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在日落的红色太阳遮蔽了在从植物烟囱的烟裹着在俄罗斯。 资料来源:Stanislav Okulov / Alamy Stock Photo。
气候状况
1月14日2021年16:00

气候状况:2020年以最热烈的纪录的关系

Zeke Hausfather.

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01.14.21
Zeke Hausfather.

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。

在这篇文章中,“碳简报”解释了为什必威手机官网么这一年在地球的海洋、大气、冰冻圈和表面被证明是如此非凡的一年。

去年,地球气候创下了多项纪录:

记录温暖的表面温度

2020年的全球表面温度非常温暖。来自美国国家航空航天局的数据显示是最热烈的记录,而数据来自Noaa.伯克利地球哥白尼ERA5和新更新的Hadley中心/ UEAHadcrut5.记录上它是第二暖的。

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当前温度约为0.05℃左右。这意味着科学家不能相信2020年比2016更酷 - 两者最好被视为最热烈的记录的领带。

2016年的温度升高到a几分之一度最大的一个厄尔尼诺过去世纪的活动。相比之下,2020年是特征通过谦虚的LaNiña活动,可能在今年下半年可能具有自然的冷却影响。

值得注意的是,一个La Niña年份可以与几年前有记录以来最热的El Niños年份相媲美,这说明人类温室气体排放正在对全球气温产生强大的影响。

全局表面温度记录可以计算出追溯到1850年,不过有些研究小组选择从1880年开始记录,那时有更多的数据。在1850年之前,有一些特定地区的记录,但还不够广泛,不足以以合理的精度计算全球气温。这些记录是通过合并创建的船舶与浮标的测量利用陆地气象站的表面气温读数(哥白尼ERA5是个例外,因为它使用天气模式再分析).

下图显示了自1850年以来的全局温度记录,其温度相对于1880-1899周期显示,以突出以来产前期

从1850年到2020年的全球平均地表温度。
从1850年到2020年的全球平均地表温度。数据来自NASA Gistemp.noaa globaltemp.哈德利/ UEA HadCRUT5伯克利地球以及碳简必威手机官网报的原始温度记录。1979 - 2000年的气温哥白尼ERA5(重新分析记录始于1979年)。根据1880-1899年的基线绘制的异常图显示自前工业化时期以来,全球变暖。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

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.(见近期碳简报分析必威手机官网HadCRUT5的详情)。考坦和韦的记录不再显示,因为它在很大程度上与HadCRUT5是多余的;它使用相同的数据和类似的方法来填充数据间隙。(卡谭和方式创建来处理hadcru4中的数据间隙。)

过去几世纪的全球变暖不是任何一个调整根据下面的温度记录。上图包括由Carbon Brief计算出的“原始记录”线(虚线表示),使用的数据不因测量技术的变化而作任何调整或修正。必威手机官网在整个1850-2020年期间调整后的温度记录实际上比原始数据显示的变暖要少。

过去六年的记录比以往任何年份都要温暖。这可以在下面的伯克利地球图中看到。每条阴影曲线代表当年的年平均气温。曲线越向右,温度越高。

每年曲线的宽度反映了年温度值的不确定性(由诸如测量技术的变化和世界上某些地区的测量地点比其他地区少等因素造成的)。

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全球每年平均地表温度相对于前工业时代,其各自的不确定性(曲线的宽度)来自伯克利地球.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

下图提供了在过去的50年中全球表面温度记录的放大。此情节使用最近的1981 - 2010年期间作为基准,以便在过去几十年中提供更清晰的温度记录之间的差异视图。请注意,根据所用的记录,1981-2010期限比1880-1900预工业期限升温约0.6℃至0.75℃。

1970-2020年的气温数据,采用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。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

2020年地表变暖的模式

把全球地表温度作为衡量气候变化的关键指标,这一点很重要,但它可能掩盖全球各地不同的变化速度。

例如,虽然地球表面大部分被海洋覆盖,但几乎所有人类居住和活动都在陆地地区。自1970年以来,陆地变暖的速度比海洋快70%,比全球平均速度快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。

从1850年到2020年的全球平均地表温度。
从1850年到2020年的全球平均地表温度。数据来自哈德利/ UEA HadCRUT5从1850年到1978年哥白尼ERA5从1979年到2020年(再分析记录始于1979年)。通过减少1981-2010年期间的重叠,这两个数据集被合并。与1850-1899年的基线相比,异常显示自前工业时期以来变暖。图表由碳简报使用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℃。(看必威手机官网他最近发表了一篇关于为什么陆地和海洋变暖的速度不同的客座文章。)

陆地和海洋的不同部分也在以不同的速度变暖。2020年的变暖覆盖了世界的大部分地区,其中北极、西伯利亚、欧洲、中南美洲、中东、北太平洋和南冰洋的高温尤为明显。下图来自伯克利地球,显示了这一年全球平均气温的异常情况。

