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2018年8月2日,伦敦格林威治公园的日落。 资料来源:盖伊·柯比什利/阿拉米直播新闻
气候状况
2019年1月17日17:13

气候状况:2018年全球变暖的情况

齐克Hausfather

齐克Hausfather

01.17.19
齐克Hausfather

齐克Hausfather

17.01.2019 | 5:13pm
气候状况 气候状况:2018年全球变暖的情况

尽管美国政府的持续关闭导致一些数据集被推迟,但2018年的气候数据现在已经基本到位。

在这篇文章中,“碳简报”解释了去年必威手机官网在海洋、大气、冰冻圈和地球表面温度方面为何如此引人注目。

2018年,地球气候的一些记录是:

  • 这是有记录以来海洋热量含量最高的一年,2017年至2018年期间海洋热量显著增加。
  • 这是有史以来地表温度第四高的一年。
  • 这是对流层下层(大气的下层)第六温暖的一年。
  • 二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的温室气体浓度达到了创纪录的水平。
  • 一年中,海冰远低于两极的长期平均水平。夏季北极海冰最小是最低的第六次,自20世纪70年代后期始于记录。

海洋史上最热的一年

去年是世界海洋热含量有记录以来最热的一年。自1955年以来,海洋热含量(OHC)增加了大约370 zetj(10万亿j)。与2017年相比,2018年的气温上升了大约9个zettajoules.——大约是18倍比地球上所有人在2018年使用必威体育在线注册的总能源还要多。

人类排放的温室气体将多余的热量困在大气中。虽然其中一些会使地球表面变暖,但绝大多数会使地球表面变暖约93%的- 进入海洋。大约三分之二的这一点积累在前700米处,但有些也在深海中最终。1955年之间的年度OHC估计值和占700米和700m-2000m的海洋深度的估计显示在下图。

在0-700米和700-2000米层,每年全球海洋热含量(以zettaj - 10万亿焦耳,或10^21焦耳计)。数据从Cheng等人2017,更新至2018年底。图表由碳简报使用必威手机官网Highcharts

在很多方面,热含量比全球平均地表温度更能衡量气候变化。它是大部分额外热量的归宿,每年的变化比地表温度要小得多。

在热含量记录中比在表面上更容易发现变暖的数量或速度的变化。例如,热含量显示出很少的证据放缓气候变暖在2000年代中期。它还显示了一个明显的加速1991年以后,与过去几十年温室气体排放量的增长速度相匹配。

自1991年以来,几乎每年都有新的热含量记录,这表明随着大气温室气体浓度的增加,热量在地球系统中持续积累。

正如碳必威手机官网简报在一个最近的帖子在美国,过去几年公布的海洋热含量估计是对过去估计的大幅向上修正。他们现在也同意全球气候模型

地表第四热的一年

2018年的全球表面温度是自1850年以来有记录以来第四高的,1850年全球气温首次能够以合理的精度计算出来。2018年的气温比19世纪末(1880年至1900年)的温度高0.9摄氏度至1.1摄氏度,这取决于所选择的温度记录。今年早些时候的La Niña事件使温度下降了一些,而目前出现的是温和的厄尔尼诺现象该事件将主要影响2019年的气温。

全球表面温度由许多不同的国际群体报告,包括美国国家航空航天局,Noaa.,遇到办公室Hadley中心/ UEA,伯克利地球卡谭和方式哥白尼/ ECMWF也可以根据测量数据和天气模型的结合来估算地表温度,这种方法被称为“重新分析”。

这些记录是通过组合创建的船舶和浮标测量海洋表面温度与从陆地气象站获得的表面空气温度读数。

下面的图表比较了自1850年以来这些不同组织的全球年表面温度,尽管一些记录——NASA和NOAA——直到1880年才开始,而且哥白尼/ ECMWF再分析数据集始于1979年。值显示相对于一个公共基线期间,每个系列1981-2010年的平均温度。[点击图例可显示或隐藏不同温度记录。]

年全球平均地表温度来自美国国家航空航天局GISTemp,NOAA GlobalTemp,Hadley / Uea Hadcrut4,伯克利地球,卡谭和方式,哥白尼/ ECMWF以及Ca必威手机官网rbon Brief的原始温度记录(见下文)。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Highcharts

