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俄罗斯,夕阳下的红日笼罩在工厂烟囱的烟雾中。 信贷:斯坦尼斯拉夫·奥库洛夫/阿拉米股票照片。
气候状况
2021年1月14日16:00

气候状况:2020年以最热烈的纪录的关系

Zeke Hausfather.

01.14.21

Zeke Hausfather.

下午1:00 14.01.2021 |
气候状况 气候状况:2020年以最热烈的纪录的关系

随着现在的所有官方气候数据,2020年世界的表面温度已被确认为2016年作为记录最热烈的年份有效地捆绑。

在本文中,碳简介解释了为什么在地球必威手机官网海洋,气氛,冰屋和表面上被证明这一年被证明是如此。

去年,地球的气候创下了多项记录:

记录温暖的表面温度

2020年全球表面温度异常温暖。美国宇航局的数据显示,这是有记录以来最热的一年,而来自Noaa.伯克利地球哥白尼ERA5和新更新的Hadley中心/ UEAHadcrut5.将其记录为第二最热的温度。

在所有情况下,2020年和2016年平均气温的差异小于0.03℃,而全球记录只能预测目前的温度在0.05摄氏度左右。这意味着科学家不能确信2020年比2016年更冷,而这两个年份被认为是有记录以来最温暖的一年。

2016年的温度升高到a一定程度的十分之几最大的一个厄尔尼诺过去世纪的活动。相比之下,2020年的特点通过谦虚的LaNiña活动,可能在今年下半年可能具有自然的冷却影响。

这是相当了不起的拉尼娜年可能有记录以来的最强的厄尔尼诺现象的一个温暖短短几年前匹配 - 说明,人类温室气体排放对全球气温有强大的冲击力。

全球地表温度记录可以计算出返回到1850年,虽然有些组选择在1880年开始在1880年开始记录。在1850年之前,一些特定区域存在记录,但不充分普及以任何合理的准确性计算全球温度。这些记录是通过组合创建的船和测量技术海洋的海水表面温度与从陆地上气象站表面空气温度的温度读数(哥白尼ERA5是个例外,因为它使用基于模型的天气再分析)。

下图显示了1850年以来的全球气温记录,显示的温度与1880-1899年期间的温度相比,突出了自1850年以来的变暖产前期

1850-2020年全球平均地表温度。
1850-2020年全球平均地表温度。数据来自NASA Gistemp.noaa globaltemp.哈德利/ UEA HadCRUT5伯克利地球碳简报的必威手机官网原始温度记录。1979-2000年气温哥白尼ERA5(重新分析记录始于1979年)。根据1880-1899年的基线绘制异常曲线,表明自前工业化时期以来气候变暖。图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

2020年的温度在1.2C和1.3C之间比19世纪晚期(在1880年至1900年之间)温暖,这取决于所选择的温度记录。它们连续第七年表示,全球气温超过大多数数据集的最高产业水平和大多数数据集中高于1.2℃的第三年。

在上一年中显示的数据的更新中,碳简介必威手机官网气候状况现在使用新的Hadcrut5.而不是Hadcrut4.(见近期碳简介分析必威手机官网HadCRUT5了解详细信息)。的Cowtan和途径记录不再显示,因为它与HadCRUT5很大程度上冗余;它使用相同的数据和类似的方法来在数据填补空白。(Cowtan与途径被创造了以应对HadCRUT4数据空白。)

过去一个世纪的全球变暖不是任何原因造成的调整呈现给潜在的温度记录。上图包括通过碳简介使用不受任何调整或校正的碳简介计算的“原始记录”线(显示为虚线),该数据不受测量技术的变化的任何调整或校正。必威手机官网超过1850 - 2012年期间,调整温度记录实际上,与原始数据相比,气候变暖的趋势要小一些。

过去六年的记录确实比以往任何时候都要温暖得多。这可以从下面伯克利地球的图片中看到。每条阴影曲线代表那一年的年平均温度。曲线越往右,温度越高。

每年的曲线的宽度体现在每年的温度值的不确定性(造成的因素,如测量技术的变化而事实上,世界上一些地方比其他较少的测量位置)。

流式视频的数据和电力使用估算
每年相对工业化前的全球平均地表温度及其各自的不确定性(曲线宽度)伯克利地球.请注意,此处示出了热温相对于1850-1900期间的温度。由图产生的数字罗伯特罗德博士