表面温度-异常- 2020
2020年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。

基于一个分析根据伯克利地球研究,2020年是自以下45个国家有仪器记录以来最热的年平均气温: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。

下面的图表同样来自伯克利地球大学,显示了2020年世界上最暖或最冷的地区。值得注意的是,虽然地球上大部分地区都创下了新的温暖记录,但没有一个地方的年平均气温是有记录以来最冷的。

2020年的平均年气温记录显示,世界上最温暖的5个地区之一
根据2020年的平均年温度记录,世界上5个最暖的地区(红色)是5个最冷的地区(蓝色)之一。图从伯克利地球

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专门委员会(IPCC)和新模型(CMIP6),为即将到来的2021年IPCC第六次评估报告编写。

在CMIP5中,2005年之前的温度模型估计是使用过去的气候影响的“HindCast”,而2005年后的温度是“预测”,基于对可能改变的估计。另一方面,CMIP6型号的型号直到2014年达到了达到的。

下图显示了自1850年以来的单独CMIP5模型投影的范围,以及在路中间的2100到2100的未来预测RCP4.5排放的场景。黑线为38种不同模型的平均值,灰色区域为95% (两个σ)模型投影范围。观测温度被绘制在气候模式数据的顶部,个别观测记录用彩色线表示。

CMIP5模型的年度全球平均水平温度和1850年至2100之间的观察
年全球平均地表温度来自CMIP51850年至2100之间的模型和观察(观察到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与观测结果相符.与1981-2010年的基线相比,绘制出了异常。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

这里显示的气候模型输出是混合的——也就是说,它们结合了陆地表面空气温度和海洋表面温度,与观测气候记录中测量的方式相同。这允许更精确的比较的两个。

过去170年的观测结果完全符合CMIP5气候模式的预测范围。2020年的气温非常接近模型的平均值。下图显示了过去70年(1950-2020年)气候模型和观测的放大图。它还包括一条虚线,显示非混合模型结果(例如全球表面空气温度)。

利用CMIP5和观测数据,从1950年到2020年的全球表面温度
与先前的图表相同,但在1850 - 2100年的期间。模型使用RCP4.52005年之后的场景。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

虽然并不是所有参与CMIP6的模型都报告了在这篇文章撰写时的运行情况,但有足够多的33个模型同时具有历史和RCP4.5的未来变暖预测,从而能够与观测结果进行比较。下图显示了对CMIP6模式和1950年至2020年的观测结果的分析。(注意,只有非混合模型结果显示为CMIP6,因为混合CMIP6字段还没有被创建。)

利用CMIP6和观测数据,从1950年到2020年的全球表面温度
与之前的图表相同,但适用于CMIP6模型。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

无论是在历史时期还是未来,CMIP6模式预测的变暖程度普遍高于CMIP5模式。近年来,CMIP6的观测值明显低于模式平均值,尽管仍在95%范围内(灰色区域)。

有关更多对新CMIP6结果的讨论以及它们与先前一代CMIP5型号的不同,请参阅碳简介必威手机官网CMIP6解释者

用卫星记录温度

除了对世界陆地和海洋的表面测量外,卫星M.一世众所的兴奋单位自1979年以来一直提供全球较低大气温度的估计数。

这些测量,而受到影响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)将2020年显示为最热烈的记录,比2016年略微温暖,而记录阿拉巴马大学,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)从1979年到2020年,相对于1981年到2010年的基线。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

这些卫星测量对流层下层的温度,并捕捉地表上方约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。

这两个较低的对流层温度记录在21世纪初之后显示出了巨大的差异。RSS显示的总体变暖速率与地表温度记录相当相似,而UAH显示的近年来变暖速度比地表观测到的要慢得多。都有看过大调整近年来,与之前的记录相比,RSS变暖,UAH变冷。

海洋热含量达到创纪录水平

超过90%温室气体浓度增加所捕获的热量的一部分被地球上的海洋吸收了。

虽然由于自然变化,海洋表面温度每年略有波动,但海洋热含量的增加要平稳得多,而且在很多方面都是一种波动更可靠的指标地球变暖的影响——尽管历史记录较短。

根据世界气象组织的数据,去年海洋热含量创下了1958年有可靠记录以来的最高纪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。

下图显示了海洋区域的海洋热量,在0到700米(浅蓝色条)之间,700至2,000米(深蓝色)的深度,这包括世界大部分海洋。相对于1958年至1960年的平均水平绘制了海洋变暖。

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.图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

2020年的海洋热含量显著高于2019年,2019年是最热的第二年。虽然2016年表面相当温暖,但它只是海洋热量第六温暖的一年,因为El Niño事件帮助2016年的表面温度如此温暖重新分配的热量走出海洋,进入大气层。

海洋热量1990年后显著加速,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

现代海平面上升到新的高位,由于一种组合融化的陆地冰(如冰川和冰原),水变暖时的热膨胀和变化土地蓄水.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
全球平均海平面上升数据来自教堂和白色2011年(红色),jevrejeva等人2014(黄色的),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宇航局.图表的必威手机官网使用高级园林

