2024年的6月至8月是有紀錄以來最熱的月份，延續了自2023年6月開始的全球氣溫連破紀錄的驚人紀錄。氣候科學家認為，氣溫的意外飆升既令人沮喪又令人困惑，促使人們對造成氣溫飆升的因素進行深入調查。

美國太空總署地球觀測站地圖和圖表，作者Michala Garrison，根據美國太空總署戈達德太空研究所的數據繪製。 氣候螺旋視覺化由美國太空總署戈達德太空飛行中心/科學視覺化工作室的Mark SubbaRao 繪製。

從2024年6月到8月，全球氣溫屢創新高，超過了2023年同期。 根據美國太空總署戈達德太空研究所（GISS）的數據，這種極端高溫並不局限於夏季；從2023 年6 月開始到2024 年8 月，全球氣溫連續15 個月創下新紀錄。

雖然這持續時間較長的熱浪與更廣泛的氣候暖化趨勢一致，但其強度令氣候科學家感到震驚。 GISS 主任加文-施密特（Gavin Schmidt）在《自然》上發表的一篇評論中將2023 年末的意外氣溫飆升描述為”令人慚愧”和”令人困惑”。

本頁的圖表顯示了2023年和2024年的全球氣溫與根據美國國家航空暨太空總署的氣溫記錄得出的預期相差多少。 大約一年後，施密特和其他氣候學家仍在試圖了解其中的原因。

施密特說：”2023 年的升溫幅度超過了其他任何年份，2024 年也將如此。我希望我知道原因，但我不知道。我們仍在評估發生了什麼，以及我們是否看到氣候系統的運作方式發生了轉變。

預測氣候變異

特定年份的地球空氣和海洋溫度通常反映了長期趨勢（如與氣候變遷相關的趨勢）和短期影響（如火山活動、太陽活動和海洋狀態）的綜合結果。

2022 年末，施密特像2016 年以來每年所做的那樣，使用統計模型預測來年的全球氣溫。 拉尼娜現象使熱帶太平洋的海面溫度降低，它在2023 年上半年出現，本應使全球氣溫下降。 施密特計算出，2023 年全球平均氣溫將比基線高出約1.22 攝氏度，躋身最熱年份的前三、四位，但不會是破紀錄的一年。英國氣象局、柏克萊地球和碳簡報的科學家使用各種方法做出了類似的評估。

2023 年1 月至2024 年8 月全球氣溫異常預期圖

該圖顯示了施密特對2023 年1 月至2024 年8 月期間每月氣溫與NASA 1951-1980 年基線（也稱為異常）之間差異的預期。 NOAA的熱帶太平洋海面溫度測量數據計算出的全球平均氣溫，並考慮到這些溫度影響全球平均氣溫的三個月延遲。 陰影區域顯示了變化範圍（正負兩個標準差）。

加州大學柏克萊分校的氣候科學家Zeke Hausfather說：”更複雜的全球氣候模型有助於預測長期變暖，但像這樣的統計模型可以幫助我們預測逐年變率，而這種變率通常由厄爾尼諾和拉尼娜事件主導。

超越預期

施密特的統計模型自2016 年以來每年都能成功預測全球平均氣溫，但它低估了2023 年的異常高溫，豪斯費爾德和其他氣候學家使用的方法也是如此。 施密特預計全球氣溫異常將在2024 年2 月或3 月達到峰值，作為對厄爾尼諾現象造成的額外暖化的滯後反應。 然而，在厄爾尼諾現象達到高峰之前，異常高溫就已經出現了。 熱量的強度出乎意料–首先是在北大西洋，然後幾乎遍及所有地方。

施密特說：”9月份，記錄被打破了0.5攝氏度，絕對令人吃驚，這在GISS的記錄中從未發生過。”