下图提供了过去50年全球表面温度记录的放大图。这张图以最近的1981年至2010年为基线,提供了过去几十年气温记录差异的更清晰视图。请注意,根据使用的记录,1981-2010年期间比1880-1900年前的工业化时期高出0.6 - 0.75摄氏度左右。

1970-2020年的温度数据,使用1981-2010年的基线期。
与第一个数字相同,但在1970 - 2012年的数据和使用1981-2010基线期间。图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

2020年地表变暖的模式

把全球表面温度作为气候变化的一个关键指标是重要的,但可能会掩盖全球变化的非常不同的速度。

例如,虽然地球表面大部分被海洋覆盖,但几乎所有人类住区和活动都在陆地地区。自1970年以来,陆地变暖速度比海洋快70%,比全球平均水平快40%。

下图显示了黑色,仅橙色的陆地温度的全球平均表面温度,以及蓝色的海洋温度。它基于Hadcrut5数据从1850-1978和Copernicus / ErA5数据的组合,如在写作时,只有ERA5释放了将土地和海洋温度分别计算到2020年底所需的数据。

1850-2020年全球平均地表温度。
1850-2020年全球平均地表温度。数据来自哈德利/ UEA HadCRUT5从1850年至1978年起哥白尼ERA51979-2020年(再分析记录始于1979年)。这两个数据集通过最小化1981-2010年期间的重叠而合并。根据1850-1899年基线绘制异常图,以显示前工业化时期以来的变暖。碳纤维简图必威手机官网高级园林

虽然整个整体在这个数据集预工业期间(1850-1899)以来,世界整体上涨了大约1.3℃,但平均地区的土地地区达到了1.9℃。相比之下,自前工业时报以来,海洋速度较慢地升高了大约1℃。(看必威手机官网“论为什么陆地和海洋暖以不同的速率最近访客发表。)

陆地和海洋的不同部分也升温速率不同。在2020年的温暖覆盖世界大部分地区,具有特别高的温度在北极,西伯利亚,欧洲,中南美,中东,北太平洋和南极海洋。如下图所示,从伯克利地球,展示世界各地的年平均温度异常的一年。

表面温度异常 -  2020
2020年的地表温度异常伯克利地球.请注意,Berkeley使用1951-1980基线来计算异常。

基于一个分析由伯克利地球年,2020年有最温暖的年均因为仪器记录开始在以下45个国家:安道尔,安提瓜和巴布达,阿根廷,白俄罗斯,比利时,伯利兹,玻利维亚,哥伦比亚,古巴,吉布提,多米尼加,爱沙尼亚,密克罗尼西亚联邦,斐济,芬兰,法国,冈比亚,危地马拉,几内亚,几内亚比绍,洪都拉斯,牙买加,日本,拉脱维亚,立陶宛,卢森堡,马尔代夫,马绍尔群岛,墨西哥,摩尔多瓦,瑙鲁,秘鲁,刚果共和国,俄罗斯,圣基茨和尼维斯,塞内加尔,塞舌尔,塞拉利昂,所罗门群岛,索马里,瑞典,台湾,图瓦卢,乌克兰,瓦努阿图和委内瑞拉。

下图 - 也来自伯克利地球 - 展示了2020年举办了温暖或冷记录的世界地区。值得注意的是,虽然行星大部分地区设置了新的温暖记录,但地球上没有位置平均地球温度是最寒冷的记录。

2020年平均年度温度的五个最热的五个最热门的世界地区
2020年,世界上五个最温暖(红色)和五个最凉爽(蓝色)的地区的年平均气温在有记录的五个地区中伯克利地球

观察追踪气候建模预测

气候模型提供基于物理的估计,对未来排放,温室气体浓度和其他不同的不同假设给予不同的假设气候影响因素

在这里,碳简必威手机官网介两组不同的气候模型 - 旧模型(CMIP5)在2013年使用第五次评估报告(AR5)来自政府间气候变化小组(IPCC)及新模式(CMIP6)为即将到来的2021年IPCC第六次评估报告开发。