自1900年以来,海平面上升了0.18到0.2米(180-200毫米)。尽管近几十年来对海平面上升的估计基本一致,但1980年之前的估计差异更大。也有证据表明,在1993年后有高质量的卫星测高数据时,海平面上升速度加快。(见碳短暂必威手机官网的讲解员气候变化如何加速海平面上升。)

冰川熔体继续加速

科学家利用各种遥感技术来测量世界各地的冰川质量,以及通过优雅地球的重力场测量。通过熔化或融化冰川落在冰川和冰坡之间的平衡或“产犊决定了冰川是随着时间的推移而变大还是变小。

一个叫做的国际财团世界冰川监测服务追踪全世界19个不同地区164个不同的冰川。下图显示了1950年至2019年底全球平均冰川质量的变化情况(2020年的数据尚不清楚)。

据报道冰川融化米的水当量,它衡量的是平均失去了多少质量。

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。
全球平均冰川融化从1950-2018年世界冰川监测服务在米的水中等同。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

温室气体浓度在2020年达到了新的高位,由化石燃料,土地利用和农业的人类排放驱动。

三种温室气体,二氧化碳,甲烷(ch4)和笑气(一氧化二氮)-是人类活动产生的大量额外热量的罪魁祸首。到目前为止,二氧化碳是最大的因素,约占温室气体排放量增加的50%。辐射强迫“自1750年以来。

甲烷占29%,一氧化二氮约占5%。剩下的16%来自其他因素,包括一氧化碳,黑碳卤素色,例如氯氟烃。

人类排放的温室气体使大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的浓度至少达到了最高水平几百万年- 如果不再。

下图显示了这些温室气体的浓度百万分之一(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, 尽管全球排放量暂时下降由世界各地的Covid-19锁定引起的。

全局浓度的二氧化碳,甲烷和氧化氮
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.注意y轴不是从0开始的。图表由碳简报使用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

2020年,北极海冰在北半球夏季的大部分时间里都处于历史最低水平。在7月、8月、10月和11月的大部分时间里,它创下了每日最低记录。它看到了第二个最低点自上世纪70年代末有记录以来,夏季最小海冰范围仅落后于2012年。

在9月的最小值之后,北极经历了异常缓慢的海冰恢复,尽管最近几个月已经恢复到略低于1979-2010年的长期平均水平。

与北极形成对比的是,在整个2020年,南极洲周围的海冰保持在长期平均范围内。

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。
北极和南极每日海冰范围从美国国家雪和冰数据中心.粗体线表示每日的2020值,阴影区域表示两个标准偏差范围在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。图表由碳简报使用必威手机官网高级园林

在2020年夏天的大部分时间里,北极海冰的水平都非常低,这使得北海航线(比如东北航道)开通了航运记录很长一段时间。

下面的伯克利地球图显示了每年北海航线开通的周期(蓝线)。2005年之前,北极很少形成开放的海洋通道;2020年(红线)东北通道连续开放3个半月。部分原因是西伯利亚异常变暖以及该地区以北的相关无冰条件。

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La Niña事件可能有助于2020年下半年降温,但这些条件是预计将坚持下去今年上半年。因为有几个月的滞后当ElNiño或LaNiña条件在热带太平洋的峰值和对全球气温的影响时,目前的LaNiña条件可能对2021年产生更大的影响,这就是为什么今年预计比以前的两年更酷。

三组-英国气象局,美国宇航局的加文施密特博士, 和伯克利地球-已经预测了2021年的气温。这三种情况都表明,2021年很可能比2020年更冷。

收到我们的自由58必威外网 过去24小时气候和能源媒体报道的摘要,或者我们的必威体育在线注册58必威外网 对于过去七天来说,我们的内容。只需在下面输入你的电子邮件:

英国气象局(Met Office)和伯克利地球研究所(Berkeley Earth)都预测,今年将是有记录以来气温第五高的一年左右,最好的猜测是在第四到第七之间(尽管现在就肯定地排除气温会比那一年更冷或更暖的可能性还为时过早)。

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
根据全球气温和拉尼娜现象以及2020年底的预测,从1850年到2020年的全球表面温度以及2021年的预测温度。图从伯克利地球

美国国家航空航天局投影稍高一些,最好的估计是2021年是有记录以来第三温暖的一年,可能在第一到第六之间。虽然目前还不清楚是什么具体因素导致了这些预测之间的差异,但部分原因可能是对La Niña事件将对2021年气温产生多大影响的不同假设。

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和- 2021 -全球气温gistemp——nasa
预计2020年和2021年的全球温度在美国宇航局GISTEMP来自Gavin Schmidt博士

虽然现在就确定地预测2021年的结局还为时过早,但如果今年的气温比前几年略低一点,也没什么不寻常的。

对气候的重要事项不是个人年份的排行榜。相反,它是全球温度的长期上升趋势受温室气体排放的推动.直到世界将排放减少到净零,地球会继续变暖

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