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八个图表说明2023年的极端天气,2024会更糟吗?

经济学人的报道说,如今,破纪录的气温让人印象深刻。在过去的九年里,气温接连创下有记录以来的最高温。但是,即使在这样的背景下,2023 年的气温也令人瞩目。气候研究人员称去年的气候事件 “诡异”,并表示他们将在未来数月甚至数年内,弄清究竟是什么导致了如此极端的气温。

Photo by Matt Palmer on Unsplash 

本周,国际、美国和欧洲政府机构及研究团体发布的数据证实,2023 年是有记录以来最热的一年,而且幅度相当大。世界气象组织(WMO)称,这一年的气温比工业化前的气温高出了1.45°C(误差范围为±0.12°C)。这几乎触及了象征性的1.5°C全球变暖阈值。

这一年出现了一系列区域性的记录和极端事件,包括洪水、野火、干旱和热浪。下面是八张图表,帮助解释这一情况。


从北半球的春天开始,研究人员就看到了厄尔尼诺即将来临的征兆。厄尔尼诺是一种自然气候周期,可使气温暂时升高0.1°C-0.2°C。

厄尔尼诺现象是一个渐进过程,将热量和能量从热带太平洋扩散到全球其他地区。厄尔尼诺现象开始后的第二年通常会导致气温骤升。但去年气温的上升程度,让气候科学家们大吃一惊。

2023 年的最后七个月中,每个月的气温都大大高于其他年份的相应月份。


第二张图表显示,在此期间,近一半的天数比工业化前的平均气温高出至少 1.5°C。11 月份有两天气温超过 2°C。超过1.5°C的天数在2015年首次出现,但从未如此之多;超过2°C的天数也从未见记录。


气候模拟专家每年都能预测未来 12 个月的气温(基于厄尔尼诺现象的周期性和温室气体排放的长期变暖趋势)。考虑到不确定性范围,这些预测一般都相当有效。

伯克利地球研究所的建模师泽克·豪斯费特说:” 2023 年,这个模型完全崩溃了。实际气温超出预测气温误差范围的唯一一年是 1992 年,当时菲律宾皮纳图博火山爆发,烟尘和碎石颗粒进入平流层,形成天然遮阳板,使地球短暂降温。” 


接下来看看是哪些地区导致年平均气温升高。

厄尔尼诺现象的特点是热带太平洋表层水温比往常更高(见灰色区域)。从今年第二季度开始,可以看到厄尔尼诺现象越来越明显。然而,厄尔尼诺现象并不能完全解释 2023 年的高温怪现象。在世界气象组织 7 月份正式宣布厄尔尼诺现象之前,在其影响从太平洋扩散到世界其他地区之前,海洋和陆地上就出现了异常温度和极端天气。

北部亚热带海洋的变暖尤其不寻常和引人注目。亚热带陆地上的气温也很高,导致人口稠密地区(浅红色带)出现区域性极端气候。


仔细观察亚热带海洋就会发现,北大西洋在这一年的表现尤为奇特。海面温度急剧上升。毫无疑问,这是推高当年全球平均气温的一个重要因素。

但究竟是什么原因造成了这一现象,还存在争议。一种可能性是,这与几十年来海洋深层(深至 2000 米)积聚的热量有某种联系。但研究人员目前还无法确定。


在地球的另一连,这也是极不寻常的一年。环绕南极洲的海冰圈缩小到了冬季的最低纪录,而在这个冬季,海冰应该达到最大程度。

欧盟机构哥白尼气候变化服务处的气候科学家弗朗西斯卡·古格里尔莫说:”南极洲正在发生的事情很可怕。”

一些人担心,南极洲在 2016 年进入了一个新阶段,海冰开始出现减少的迹象。这一点也有待商榷。12月,南极洲的海冰似乎有所恢复,研究人员正在密切关注2024年的变化情况。


造成这一切怪异现象的具体地球物理过程,将让气候学家在未来几个月里忙得不可开交。但长期变暖的趋势显然是由工业排放的温室气体造成的。2023 年,与过去定期发生的情况一样,气候变暖被相对强烈的厄尔尼诺现象所放大,尤其是在厄尔尼诺现象的对立面,拉尼娜现象连续三年降温之后。

其他三个因素可能对气温变暖略有影响。

首先是太阳活动和辐射的 11 年周期。太阳周期影响地球气候(尽管与温室气体相比影响程度很小)。目前,太阳活动和辐射周期正在减弱,使气温略有上升。这个过程会继续,直到 2025 年左右达到顶峰并转入减弱阶段。

其次,2022 年 1 月 15 日,位于南太平洋的洪加汤加·洪加哈帕伊火山喷发,将气体、烟尘和水蒸气喷入大气层。

像这样的大型火山爆发通常会使气候冷却几个月或几年。(烟尘和碎石颗粒会产生遮光效果)。但是,由于洪加汤加火山是一个水下土丘,产生了大量的水蒸气,这是一种温室气体。

一项研究发现,约有 1.46 亿吨的水蒸气最终进入了平流层,使平流层的含水量增加了约 10%。这究竟会在 2023 年导致多少升温,目前仍是个问题。

好消息是,这些水蒸气最终将落回地球,其变暖效应也将消失。

第三个因素将产生更为长期的影响。

2020 年生效的法规已经开始清理船舶使用的燃料。从历史上看,悬浮在这些烟羽中的微粒,对地球有遮蔽作用,因此也有降温作用。因此,清理航运排放物反而会使地球变暖。这种效应将持续存在。

一些人认为,这推动了2023 年变得特别炎热。也有人指出,航运业排放的气溶胶,只占工厂和发电站等其他工业设施产生的气溶胶总量的一小部分。

此外,人们还预计航运会使海洋更早变暖。


这一切对 2024 年意味着什么?洪加汤加的水蒸气将在一段时间内继续温暖气候。同样,航运烟尘也将继续存在。温室气体排放将继续在大气中堆积。厄尔尼诺现象预计将在今年上半年达到顶峰,但现在还早,无法确定这一周期是否会转入中性状态,或转为降温的拉尼娜现象。

综上所述,年度 “年前 “预测一致认为,2024 年可能比 2023 年略偏暖(见最后一张图表)。当被问及去年发生的变化如何影响他对预测的信心时,豪斯费尔德博士笑着说:”我当然认为这让我有点信心不足。也许 2023 年发生的事情是一个奇怪的因素组合,不会持续到 2024 年。也可能会持续下去。时间会证明一切。”