在CMIP5中,2005年之前的温度模型估计是利用过去已知的气候影响的“后报”,而2005年之后的温度预测是基于对事物可能如何变化的估计的“预测”。另一方面,CMIP6模型的后测结果一直到2014年。

下图显示了1850年以来CMIP5各模式的预估范围,以及在中间道路下至2100年的未来预估RCP4.5排放情景。黑线显示了平均38种不同的型号,而灰色区示出了95%(两个西格玛)范围模型突起。观测温度绘制在气候模型数据的顶部,与个别观测记录由彩色线条表示。

CMIP5模型的年度全球平均水平温度和1850年至2100之间的观察
全球年平均地表温度CMIP51850年至2100年的模型和观测(观测到2020年)。模型使用RCP4.52005年后的情景。它们包括海洋表面温度,在陆地上的海洋和表面空气温度以匹配由观察测量. 根据1981-2010年基线绘制的异常。碳纤维简图必威手机官网高级园林

这里所示的气候模型输出被混合 - 即它们将表面空气温度与海面温度相结合,在海洋上以相同的方式在观察气候记录中测量的方式。这允许a更精确的比较两者。

过去170年的观测结果完全符合CMIP5气候模式预估的范围。2020年的温度非常接近模式的平均温度。下图显示了过去70年(1950-2020年)的气候模型和观测数据的放大图。它还包括一条黑色虚线,显示非混合模型结果(例如全球地表气温)。

使用CMIP5和观察全球表面温度1950年至2020年
与之前的图表相同,但为1850-2100年期间。模型使用RCP4.52005年之后的场景。图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

虽然并不是所有参与CMIP6的模型都报告了当时的运行情况,但足够多的——33个模型——都有历史和RCP4.5未来变暖预测,从而能够与观测结果进行比较。下图是对CMIP6模型和1950年至2020年观测数据的分析。(注意,CMIP6只显示了非混合的模型结果,因为混合的CMIP6字段还没有创建。)

根据CMIP6和观测数据,1950年至2020年全球地表温度
与先前图表相同,但对于CMIP6型号。模型使用RCP4.52014年后的情景。通过碳简短使用的图表必威手机官网高级园林

CMIP6模型通常比CMIP5预测更暖化——无论是在历史时期还是在未来。近年来,CMIP6的观测值明显低于模式平均值,但仍在95%的范围内(灰色区域)。

有关新的CMIP6结果以及它们与前一代CMIP5模型的区别的更多讨论,请参见《碳简报》必威手机官网CMIP6解释者

在卫星记录中记录温度

除了对世界陆地和海洋进行表面测量外,卫星M.一世crowave测深单位自1979年以来一直在提供全球较低大气温度的估计值。

这些测量,而受制于一些大的不确定因素,还将2020年显示为历史温暖年度 - 有效地在不确​​定范围内与2016年捆绑在一起。

由此产生的记录遥感系统(RSS)显示,2020年是有记录以来最热的一年,略高于2016年阿拉巴马大学,亨茨维尔(UAH)将其显示为第二热门,比2016年略微凉爽。下面的图表显示了蓝色的红色和UAH中的两个记录。

从RSS版本4和UAH Version 6的全球平均水平降低到1979  -  2020年
全球平均水平降低对流层温度RSS版本4(红色)和UAH版本6.(蓝色)期间从1979年至2020年,相对于2081至10年基线。图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

这些卫星测量对流层下层的温度,并捕捉到地表以上约5公里处的平均温度变化。

大气层的该地区往往受到ELNiño和LaNiña的影响更强烈的影响,而不是表面和卫星记录在这些事件期间显示相应更大的升温或冷却尖峰。这就是为什么,例如,1998年作为卫星的最温暖的岁月之一,但不是在表面记录中。

两个较低的对流层温度记录在本世纪初之后显示出很大的差异。RSS显示的总体变暖速率与地表温度记录非常相似,而UAH显示的近年来的变暖速度比地表观测到的要慢得多。都有看到大调整与每个记录的先前版本相比,近年来,与每条记录的先前版本相比,已经温暖了RSS和冷却UAH。