所看到的全球变暖并不是因为任何原因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。必威手机官网这些调整对1950年后的记录影响不大。在那之前,调整温度记录实际上比原始数据显示的变暖要少。

下图以自1970年以来显示了表面温度,大气温室气体浓度迅速增加的时期。虽然2018年不像过去三年一样温暖,但它与数据中看到的长期变暖趋势一致。

年全球平均地表温度来自美国国家航空航天局GISTemp,NOAA GlobalTemp,Hadley / Uea Hadcrut4,伯克利地球,卡谭和方式,哥白尼/ ECMWF以及Ca必威手机官网rbon Brief的原始温度记录(见下文)。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Highcharts

气温记录的短期变化主要是由于El Niño和La Niña事件,对气候有短期的变暖或变冷影响。其他的下降与大型火山喷发。气候的长期变暖是由于人类活动排放的二氧化碳和其他温室气体的增加。

为了评估El Niño和La Niña对地表温度记录的影响,Carbon Brief对没有这些事件的情况下的温度进行了估计。必威手机官网下图显示去掉El Niño后的估计温度;有关所使用方法的详细信息,请参阅本文结尾处的方法部分。哥白尼的记录没有包括在这个数字中,因为它没有1979年以前的数据。

年度全局平均表面温度随着elNiño和laniña(enso)事件的影响使用福斯特和拉姆斯托夫(2011)方法,详见最后的方法。图表由碳简报使用必威手机官网Highcharts

将El Niño从温度记录中去除,使得2017年(而不是2016年)成为大多数温度系列记录中最热的一年,因为2016年的气温受益于一个大型El Niño事件。

随着2018年初La Niña事件的冷却效应的消除,2018年的气温略有上升,2018年将取代2015年成为第三最热的年份。一旦El Niño效应被消除,像1982年和1991年那样的大型火山爆发的影响也更容易在温度记录中被识别出来。

地表温度与气候模型相符

气候模型根据对未来排放、温室气体浓度等的不同假设,提供基于物理的未来变暖估计climate-influencing因素

对2005年以前气温的模型估计是利用已知的过去气候影响的“后报”,而对2005年以后气温的预测是基于对事物可能变化的估计的“预测”。

下图显示政府间气候变化专门委员会(IPCC)的个别模式预测的范围。第五次评估报告——被称为CMIP5模型- 1970年到2020年之间的灰色阴影和所有模型的平均投影显示为黑色。个别的观测温度记录用不同颜色的线表示。

来自全球平均表面温度的十二个月平均值CMIP5模型以及1970年到2020年的观测结果。模型使用RCP4.52005年后营力。它们包括海洋表面温度和陆地表面空气温度匹配通过观察测量的内容。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Highcharts

2005年至2014年间,全球气温略低于气候模型预测的变暖程度,但过去几年的情况相当不错接近模型平均值。对于全球完整的温度记录,如美国宇航局、考坦和韦、伯克利和哥白尼再分析,尤其如此。

在对流层中最温暖

除了世界土地和海洋的表面测量外,卫星微波探测单元一直在提供全球较低的大气温度估计 -低对流层——自1979年以来。

由此产生的记录遥感系统(RSS)和阿拉巴马大学亨茨维尔分校(犹他大学)显示2018年是有记录以来第六温暖的年份。这两项记录如下图所示,红色为RSS,蓝色为UAH。地表记录来自美国国家航空航天局GISTemp也显示参考。

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)相对于1981-2010年的基线。地表温度记录来自美国国家航空航天局GISTemp被示出为由虚线的黑线参考。图表由碳简报使用必威手机官网Highcharts

这些卫星测量了对流层较低的温度,捕获平均温度在表面上方5km左右变化。该区域倾向于通过ElNiño和LaNiña事件更强烈地影响,而不是表面和卫星记录在这些事件中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。

两种较低的对流层温度记录——UAH和RSS——在21世纪初之后显示出了很大的差异。RSS显示了全球变暖的总体速度非常相似而UAH近年来显示的变暖速度比地表观测到的要慢得多。两者都有很大的不确定性看到大调整近年来,与之前的记录相比,RSS变暖,UAH变冷。

