全球气温超出图表是有原因的:导致 2023 年极端高温和气候灾难的 4 个因素

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https://theconversation.com/global-temperatures-are-off-the-charts-for-a-reason-4-factors-driving-2023s-extreme-heat-and-climate-disasters-209975

之间 全球高温破纪录倾盆大雨, 很难忽视 2023 年的天气将发生一些不寻常的事情。

人们很快就把责任归咎于气候变化——他们是对的: 人为造成的全球变暖 戏剧 最大的作用. 。2023 年 6 月美国德克萨斯州开始持续数周的热浪西南和墨西哥本来是 没有它几乎不可能, ,一项研究发现。

然而,今年的极端情况比人为全球变暖本身预计造成的更为严重。九月气温为 远高于往年九月, 根据欧盟的地球观测计划,比工业化前的平均水平高出约 3.1 华氏度(1.75 摄氏度)。

七月是地球的七月 有记录以来最热的月份, , 还 大幅, 全球平均气温比几年前 2019 年创下的纪录高出半华氏度(三分之一摄氏度)以上。

Bar char shows temperature anomalies compared to the 1991-2020 average.
2023 年 9 月的气温远高于往年 9 月。 哥白尼
A bar chart shows rising average global temperatures since 1940, with July 2023 well above the next warmest year.
2023 年 7 月是有记录以来最热的月份,远高于往年 7 月。 哥白尼气候变化服务

人类活动使气温不断升高 每十年平均约 0.2 F (0.1 C). 。但今年,另外三个自然因素也导致全球气温升高和燃料灾难:厄尔尼诺现象、太阳波动和大规模水下火山喷发。

不幸的是,这些因素综合在一起加剧了全球变暖。更糟糕的是,我们预计异常高温将持续下去,这意味着在不久的将来将会出现更加极端的天气。

An illustrated chart showing global warming has a much greater influence on temperature
作者的插图显示了与自然力相比,人类活动对气温上升的典型相对影响。厄尔尼诺/拉尼娜现象和太阳能周期波动。洪加汤加-洪加哈派火山的水下喷发加剧了全球变暖。 迈克尔·威赛森

厄尔尼诺现象如何参与

厄尔尼诺现象是一种气候现象,每隔几年就会发生一次,当时热带太平洋的地表水会逆转方向并升温。上面的气氛变得温暖起来, 影响全球气温和天气模式.

本质上,大气从太平洋借用热量,全球气温略有上升。这件事发生在2016年,当时 上次强厄尔尼诺现象. 。全球气温平均上升约 0.25 F (0.14 C),使得 2016年是有记录以来最热的一年. 。2019-2020年也出现了弱厄尔尼诺现象,导致2020年成为全球第二热的年份。

与厄尔尼诺相反的是拉尼娜,它涉及比平常更冷的太平洋洋流向西流动,吸收大气中的热量, 使地球变冷. 。全球刚刚摆脱了连续三年的拉尼娜现象,这意味着我们正在经历更大的气温波动。

Charts show the reversing of El Nino and La Nina ever 5-7 years or so and how each El Nino peak corresponds with higher temperatures.
将全球气温(上图)与厄尔尼诺和拉尼娜事件进行比较。 NOAA 太空天气预报中心

根据 2023 年中期太平洋海面温度的上升,气候模型现在表明 90%的机会 地球正面临 2016 年以来的首次强厄尔尼诺现象。

再加上人类引起的持续变暖,地球可能很快就会再次打破其年度温度记录。2023 年 6 月是 现代记录中最热. 。7月创下了全球最热天数记录,也创下了大量地区记录,其中包括令人费解的高温指数 152 F (67 C) 伊朗.

太阳波动

太阳似乎以恒定的速率发光,但它是一个沸腾、搅拌的等离子体球,其辐射能量在许多不同的时间尺度上发生变化。

太阳正在慢慢升温,五亿年后地球上的海洋将会沸腾。然而,在人类时间尺度上,太阳的能量输出变化很小, 大约千分之一, ,在重复的 11年一个周期. 。这个周期的峰值太小,我们无法在日常水平上注意到,但它们会影响地球的气候系统。

太阳内部的快速对流会产生与其自转轴对齐的强磁场,并导致该磁场每 11 年完全翻转和反转。这就是太阳辐射发射周期为 11 年的原因。

A chart shows regular waves of increasing and decreasing sunspot activity. The current cycle is above what was forecast but not near previous highs.
太阳黑子活动被认为是太阳能量输出的代表。上一个 11 年的太阳活动周期异常微弱。当前周期尚未达到最大值。 NOAA 太空天气预报中心

