氣象學家解釋2023年全球創紀錄高溫的5個因素
美國國家航空暨太空總署(NASA)宣布,根據戈達德太空研究所(Goddard Institute for Space Studies)對年度全球平均氣溫的分析,2023 年是有史以來最熱的一年。氣溫記錄始於1880 年,負責維護氣溫記錄的科學家每年都會計算全球氣溫異常,以確定與1951-1980 年的氣溫相比,氣溫發生了多大變化。
是什麼導致這一年如此炎熱?以下是科學家考慮的主要因素的分類。
從6 月到2023 年12 月,每個月都是有紀錄以來最熱的月份。7 月是有紀錄以來最熱的月份。但是,是什麼原因導致2023 年,尤其是下半年如此炎熱呢?科學家也問過自己這個問題。以下是科學家認為可以解釋破紀錄高溫的主要因素。
溫室氣體的長期增加是主要驅動因素。
100 多年來,人類一直在燃燒煤炭、天然氣和石油等化石燃料,為從燈泡、汽車到工廠和城市的一切提供動力。這些行為以及土地使用的變化導致大氣中溫室氣體的增加。溫室氣體就像一張毯子,將熱量困在地球周圍。增加的溫室氣體越多,毯子就越厚,地球就會進一步升溫。
2023 年5 月,大氣中的二氧化碳濃度在夏威夷國家海洋暨大氣總署的莫納羅亞天文台達到峰值,為百萬分之424。自1958 年開始測量以來,這一年度高峰一直在穩步上升。(其他全球碳測量項目也顯示了類似的高數值。)根據冰芯的記錄,二氧化碳濃度達到了至少80 萬年以來的最高值。
美國國家航空暨太空總署紐約戈達德太空研究所所長加文-施密特說:”我們將繼續有記錄被打破,因為基線溫度一直在上升。在過去五六十年裡,造成這種變暖趨勢的原因主要是我們對溫室氣體的改變,尤其是二氧化碳和甲烷。”
厄爾尼諾現象的回歸使天氣更加炎熱。
除了長期的全球暖化趨勢之外,還有氣候的自然變化。這種逐年變化的最大來源之一是發生在熱帶太平洋的厄爾尼諾南方濤動(ENSO)。
2023 年6 月1 – 10 日
厄爾尼諾/南方濤動在三個階段之間轉換:厄爾尼諾現象、拉尼娜現象和中性或平均現象。
在厄爾尼諾期間,信風減弱;也就是說,通常在熱帶太平洋自東向西吹的風減弱了。南美洲附近的太平洋中部和東部赤道附近的海面也會比正常情況下更熱(更高)。厄爾尼諾現象往往與全球平均氣溫最高的年份同時出現。
在拉尼娜現象期間,情況恰恰相反:信風增強,東太平洋的海面溫度比正常溫度低。這有助於抵消全球長期暖化造成的部分氣溫上升。
從2020 年到2022 年,太平洋連續三年出現拉尼娜現象。隨後,厄爾尼諾現象從2023 年5 月開始捲土重來。這次厄爾尼諾現象還沒有像2015-2016 年或1997-1998 年那樣強烈,這兩次厄爾尼諾現像都造成了全球平均氣溫的大幅飆升。然而,如果將這次海洋暖化與溫室氣體造成的長期暖化趨勢相加,厄爾尼諾現象的出現足以幫助氣溫飆升,創造新的高溫紀錄。
美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室的氣候科學家喬希-威利斯說:”在大多數情況下,這是我們和厄爾尼諾的問題。說到底,是人類在給地球供暖,而厄爾尼諾則在我們頭上跳舞。”
在全球範圍內,海洋長期暖化和海面溫度高於正常值也是原因之一。
從更廣泛的角度來看,熱帶太平洋並不是今年唯一比正常溫度更高的海域。全球海面溫度在2023 年創下新紀錄,北大西洋和其他海域經歷了幾次海洋熱浪。
2023 年8 月21 日
威利斯說:”就像全球氣溫一樣,海洋溫度也在上升。過去一個多世紀以來,海洋溫度一直在上升,而且沒有減緩。如果有什麼變化的話,那就是在加速。”
海洋溫度上升的背後是什麼?溫室氣體使地球暖化。溫室氣體升溫產生的熱量約有90%被海洋吸收。這意味著,隨著溫室氣體的不斷增加,海洋溫度也會隨之上升,導致全球氣溫升高。
氣溶膠正在減少,因此不再能減緩氣溫的上升。科學家正在監測的另一個全球趨勢是大氣中氣溶膠的變化。氣溶膠是空氣中的小顆粒,如煙霧、灰塵、火山氣體、海霧、空氣污染或煙塵,它們會影響氣候。空氣中的微粒可以反射陽光,使空氣略微變冷,也可以吸收陽光,使空氣略微變暖。
2023 年6 月26 日
隨著各國政府通過法規來減少空氣污染和改善空氣質量,大部分地區的氣溶膠數量都在減少。在這些人為產生的微粒中,有許多是能使氣候稍微降溫的類型,因此空氣中的微粒減少,就會產生輕微的暖化效應。但是,與溫室氣體增加造成的更大變暖相比,這種影響是非常小的。
美國國家航空暨太空總署(NASA)和世界各地的科學家正在研究,新的航運法規減少氣溶膠可能會如何改變反射回太空的太陽能。施密特說,雖然這些變化在區域範圍內可能很明顯,但對全球的影響可能很小。
科學家發現,洪加湯加-洪加哈帕伊火山爆發並沒有大幅增加創紀錄的熱量。
2022 年1 月,洪加湯加-洪加下阿帕伊海底火山爆發,向平流層噴射出前所未有的大量水蒸氣和微粒,即氣溶膠。水蒸氣是一種溫室氣體,會對大氣產生暖化效應,因此科學家研究了火山爆發對全球氣溫的影響。另一方面,火山爆發產生的硫酸鹽氣溶膠有時會導致一些全球降溫事件。
由NOAA 的GOES-17 氣象衛星記錄的2022 年1 月15 日Hunga Tonga-Hunga Haʻapai 火山爆發。資料來源:Simon Proud 和Simeon Schmauß / 牛津大學,RALSpace NCEO / NOAA
最近的一項研究發現,火山硫酸鹽氣溶膠從地球表面反射走了一些陽光,導致火山爆發後南半球的氣溫略有下降,降溫幅度不到0.1 度。從根本上說,平流層中水蒸氣的增加導致的升溫被火山硫酸鹽氣溶膠導致的降溫所抵消,從而導致大氣低層的輕微降溫。這意味著火山爆發很可能沒有增加2023 年的創紀錄熱量。
施密特說:”我們對任何一年的天氣和極端天氣都非常感興趣,因為這些都是影響我們的因素。”但這十年與之前十年的主要區別在於,由於我們的活動,主要是化石燃料的燃燒,氣溫持續上升。”
編譯來源:ScitechDaily