在过去十年中,全球气温以约0.35°C/十年的速度上升,这一速率根据所用数据集略有不同。相比之下,1970年至2015年间的平均升温速率略低于0.2°C/十年。最近的升温速度高于自1880年有仪器温度记录以来任何一个十年。
这项发表在科学期刊《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的研究指出,科学家们现在能够证明自2015年左右以来,全球变暖出现了强劲且具有统计学意义的加速。
研究共同作者、美国统计学专家Grant Foster解释说,他们通过从观测数据中滤除已知的自然影响,从而减少了“噪声”,使得潜在的长期变暖信号更加清晰可见。
在气候数据中,“噪声”指的是可能暂时掩盖或夸大潜在趋势的短期温度变化。例如,厄尔尼诺现象可以通过将热量从热带太平洋释放到大气中,在有限时间内推高全球气温。火山爆发则可能通过向大气中释放反射阳光的颗粒而产生相反的效果,而太阳活动的变化也可能导致较小的温度波动。
为了将这些暂时性影响与更广泛的变暖趋势分离,研究人员分析了来自五个广泛使用的全球温度数据集(NASA、NOAA、HadCRUT、Berkeley Earth、ERA5)的测量数据。研究主要作者、波茨坦气候影响研究所(PIK)研究员Stefan Rahmstorf指出:“调整后的数据显示,自2015年以来全球变暖加速,统计确定性超过98%,这在所有检查的数据集中都是一致的,并且与所选择的分析方法无关。”
超过98%的统计确定性意味着研究人员发现了强有力的证据,表明变暖速率的变化是真实的,而非数据中随机变化的结果。尽管这些数据集由不同的科学组织生成并使用了略微不同的方法,但所有五个温度记录都显示出相同的总体模式。
在研究人员对厄尔尼诺现象和太阳活动最大值进行调整后,2023年和2024年的极端高温在分析中略有降低。即便如此,这两年仍然是自仪器记录开始以来最温暖的两年。
在所有数据集中,加速趋势在2013年或2014年开始显现。研究人员将更广泛的转变描述为始于2015年左右,当时证据变得更加清晰。
为了确定自1970年代以来变暖速率是否发生变化,研究团队采用了两种统计方法。第一种是二次趋势分析,它检验温度曲线是否随时间向上弯曲,而不是以恒定速率上升。第二种是分段线性模型。这种方法将温度记录划分为不同的时期,并客观地识别出变暖速率何时出现变化。这两种方法都支持全球变暖加速的结论。
这项研究旨在检测和测量统计学上的加速,而不是确定其确切原因。然而,作者们指出,气候模型可以产生变暖加速的时期。换句话说,变暖速率的增加与当前气候模型所代表的行为范围是一致的。
气候模型是利用物理定律来估计大气、海洋、冰和陆地如何响应温室气体及其他影响的计算机模拟。它们不能完美预测每一个短期波动,但它们帮助科学家评估长期气候模式和未来可能的变化。
Stefan Rahmstorf表示:“如果过去10年的变暖速率持续下去,那么在2030年之前,我们将长期超过《巴黎协定》设定的1.5°C升温极限。”他强调,地球变暖的速度最终取决于我们如何迅速将化石燃料产生的全球二氧化碳排放量降至零。
1.5°C的限制是指将长期全球变暖限制在比工业化前水平高1.5°C的目标。单一年份超过这一水平本身并不意味着《巴黎协定》的阈值已被永久突破。科学家们通常关注的是较长时间内的持续变暖。
这些发现表明,地球现在的变暖速度可能比20世纪最后几十年快得多。这种加速是否会持续,将严重取决于未来煤炭、石油和天然气产生的二氧化碳排放量。
Foster, G., & Rahmstorf, S. (2024). Global warming acceleration since 2015. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL108812. https://doi.org/10.1029/2024GL108812