NASA 2023 年1 月至2024 年8 月全球氣溫異常圖

上圖顯示了2023 年1 月至2024 年8 月期間計算的全球氣溫與NASA 基線（1951-1980 年）的差異。 紅色虛線表示的是2016 年和2020 年創下的各月氣溫異常紀錄。 從2023 年6 月開始，氣溫每月都比之前的記錄高出0.3 至0.5°C。 雖然2024 年的氣溫異常更接近過去的異常值，但直到2024 年8 月，氣溫仍在不斷刷新記錄。 2024 年9 月的全球平均氣溫比NASA 的基準值高出1.26°C，低於2023 年9 月，但仍比2023 年之前任何一個9 月的記錄高出0.3°C。

為了計算地球的全球平均氣溫變化，NASA 的科學家分析了來自陸地上數萬個氣象站的數據，以及船舶和海洋表面浮標上的數千台儀器的數據。 GISS 團隊在分析這些資訊時使用了一些方法，這些方法考慮到了全球各地氣溫站的不同間距，以及可能使計算結果偏差的城市供暖效應。

探索不可預見的因素

自2024 年5 月以來，施密特一直在整理關於導致意外變暖的可能因素的研究報告，其中包括溫室氣體排放、太陽輻射、被稱為氣溶膠的空氣傳播顆粒和雲層的變化，以及2022年洪加湯加-洪加哈帕火山爆發的影響。 然而，這些因素都無法為施密特和其他科學家認為的2023 年異常高溫提供令人信服的解釋。

大氣中的溫室氣體水平持續上升，但施密特估計，2022年以來的額外負荷僅導致額外升溫約0.02°C。 太陽的活動在2023年接近峰值，但其大約11年的周期是經過充分測量的，也不足以解釋溫度的飆升。

1982 年的厄爾尼諾奇雄火山爆發和1991 年的皮納圖博火山爆發等重大火山爆發，都曾透過向平流層噴發氣溶膠而造成短暫的全球降溫。 而2024年發表的研究表明，東加的火山爆發在2022年和2023年產生了淨冷卻效應。 “施密特說：”如果是這樣的話，系統中需要解釋的暖化現象就更多了。

另一個可能的因素是空氣污染的減少。 美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心大氣研究科學家袁天樂領導的研究小組發現，自2020 年以來，航運造成的氣溶膠污染顯著下降。 這一下降與國際上對航運燃料硫含量的新規定以及冠狀病毒大流行導致的航運零星下降相吻合。

硫氣溶膠排放會促進形成明亮的雲層，將射入的陽光反射回太空，產生淨冷卻效應。 減少這種污染則會產生相反的效果：雲的形成可能性降低，進而使氣候變暖。 儘管包括袁隆平在內的科學家普遍認為，硫排放量的減少很可能導致2023年淨變暖，但科學界仍在爭論這一影響的確切大小。

施密特說：”所有這些因素或許可以解釋十分之一度的變暖。即使考慮了所有合理的解釋，2023 年預期年平均氣溫與觀測到的年平均氣溫之間的差異仍接近0.2° C–大致相當於之前和當年記錄之間的差距。

面對新現實

豪斯費爾德和施密特都表示擔心，這些意料之外的溫度變化可能預示著氣候系統的功能發生了變化。 施密特說，這也可能是氣候多變性和系統變遷的某種結合。 “不一定非此即彼。”

氣候系統中最大的不確定因素之一是氣溶膠如何影響雲的形成，而雲的形成又會影響反射回太空的輻射量。 然而，對於試圖拼湊2023 年發生的事情的科學家來說，一個挑戰是缺乏最新的全球氣溶膠排放數據。施密特說：”氣溶膠排放的可靠評估依賴於主要由志願者驅動的工作網絡，要獲得2023年的全部數據可能還需要一年或更長時間。”

NASA的PACE（浮游生物、氣溶膠、雲層、海洋生態系統）衛星將於2024年2月發射，它將有助於揭示這些不確定性。 該衛星將幫助科學家對大氣中各種氣溶膠粒子的成分進行全球評估。 PACE數據還可以幫助科學家了解雲的特性以及氣溶膠如何影響雲的形成，這對於創建精確的氣候模型至關重要。

施密特和豪斯費爾德邀請科學家們在2024年12月9-13日在華盛頓特區舉行的美國地球物理聯盟秋季會議上討論與2023年熱量貢獻者有關的研究會議。

編譯自/ ScitechDaily