温室气体浓度上升

受化石燃料、土地利用和农业等人类排放的影响,温室气体浓度在2018年达到新高。

三种温室气体——二氧化碳、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)——是人类活动捕获的大部分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%,而氧化亚氮占5%左右。剩下的16%来自其他因素,包括一氧化碳,黑碳卤烃,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——如果不是更长时间的话。下图显示了这些温室气体的浓度百万分之(PPM)对于甲烷和氧化亚氮的CO2和百百万(PPB) - 从20世纪80年代初到2018年9月(目前最近的数据)。

全球二氧化碳、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)的浓度。根据NOAA的数据地球系统研究实验室。图表由碳简报使用必威手机官网Highcharts

海冰仍然很低

2018年初的大部分时间里,海冰都处于历史最低水平在北极在南极的并且相当低。它在中午恢复了两大杆,但到年底已返回南极的记录低点,目前是北极纪录的第三最低点。北极大部分年度都在1979 - 2010年期间的历史范围内达到了历史范围,并看到了第六最低自20世纪70年代末有记录以来的夏季最低气温

下图显示了2018年北极和南极海冰范围(红实线和蓝线),1979年到2010年的历史范围(阴影区域)和历史最低范围(黑线虚线)。

北极和南极日常海冰范围美国国家冰雪数据中心。粗体线表示2018年每日值,阴影区域表示两个标准偏差范围从1979年到2010年的历史数据来看。黑色的虚线显示了每个极点的最低记录。图表由碳简报使用必威手机官网Highcharts

海冰范围只是说明了极地变化的部分原因;厚度(和体积)也是重要的变量,尽管它们更难测量。泛北极海冰模拟和同化系统(PIOMAS.)项目提供自1979年以来的海冰量估计数,如下图所示。

PIOMAS数据显示1979年至2018年北极海冰体积异常。

1979年至2018年的北极海冰体积异常PIOMAS.

海冰体积呈明显的下降趋势。尽管个别月份的值比其他月份低或高,但2018年迄今为止的变化幅度与北极海冰体积的长期下降相一致。不幸的是,由于政府在美国关闭,2018年12月的海冰容量估计还没有出来。

展望2019年的地表温度

虽然温和的La Niña天气使2018年成为有记录以来第四温暖的一年,但温和的El Niño天气在过去几个月里已经发展并成为了最热的一年将持续下去通过春末。在所有条件相同的情况下,这将有助于提高2019年的气温。

这俩英国气象局和美国宇航局的Gavin Schmidt博士已经预测了2019年的气温。两者都表明,2019年很可能比2018年更热,对第二名的最佳猜测是,温度区间介于有记录以来最热的年份和第五最热的年份之间。

下图,由Schmidt显示1980-2017温度,2018年2017年底,2018年底,2018年通过10月在浅蓝色的深蓝色,2019年投影,以及基于建模未来ElNiño条件的2019年投影在绿色。

2018年11月下旬,加文·施密特博士提供了2018年和2019年的气温预测,使用的数据来自美国宇航局。

2018年和2019年的温度投影由...提供加文·施密特博士在2018年11月底的研究中,使用了来自美国国家航空航天局GISTemp

方法

必威手机官网碳简报使用未经调整的方法制作了一个原始的全球温度记录ICOADS海面温度测量由英国Hadley中心藏以及由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)收集的原始陆地温度测量数据版本4全球历史气候学网络(加薪)。

原始温度计算的土地分配每个站5×5纬度/经度网格框,将站的温度转换为异常相对于基线期1971 - 2000,平均每个月每个网格框中的所有异常,并为每个月加权平均所有网格框的土地面积在每个网格框。陆地和海洋的原始温度是通过陆地和海洋的原始温度的平均加权来估算的。由此得出的全球气温估计被“重新设定”到1981年至2010年,以便与其他估计结果相比较。

对于显示没有El Niño/La Niña的温度的图,使用自适应的方法从每个月的每个地表温度记录中删除了ENSO的影响福斯特和拉姆斯托夫(2011)。使用一个回归模型来估计ENSO对1950年1月至2018年12月每组温度序列的影响,使用滞后3个月海洋尼诺指数。然后从温度序列中减去这一估计的ENSO影响,以计算在没有ENSO信号的情况下温度记录的样子。

来自这个故事的Sharelines
  • 气候状况:2018年全球变暖的情况
  • 2018年是海洋热含量有记录以来最热的一年

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