（或者它們的捕食者太餓了，消耗了它們）。

我們對環境的影響肯定在增長，而且已經持續了一個多世紀。但根據研究人員的說法，它自然會達到極限。例如，人口只能增長得如此之大，只能有如此多的碳排放活動;污染最終會使環境退化。在未來的某個時候，碳輸出將達到最大極限，研究人員發現，邏輯地圖可以很好地捕捉到碳輸出的未來軌跡。

一切都是混亂的

研究人員探索了人類物流地圖可以演變的不同方式，這取決於各種因素，如我們的人口，碳減排策略的引入以及更好，更有效的技術。一旦他們發現人類的碳輸出將如何隨著時間的推移而演變，他們就用它來研究地球的氣候將如何通過人類驅動的相變而演變。

在最好的情況下，一旦人類達到碳排放的極限，地球的氣候就會穩定在新的、更高的平均溫度下。這種較高的溫度對人類總體上是不利的，因為它仍然會導致更高的海平面和更極端的天氣事件。但至少它是穩定的：人類世看起來像以前的氣候年齡，只是更溫暖，它仍然會有規律和可重複的天氣模式。

但在最壞的情況下，研究人員發現地球的氣候會導致混亂。沒錯，數學混亂。在混沌系統中，沒有平衡，也沒有可重複的模式。混亂的氣候會有季節從十年到十年（甚至每年）的急劇變化。有些年份會經歷突然的極端天氣閃光，而另一些年份則會完全安靜。甚至地球平均溫度也可能波動很大，在相對較短的時間內從較冷的時期擺動到較熱的時期。要確定地球氣候朝哪個方向發展將變得完全不可能。

「混沌行為意味著即使我們非常確定地知道其當前狀態，也不可能預測地球系統在未來的行為，」Bertolami說。「這將意味著任何控制和推動地球系統走向有利於生物圈可居住性的平衡狀態的能力都將喪失。

最令人擔憂的是，研究人員發現，高於地球大氣層的某個臨界閾值溫度，一個反饋周期可能會啟動，混亂的結果將變得不可避免。有一些跡象表明，我們可能已經過了這個臨界點，但現在避免氣候災難還為時不晚。