与平均太阳输出相比,太阳活动极大期期间地球温度仅增加约 0.09 华氏度 (0.05 摄氏度), ,大约是大型厄尔尼诺现象的三分之一。相反的情况发生在太阳极小期。然而,与厄尔尼诺变化多变、不可预测不同,十一年太阳活动周期相对规律、一致、可预测。

最后一个太阳周期到来了 2020年最低, ,减少 2020 年温和厄尔尼诺现象的影响。目前的太阳周期已经 超越了巅峰 上一个周期(2014 年)相对较弱,并将于 2025 年达到峰值,届时太阳的能量输出将不断增加。

大规模火山喷发

火山喷发也会严重影响全球气候。他们通常这样做 降低全球气温 当硫酸盐气溶胶喷发时,会屏蔽并阻挡部分入射阳光——但并非总是如此。

汤加 2022 年爆发了 21 世纪迄今为止最大规模的火山喷发,这是一个不寻常的转折。 洪加汤加-洪加哈派, 正在有一个 升温而非降温效果.

An animated GIF shows the eruption from under water sending a large cloud of water vapor into the sky.
洪加汤加-洪加哈派火山的喷发规模巨大,但发生在水下。它向大气中喷射了大量的水蒸气。 Joshua Stevens 拍摄的 NASA 地球观测站图像,使用 NOAA 和 NESDIS 提供的 GOES 图像

这次喷发释放出异常少量的冷却硫酸盐气溶胶,但释放了大量的水蒸气。熔化的岩浆在水下爆炸,蒸发了大量的海水,像间歇泉一样喷发到高空。

水蒸气是一种强大的温室气体,喷发最终可能会使地球表面变暖 约 0.06 F (0.035 C), ,根据一项估计。与冷却的硫酸盐气溶胶不同,水蒸气实际上是在一到两年内从大气中掉落的微小硫酸滴,而水蒸气是一种可以在大气中停留多年的气体。汤加火山的变暖影响预计将持续至少五年。

这一切的基础是:全球暖化

所有这一切都是在人为或人类造成的全球变暖之上发生的。

人类有 全球平均气温升高 自 1900 年以来,由于向大气中释放大量温室气体,特别是二氧化碳,气温升高了约 2 华氏度(1.1 摄氏度)。大气中二氧化碳的含量增加了 50%,主要来自车辆和发电厂化石燃料的燃烧。温室气体造成的变暖实际上大于 2 F (1.1 C),但它已被其他具有降温效果的人为因素所掩盖, 比如空气污染.

A line chart shows sea surface temperatures by year since 1981.The 2023 line is far above the others.
2023 年的海面温度(粗黑线)远高于 20 世纪 70 年代有卫星记录以来的任何温度。 缅因大学气候变化研究所, CC BY-ND

如果人类影响是唯一的因素,那么连续每年都会创下有史以来最热年份的新纪录,但这种情况并没有发生。2016 年是 最温暖的 部分原因是上一次大型厄尔尼诺现象导致气温升高。

这对未来意味着什么?

接下来的几年可能会非常艰难。

如果未来几个月出现强烈的厄尔尼诺现象 正如预测者所期望的那样, 加上太阳活动极大期和洪加汤加-洪加哈派火山喷发的影响,地球温度可能会继续飙升。

随着气温持续升高, 天气事件变得更加极端. 。多余的热量可能意味着更多 热浪, 森林火灾, 山洪暴发 和其他 极端事件, ,气候模型显示。

A person carries a sandbag on their shoulder while walking through shin-high water past businesses in the rain. A fire hydrant is almost submerged in the flood water.
9月17日,一场倾盆大雨淹没了纽约地区的街道,导致地铁、学校和企业关闭。2023 年 29 日。 美联社照片/杰克·奥芬哈茨

2023 年 1 月,科学家写道,地球温度发生了变化 大于50%的机会 到 2028 年,气温将达到比工业化前时代高 2.7 华氏度(1.5 摄氏度),至少是暂时的,这会增加触发风险 气候临界点 对人类的影响更大。由于气候系统的几个部分的不幸时机,看来情况对我们不利。

本文最初发表于 2023 年 7 月 27 日,现已根据 9 月份创纪录的热度进行更新。

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