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暴雨过后,人们在郑州一条浸水的道路上骑行
暴雨过后,人们在郑州一条浸水的道路上骑行。 信用:新华社/ alamy股票照片。
气候状况
2021年7月26日8:00

尽管凉爽的开始,但气候状况:2021看到普遍极为极端气候

Zeke Hausfather.

07.26.21

Zeke Hausfather.

2021年7月26日上午8:00
气候状况 尽管凉爽的开始,但气候状况:2021看到普遍极为极端气候

虽然2021年的前几个月比过去十年的大部分时间都要冷,但由于气候变化的影响,全球气温在最近几个月有所上升拉尼娜现象已经开始褪色。

今年目前正在追踪最终在1800年代中期开始的地球表面的第五和第七个最热烈的一年。

在过去的两个月里破纪录的热浪美国西部和加拿大的石油产量正在增加毁灭性野火,以及欧洲,印度中国由极端降雨驱动。

最近的一项归因分析发现,太平洋西北部经历的乐动体育app苹果j致命高温可能是“几乎不可能“在没有气候变化的情况下。虽然对极端降雨事件的归因研究尚未完成,但气候模型尚未完成早就预言与气候变化相关的极端降雨事件大幅增加。

北冰洋的海冰数年来也一直处于历史最低水平七月的大部分时间.虽然现在还不能确定夏季的最小值将在哪里结束,但2021年可能会出现有记录以来北冰洋海冰面积较低的情况之一。

异常的夏季高温和洪水

迄今为止,全球平均气温远远超过过去十年的大部分地区。然而,这些全球平均水平可以掩盖很多可能对人们影响大的区域极端。

一些地区——包括美国西北部和加拿大西部——在2021年打破了历史最高温度记录。下图显示了哥白尼/ECMWF ERA5再分析数据集中2021年7月中旬新的最高地表温度记录(红色)的区域。(这是基于测量和天气模型的组合的表面温度估计。)乐动体育app苹果j

2021年迄今为止,这些地区创下了新的历史最高气温记录
根据哥白尼/ECMWF ERA5数据集,2021年迄今(截至7月中旬)创下历史新高的地区用红色表示。图的Geert Jan Van Oldenborgh博士

6月下旬太平洋西北部的热浪特别罕见,一些地区出现了高温20C(36F)比正常的暖和。俄勒冈州波特兰市创造了历史记录高温记录位于加拿大不列颠哥伦比亚省的利顿镇,在此之前创下了全国近50摄氏度(121华氏度)的历史最高纪录在很大程度上被摧毁了第二天灾难性的野火。极端的热浪导致了数百人死亡在该地区。

下图显示了Lytton的每日温度记录,随后的四天记录以红点显示。

加拿大利顿从1880年到2021年的每日气温,红点显示了6月26日至29日经历的四个新记录
从1880年到2021年,加拿大利顿的每日气温,6月26日至29日的四个新记录用红点表示。图由罗伯特罗德博士

这个世界天气归因(WWA)小组发表了一份对6月热浪的快速归因研究。他们发现该地区经历的极端高温的程度和程度将是“几乎不可能“在没有人类排放二氧化碳和其他温室气体造成的变暖的情况下。

他们的分析指乐动体育app苹果j出,在没有气候变化的情况下,热浪不太可能至少是15万分之一的事件;随着历史变暖,他们发现它更接近千分之一年事件。然而,在一个全球平均温度比前工业化水平高2摄氏度的世界上-这可能会发生他们指出,到本世纪50年代,如果世界不减少排放,这种热浪可能每十年发生一到两次。

WWA团队还表示,他们的方法可能会低估目前发生这类极端高温事件的几率。他们的分析是乐动体育app苹果j基于该地区迄今为止经历的夏季最高气温平均变暖的影响。气候变化也有可能以其他方式影响该地区的天气模式,使温度更加变化和温暖,尽管确实如此迄今为止证据有限

莱茵兰-普法尔茨的Insol村在大规模降雨后被淹没
在大规模的降雨后,莱茵兰 - 普法尔茨的内部村庄村庄在很大程度上淹没。信誉:DPA图片联盟/ Alamy股票照片。

除极端热量外,今年夏天还看到了欧洲北部的极端降雨活动其他地方.在德国和比利时,强烈风暴在24小时内降雨量下降了6英寸(15厘米),导致灾难性的洪水,造成近200人死亡——这个数字可能会随着时间的推移而增加许多人仍然失踪.在中国,河南省会郑州一年的降雨量仅仅四天10万多人流离失所,造成至少33人死亡全省

