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2015年4月6日海洋表面温度
2015年4月6日的海洋表面温度。 信用:Kevin Gill / Flickr
全球气温
2015年1月16日11:40

解释者:科学家如何测量全球温度?

Roz Pidcock.

Roz Pidcock.

01.16.15.
Roz Pidcock.

Roz Pidcock.

16.01.2015 | 11:40am
全球气温 解释者:科学家如何测量全球温度?

每年都在这一次,世界上有一系列主要的气象机构,因为他们准备释放前一年的官方全球温度数字。

今年,人们尤其感兴趣,因为2014年可能会成为有记录以来最热的一年。

首先,官方数据的街区是日本气象学局(JMA)。本月早些时候,它确认了2014年拍摄了顶峰全球温度0.27摄氏度高于长期平均水平。今天,这是美国宇航局和美国国家海洋和大气管理局的转折,英国在下周举行诉讼办公室。

为什么有这么多唱片?虽然全球气温是一个非常简单的概念,但测量它比你想象的要困难。我们来看看科学家是如何测量全球温度的。

基础知识

为了获得地球温度的完整图像,科学家们结合了船只、浮标和卫星收集的陆地上空和海洋表面的测量数据。

每天和海景站的温度每天比较该位置和时间的“正常”,通常是30年期间的长期平均值。差异被称为“异常”,他们帮助科学家评估温度随着时间的推移如何变化。

“阳性”异常是指温度比长期平均水平更温暖,“负”异常意味着它是较冷的。

每日异常在整整一个月内平均在一起。反过来,这些是从季节和每年的温度异常制作。

四个主要数据集

科学家使用四个主要数据集来研究全球温度。英国遇见托运德利中心和东安基里亚大学的气候研究单位联合生产Hadcrut4.

在美国,Gistemp.系列通过美国宇航局戈达德研究所的太空科学研究所(biwei6868戈达德太空研究所),而国家海洋和大气管理局(Noaa.)创建MLOST.记录。日本气象厅(日本气象厅)生成第四个数据集。

以下是在过去130年中比较四个数据集中的全球温度如何。你可以看到他们都表现出变暖的趋势,但也有一年到一年的差异。

全球平均气温异常

全球平均温度异常从1880年到2012年,相比于1951年至1980年的长期平均水平。来源:美国宇航局地球观测站

在四个数据集中,GISTeMP(红线)显示最快的变暖。JMA倾向于轨道略低于其他(紫色)。那么为什么我们看到数据集之间的差异?

这答案的答案在于不同的数据集如何处理世界的远程部分,测量误差,测量误差,随时间的仪器的变化以及使捕获全球温度的其他因素具有更短于直接的任务。

数据覆盖范围可能是最大的影响力。NASA GISTEMP具有最全面的覆盖范围,具有超过99%的地球仪的测量。相比之下,JMA仅占全球的85%,在杆子,非洲和亚洲的数据中特别差。

hadcru4和北极的挑战

数据集如何处理缺失的数据?

美国宇航局的Gistemp.用途使用周围测量填充间隙的统计方法。每个测量影响最终值的影响程度取决于它在地理上的接近程度。Noaa.MLOST DATASET的类似过程。

Hadcrut4是唯一一个留下缺失数据空白的区域的数据集,而不是尝试填充它们。这有效地假设气温与全局平均水平符合。

不会是一个问题如果世界以往任何地方的速度变暖。但是,数据表明,北极比较变暖两次像全球平均水平一样快。

这是合理的,那么缺失的北极可能导致全球温度低于现实世界。实际上,更新了旧版本的温度记录(Hadcrut3),包括更好的北极数据锯北半球温度增加0.1摄氏度

但是数据差距仍然存在,如下图中顶部地图的白色区域所示。一个去年试图将这一众所周知的卫星数据解决了重建洞在地表温度记录(下面的地图)。这表明地球表面变暖了两倍过去15年比Hadcrut4建议。

地图显示全球变暖。

顶部:白色区域显示Hadcrut4数据集的空白。底部:重建数据在北极比世界其他地方更快地变暖。来源:《考坦与韦》(2013)

一个细节问题

在为每个陆地或海景的年度温度异常工作后,科学家的下一个工作是将地球分成网格盒。

它们通过组合来自所有可用站的数据来计算每个框的平均温度。网格盒越小,盒子的平均温度越好,在任何给定点都会反映实际温度,导致在将它们全部加入时更准确的估计全球温度。

这是数据集不同的另一个点。NASA GISTEMP记录是四个数据集最详细的,网格盒两度经度两度纬度。

另外三个具有五度乘五度的网格盒。它们也有所不同,他们在世界各地拥有多少个地点。Hadcrut4拥有大约5,500人,Gistemp需要大约6,300个,但Molost最多,拥有大约7,000个土地站。

这四个数据集在其他重要方面也有所不同,包括它们所涵盖的时间段。HadCrut4最早可以追溯到1850年。GISTEMP和MLOST都始于1880年,而JMA始于1891年,稍晚一些。

锻炼全球气温

通过结合这些网格,科学家们计算出了南北半球的平均温度。每个箱子能捐献多少钱全球温度被调整为了解释赤道的经度比两极的经度大这一事实。这些半球值共同提供了全球平均温度的估计数。

但是,它并不像将两个数字添加在一起一样简单。为避免更好的北半球取样从主导温度记录,科学家们取得了两个半球值的平均值。

卫星质量检查

除了测量地球表面的温度,卫星可以从地球大气层的底部10公里收集数据,称为较低的对流层。

与表面温度记录不同,对流层温度仅延伸到卫星时代的开始于1979年。对流层温度较低与表面的温度不同。例如,ElNiño天气现象的影响要大得多。

但科学家可以使用较低的对流层测量进一步的证据不断变化的气候。一些现在,不同的研究小组对对流层温度进行了追踪,所有四个小组都显示出了过去30年的变暖趋势。

尽管如此,它有时会被争辩媒体的一部分相反的情况是正确的——对流层变暖的速度甚至比地球表面还要慢稍微冷却

这源于研究1990年由阿拉巴马大学的约翰·克里斯蒂和罗伊·斯宾塞出版。出于好奇,其他科学家开始调查发现错误最初的方法是处理卫星上传感器之间的差异,以及卫星本身随时间漂移。一旦被修正,对流层和表面温度之间的差异就减小了——变暖的趋势现在就很明显了。

一贯的标志

凭借其不同的方法来解决地球的温度,四个全球数据集以及卫星测量中的每一个以及卫星测量都具有优缺点。

随着新数据可用,并且对不确定性的理解,所有的所有表面数据集都会更新。这是通过所有可用数据的组合,科学家能够对温度如何变化的强大估计。

来自这个故事的Sharelines
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