创纪录的海洋热量水平

超过90%通过增加温室气体的浓度被困热量是由地球上的海洋吸收。

虽然表面温度波动了一下每年由于自然变化,海洋热含量的增加更为平稳,在许多方面,一个更可靠的指标尽管地球变暖的历史记录较短。

去年,根据1958年开始可靠的记录,为最高海洋热量含量的清晰记录,根据1958年的可靠记录中国科学院大气物理研究所biwei6868(IAP-CAS),维护最新的海洋热内容数据库。

下图显示了海洋深度0至700米(浅蓝色条)和700至2000米(深蓝色)区域每年的海洋热含量,这一区域构成了世界海洋的大部分。海洋变暖是相对于1958-1960年的平均值绘制的。

年全球海洋热含量或0-700米和700-2000米层。
年度全球海洋热含量(在Zettajoules - 十亿亿万焦耳,或10 ^ 21焦耳)为0-700米和700-2000米的层。数据来自Cheng等人2020.图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

2020年海洋热量含量明显高于2019年,下一个最热的一年。虽然2016年表面上是一个温暖的一年,但它只是海洋热含量的第六个最热烈的一年,作为ELNiño的活动,帮助2016年表面温度如此温暖重新分配的热量从海洋进入大气层。

海洋热含量1990年后明显加速,由于温室气体被捕获的热量增加并从中恢复Pinatubo.火山爆发1992年,大多数年后,已经设定了一个新的记录。

海平面继续上升

现在的海平面已经上升到一个新的高度,由于一个组合在融化的陆地冰(如冰川和冰原)中,水在变暖和温度变化时的热膨胀土地储水.近年来,有更大的贡献从熔炼冰盖和冰川到海平面上升。

自20世纪90年代初以来,使用来自卫星的高度计数据估计全球海平面的增加。早期的全球海平面已经从全球潮牌仪测量网络中重建。这允许研究人员估计海平面如何发生变化自18世纪后期以来

下图显示了五种不同的海平面上升数据集(彩色线条),以及1993年之后的NASA(黑色)的卫星高度计测量。(由于整年尚未发布海平面,下图仅包括数据到2019年底。)

全球平均海平面上升数据
从全球平均海平面上升数据教堂和白色2011年(红色的),jevrejeva等人2014(黄色),雷和道格拉斯2011(灰色的),Hay et al 2015(浅蓝色)和Dangendorf等人2019(深蓝)。从1993年(黑色)到呈现的卫星高度计数据美国国家航空航天局.图表的必威手机官网使用高级园林

海平面已经由0.18和0.2米(180-200mm)之间自1900年以来上升虽然海平面上升预测近几十年大多同意,更大的分歧在1980年以前是显而易见的还有在后1993年加速海平面上升的证据当高质量卫星测高数据是可用的时间段。(见碳的简必威手机官网介解释者关于气候变化如何加速海平面上升。)

冰川熔体继续加速

科学家们使用各种遥感技术以及通过格蕾丝地球重力场的测量。冰川上的雪和通过融化或"产犊”确定冰川增长或收缩随着时间的推移。

一个叫做世界冰川监测局追踪了世界上19个不同地区的164个不同冰川。下图显示了从1950年到2019年底全球平均冰川质量的变化(2020年的值还没有得到)。

冰川熔体据报道米水当量,这是平均损失了多少质量的措施。

全球平均冰川融解于1950  -  2018年世界冰川监测服务在米的水中等效。
从一九五零年至2018年全球平均冰川融化世界冰川监测局在米的水中等同。必威手机官网碳简短使用高级园林

温室气体浓度达到新的高点

2020年,由于化石燃料、土地使用和农业的人类排放,温室气体浓度达到新高。

三种温室气体-二氧化碳,甲烷(ch4)和笑气(N2O) - 负责人类活动捕获的大部分额外热量。二氧化碳是迄今为止最大的因素,占“增加”的大约50%“辐射强迫“从1750年开始。

甲烷占29%,而一氧化二氮占5%左右。剩余的16%来自其他因素,包括一氧化碳,黑碳卤素色,例如氟氯化碳。

温室气体的人类排放增加了大气浓度的二氧化碳,甲烷和氧化亚氮,至少在其最高水平几百万年——如果不是更久的话。

下面这些温室气体的浓度示出了该图中 - 在百万分之一(PPM)用于二氧化碳(蓝线)和甲烷(橙)和氧化亚氮(红色)的零件(PPB) - 从20世纪80年代初到2020年10月20日CH4和N2O的CO2和9月(最近的数据)目前可用)。