虽然现在就满怀信心地说出气候变化到底对这些洪水造成了多大影响还为时过早——正如归因研究更强烈的降水事件长期以来一直是一个令人担忧的问题鲁棒预测气候模型。一个温暖的大气可以容纳更多的水分——每升高1摄氏度,就会增加约7%。模型预测世界上大部分地区将会有增加16-24%在高排放场景中,在2100次重大降水强度。

年平均温度

2021年前6个月比过去10年的大多数年份都要冷,但与19世纪中期有记录以来的几乎所有前几十年相比,仍然相当温暖。乐动体育下载app碳简报分析了六个不同研究小组报告的全球地表温度记录:美国国家航空航天局诺阿英国气象局哈德利中心/UEA伯克利地球;和哥白尼/ ECMWF

下表显示了自有记录以来,2021年的月份与之前所有年份同期的排名。

哈德利/UEA哈德克鲁特5 美国宇航局吉斯坦普 NOAA GlobalTemp 伯克利地球 哥白尼/ ECMWF
1月 第九 第八 第七 第六 第六
2月 15日 15日 16日 16日 第十二
破坏 第九 第七 第八 第九 第九
4月 第七 第八 第九 第七 第七
也许 第九 第八 第六 第八 第五
六月 第三 第五 第五
不同数据集上2021年气温按月排名。请注意,哈德利和伯克利的历史可以追溯到1850年,美国国家航空航天局(NASA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的历史可以追溯到1880年,哥白尼/欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的历史只能追溯到1979年。

今年开始时相对较冷,2021年2月是有记录以来第12至16个最热的2月。最近几个月的气温有所上升,2021年6月和2021年7月之间的气温在有记录以来的第三至第五高之间可能走上正轨成为五大最温暖的七月之一。

这些全球平均数据也包含了一些显著的地区差异。例如,2021年是陆地地区第二温暖的6月,也是北美有记录以来最热的6月在ERA5数据集中

下表比较了自1970年以来这些不同群体的年全球地表温度,或1979年以来的全球地表温度哥白尼/ ECMWF. 彩色线显示了每年的温度,而右侧的点显示了2021年1月至6月(或伯克利地球和哈德利/UEA数据集的1月至5月,在本文发表时,6月的数值不可用)的年初至今估计值。显示的值是相对于公共对象的基线期–1981-2010年各系列的平均温度。地表温度记录显示,自1970年以来,全球变暖约为0.9摄氏度,根据数据集的不同,升温速率为每十年0.18摄氏度至0.2摄氏度。

全球年平均地表温度
年全球平均地表温度美国宇航局吉斯坦普,NOAA GlobalTemp,哈德利/UEA哈德克鲁特5,伯克利地球哥白尼/ ECMWF(线),以及2021次温度到日期(1月6月,彩色点)。关于1981-2010基线绘制的异常。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

下图显示了到目前为止2021年(黑线)的温度与过去几年(灰线)的对比情况美国宇航局吉斯坦普数据集。它显示了一年中每个月的温度,从1月到全年平均温度。在美国宇航局的数据集中,2021年是迄今为止有记录以来第七个最热的年份,比过去六年凉爽,但比有记录以来的任何其他年份都要温暖。

从2013年到2021年每个月的年初至今温度
2013年至2021年各月的年迄今温度美国宇航局吉斯坦普.关于1981-2010基线绘制的异常。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

而人类排放的二氧化碳和其他温室气体正在减少负责所有的地球的长期变暖,任何给定年的温度都受到通常与之相关的气候的短期变化的强烈影响ElNiño和LaNiña活动(统称为ENSO)。这些温度波动在热带太平洋的海洋和大气之间,有助于使某些年份变暖,某些年份变冷。

2021年上半年看到了中度拉尼娜现象这导致气温比过去几年略低。模型对今年剩余时间的预测是好坏参半的,一些预测La Niña条件温和,另一些预测enso中性条件。

下图显示了一系列不同的ENSO预测模型由不同的科学团体制作。所显示的值是热带太平洋的海面温度变化El Niño 3.4区域-三个月。这个动态模型平均值以红色显示,而统计模型的统计模型以绿色显示。

厄尔尼诺南方涛动预报模型
ElNiñoSouthern振荡(ENSO)预测模型 - 动态和统计 - 三个月的时间尼诺3.4区域(4月、5月、6月——AMJ——等等),摘自IRI / CPC ENSO预测