数据显示温室气体继续积累在大气中,尽管在全球排放量的临时浸由世界各地的Covid-19锁定引起的。

二氧化碳,甲烷和一氧化二氮的全球浓度
CO 2,甲烷(CH4)和氧化氮(N 2 O)的全局浓度。基于NOAA的数据地球系统研究实验室. 请注意,y轴并非从零开始。碳纤维简图必威手机官网高级园林

北极海冰看到第二次最低夏季最低限度

北极海冰在创纪录的低点在2020年大部分的北半球夏季花了它在七月,八月,十月和十一月的大部分地区设置的每日纪录低点。它看到了第二个最低点夏季最小海冰范围 - 仅次于2012 - 有记录以来在70年代末期。

北极经历了9月最低限度之后的异常缓慢的海冰恢复,尽管它近期的长期(1979-2010)恢复到低于长期(1979-2010)。

与北极形成鲜明对比,南极围绕南极的海冰仍然在长期平均范围内,整个2020年。

下图显示了一年中每一天的北极(红线)和南极(蓝线)海冰范围,以及它如何比较历史范围(相应的阴影)。

来自美国国家雪和冰数据中心的北极和南极日海冰范围。
北极和南极日常海冰范围美国国家雪和冰数据中心.粗线显示每日2020个值,阴影区域表示双标准差范围在1979年至2010年之间的历史价值。虚线的黑线显示每个杆的记录低点。图表由Carbon必威手机官网 Brief使用高级园林

2020年夏季大部分夏季的北极海冰等极低的北极海冰(例如,东北通道)开放航运持续了创纪录的长时间。

下面的伯克利地球图表显示了北海路线开放(蓝线)的每年时期。在2005年之前,很少形成北极的海洋段落;在2020年(红线),东北通道直接开放三个半月。这部分是由于西伯利亚异常变暖,以及该地区北部相应的无冰条件。

自1979年以来,北部海路北海路线已开放期间

展望稍微凉爽的2021

虽然温和拉尼娜事件可能帮助降温的2020年下半年,这些条件将持续下去今年上半年。因为有几个月的滞后在热带太平洋的El Niño或La Niña条件达到峰值及其对全球温度的影响之间,目前的La Niña条件可能会对2021年产生更大的影响,这就是为什么预计今年会比前两年更冷。

三组 -英国气象局,美国宇航局的Gavin Schmidt博士, 和伯克利地球- 已经预测了2021年的温度可能看起来像什么样的温度。所有三个都表明2021年将很可能比2020更酷。

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英国气象局和伯克利地球公司都预测,这将是有记录以来第五个最温暖的年份,最好的猜测是在第四到第七个年份之间(尽管现在还不确定是否会出现更冷或更暖的结果)。

下图显示了基于伯克利地球分析的绿色可能2021温度结果的范围,水平黑条显示的平均估计值。

从1850  -  2020年的全球表面温度,并在2020年底,基于全球温度和La Nina条件的预测到2021个温度
1850-2020年的全球地表温度和基于全球温度和拉尼娜现象的2021年预测温度,以及2020年底的预测。图来源于伯克利地球

NASA投影气温略高,据最佳估计,2021年是有记录以来第三个最热的年份,可能介于第一年和第六年之间。虽然目前尚不清楚是什么具体因素导致了这些预测之间的差异,但拉尼娜事件对2021年气温的影响有多大,部分原因可能是不同的假设。

下图,由Schmidt,在黑蓝色的黑蓝色末端显示了1980-2019的黑色,一个2020年的投影,一个2020投影,在浅蓝色的11月,基于建模的未来ElNiño,一个2021投影绿色条件。

预计-2020-and-2021-global-tempers-in-nasa-gistemp
NASA GISTEMP预测的2020年和2021年全球温度来自Gavin Schmidt博士

虽然现在预测2021年将在何处结束还为时过早,但与前几年相比,今年稍微凉爽一点也不是什么不同寻常的事情。

对气候有影响的不是个别年份的排行榜。而是全球气温的长期上升趋势受温室气体排放的推动.在全世界将碳排放降至净零之前,地球将继续温暖

来自这个故事的Sharelines
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