2021年上半年可以让人对全年的预期有所了解。通过研究前六个月与1970年以来每年气温之间的关系——以及上半年的ENSO条件和下半年的预测条件——碳简报预测了2021年的最终全球平均气温。乐动体育下载app

考虑到目乐动体育app苹果j前为止只有上半年的气温数据,该分析包括了2021年结果的估计不确定性。

美国宇航局根据1981-2010年基线绘制的全球年平均地表温度异常图。
年全球平均地表温度异常美国国家航空航天局根据1981-2010年的基线绘制。到目前为止,2021年的价值包括1月至4月。根据1970年至2020年期间1 - 4月气温和年气温之间的关系估计2021年的年值。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

该预测表明,2021年很可能是有记录以来第五到第七最热的一年。

虽然比过去几年更冷,但考虑到长期变暖趋势(虚线),2021年的气温与预期相当一致。它还表明,随着拉尼娜效应的减弱,今年下半年全球平均气温将比上半年略高。

与模型的比较

气候模型根据对未来排放、温室气体浓度等的不同假设,提供基于物理学的变暖预测气候影响因素

下图显示了在政府间气候变化专门委员会的(IPCC)第五次评估报告–统称为CMIP5模型——1970年至2020年。黑线和灰色阴影分别表示所有模型的平均投影和扩散。个别观测温度记录用彩色线表示。

在这些模型中,2005年之前的温度估计值是利用过去已知的气候影响进行的“后报”,而2005年之后的温度估计值是基于对事物可能如何变化的估计进行的“预测”。

来自CMIP5模型的12个月平均平均表面温度和1970年至2030年间观察。
全球12个月平均地表温度CMIP5模型1970年至2030年间的观测。2005年以后的车型使用RCP4.5强制力。它们包括海洋表面温度和陆地表面空气温度与观察结果相匹配.关于1981-2010基线绘制的异常。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

虽然观测到的全球气温略低于2005年至2014年间气候模型预测的变暖速度,但过去几年的情况相当不错接近模型平均值

北极海冰处于历史最低水平

2021年初的大部分时间里,北极海冰覆盖范围都在扩大低端在1979-2010年的历史范围内,尽管在过去几周,海冰面积迅速下降,在7月份的大部分时间里创造了新的记录。

在南半球,南极海冰接近2021年前7个月的长期平均水平。可靠的海冰覆盖数据只有在上世纪70年代末发射了极地观测卫星之后才能获得。

下图显示了2021年(纯红色和蓝线)的北极和南极海冰范围,历史范围在1979年至2010年(阴影区域)和记录低点(虚线黑线)。与全球温度记录不同,海冰数据每天收集并更新,允许对现在进行海冰程度。

来自美国国家冰雪数据中心的北极和南极每日海冰范围。
北极和南极每日海冰范围美国国家冰雪数据中心. 粗体线显示2021年的每日值,阴影区域表示双标准差范围从1979年到2010年的历史价值。黑色虚线表示每一极的最低记录。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

夏季北极海冰的最小值在某种程度上是一个标志性的数字,近年来还没有低于这个数字2012年创历史新低.虽然北极海冰目前在一年中的这个时候临近创纪录的低点,但是如果这些条件将持续存在,而且还尚未知道2021年最小值下降的地方。

下图显示了1978年至2020年期间,每年每周的北冰洋海冰面积平均值,其中2021年至今用一条粗黑线突出显示。

来自美国国家冰雪数据中心的北极和南极每周海冰范围
北极和南极每周海冰范围从美国国家冰雪数据中心从1979年到2021年7月中旬。

该图显示,自20世纪70年代末以来,北极海冰明显而稳定地减少,顶部颜色较深(早些年),较浅颜色(最近几年)则低得多。一个典型的夏天,北极的海冰数量几乎是20世纪70年代和80年代的一半。

最后,值得注意的是,海冰范围只讲述了故事的一部分。除了冰块下降之外,海冰仍然往往比用于覆盖该地区的冰更年轻,更薄。下图,使用来自的数据泛北极冰海洋建模与同化系统(PIOMAS),显示了1979年至2021年的每年北极海冰厚度。

1979年至2021年4月北极海冰体积异常
从1979年到2021年4月北极海冰体积异常皮奥马斯

虽然海冰量目前在其先前的记录低值之上,但它仍然与长期下行趋势相结合。

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