预测全球气温变化，只需太平洋海平面高度？ | Geophys. Res. Lett. 论文推荐

一项由亚利桑那大学地学科学家主导的研究表明，太平洋海平面升高的幅度能够用于预测未来全球地表温度。这个研究团队根据2015年太平洋海平面的上升幅度，预测到2016年年底，全球平均地表温度将比2014年高出0.28℃。该研究的论文在线发表于2016年8月18日的《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters，论文信息见文末）。

（图片来源：参考文献[2]）

主要来源 亚利桑那大学（University of Arizona）

推荐 & 编译 刘小鸥（挪威科技大学北极斯瓦尔巴中心研究生）

审校 赵维娜

单是2015年一年，全球平均地表温度已上升0.18℃（0.32℉）。

论文第一作者，亚利桑那大学地球科学博士生 Cheryl Peyser，表示，“我们的预测是到2016年年底，目前看起来还是准确的。我们从不同角度利用海平面变化的信息，使用太平洋海平面变化模式分析全球地表温度，这尚属首次。”

合作作者——亚利桑那大学地球科学 Jianjun Yin 副教授介绍，海平面高度信息而非海面温度，能够为整个水体的热量储存提供更准确的反馈。“我们是首个使用海平面监测去量化全球地表温度变化的研究团队。”

他们发现，当西太平洋海平面上升幅度超过平均值时，全球地表温度上升速率减缓，1998年至2012年就是如此。反之，当西太平洋海平面下降但东太平洋海平面上升时，全球地表温度会突然升高，2015年即是很好的例子，这是因为海洋中存储的热量被释放了。

我们知道，热带西太平洋海平面相对较高——信风由东向西吹，海水被聚集至西部。但海面由西向东的倾斜角度如同跷跷板，是变化的，有时靠近亚洲的西太平洋比东侧美国海岸线高出许多，而有时则没有那么明显。

已有记录表明，太平洋十年涛动（Pacific Decadal Oscillation，PDO）与厄尔尼诺-拉尼拉（El Niño/La Niña cycle），两个不同的气候循环影响着太平洋表面自西向东的倾角。1998年至2012年，全球地表温度上升速率减小，被称为“全球变暖停滞”。同期，西热带太平洋海平面上升速度是全球平均速度的四倍。Yin想了解，两种现象之间是否具有关联性。

研究中 Peyser 使用最新的气候模型，这些模型展示了不存在全球变暖时气候系统如何作用。模拟表明，西太平洋海平面的改变与全球表面温度变化有关。验证这种关联使研究人员能够计算出倾斜程度与全球地表温度的定量关系。她和同事使用美国国家宇航局（NASA）、美国国家海洋和大气局（NOAA）及欧洲卫星系统自1993年起的海平面变化测量结果，计算出太平洋对全球地表温度的影响。

 “我发现，当西太平洋海面倾斜更明显时，全球平均温度更低。而气候变暖时，这个‘跷跷板’则更向东太平洋倾斜。”Peyser 说，“我们能够肯定，海平面一定的倾角变化可以预测相应的温度变化。气候自然变异是气候循环中相当重要的一部分。”Yin 也补充，了解变异对掌握气候变暖停滞下的机制十分关键。

研究人员认为，全球变暖停滞时期，更多热量被储存在西太平洋深层，抑制了地球表面变暖。由于更暖的海水膨胀，同一时期存储的热量使西太平洋的海平面明显上升。自2014年，气候循环变为厄尔尼诺模式，海面倾斜程度开始变小。之前海洋中储存的热量释放，加热了地球表面，西太平洋的海面也同时降低。

Yin  对太平洋在全球地表温度中起到如此重要的作用颇感惊讶。他说：“我们的研究表明，全球气候系统的内部变异能够隐藏人为的全球变暖，而其它时候又能增强人为的变暖。”他认为，下一步需要搞清太平洋迅速改变全球地表温度的潜在机制。

全球变暖真的“停滞”过？

有关气候变化、全球变暖这些议题的争论从来没有停止。上文中研究人员提及的“全球变暖停滞期”本身也是个有趣而饱受争议的话题。

几年前科学家们发现，1998年异常的厄尔尼诺现象后，全球变暖的速率明显放缓。2013年的《政府间气候变化专门委员会第五次评估报告》（IPCC AR5）中明确使用“停滞”（hiatus）一词描述1998-2012年间的变暖情况。根据美国国家海洋和大气局（NOAA）的温度记录，这15年间的短期变暖速率（每十年0.05℃）明显小于1951年来的长期趋势（每十年0.12℃）。值得注意的是，这个“停滞期”对起止年份十分敏感，如果计算1995或96年起的15年，结果分别是每十年0.13℃和0.14℃——似乎并没有停滞。

这些年研究人员一直致力于寻找升温“停滞”背后的原因，从大气到海洋到生物圈，至今尚无定论。

有趣的转折发生在去年6月。一篇发表于《科学》（Science）的报告提出，所谓的“停滞”可能只是个美丽的数据错误。

科研人员很早就知道，在海洋温度测量中，同一地点的船舶读数会略高于浮标读数。在这份来自NOAA研究人员“自家打脸”报告中，T. R. Karl及其团队考虑到这类可能的差异，修正了海洋温度数据。此外，近年来北极地区升温明显高于全球其它地区，因此陆地监测范围也拓展覆盖至北极地区。他们同时纳入了2013与2014年的监测数据。

NOAA全球（陆地及海洋）表面温度距平值随时间变化曲线。黑色粗实线代表修正后的数据，绿色细线是修正前的结果。（图片来源：参考文献[4]）

这份更新后的数据显示，2000-2014年间的升温速率为每十年0.116℃，相比于1950-1999年的每十年0.113℃，“停滞”不复存在。

故事还没有结束。今年2月，另一组包括加拿大、美国、澳大利亚等国的科学家反驳，即使修正了数据中的偏差，“减速”仍是事实。这项研究由加拿大维多利亚大学（University of Victoria）的Fyfe主导。Fyfe 与同事表示，上世纪50年代至70年代早期，温室气体排放量较低，例如硫酸盐气溶胶的工业污染将阳光反射产生制冷效应，导致该时期的温度上升较为平缓。因此Karl研究中的计算略有偏差。若忽略这一时期，1972-2001年约30年的长期升温速率则达每十年0.170℃，明显高于近年的短期速率。但 Fyfe 严谨地使用了“减速”（Slowdown）而非“停滞”，并强调这无论如何不动摇全球变暖理论。

这引起了更多讨论。Karl 曾回应，他承认研究短期效应如何影响年代趋势固然重要，但这些短期趋势并不能解释大气中温室气体的升高的长期效应。

NASA 戈达德太空研究所（Goddard Institute for Space Studies）的 Gavin Schmidt 也表示，人们总能找到一大堆原因去解释气候的短期趋势变化，但长期变暖的趋势并没有改变。

争论仍在继续，变暖也在继续。

主要来源：

http://m.phys.org/news/2016-08-pacific-sea-global-temperature.html

其它文献参考：

1. Stocker, T. F. et al. (2013).‘2013: TechnicalSummary’. Climate Change 2013: ThePhysical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth AssessmentReport of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

2. Tollefson, J. (2014) Climate change: The case of the missing heat.Available at: http://www.nature.com/news/climate-change-the-case-of-the-missing-heat-1.14525 (Accessed: 21. Aug. 2016);

3. Tollefson,J. (2015) Climate-change ‘hitaus’disappears with new data. Available at: http://www.nature.com/news/climate-change-hiatus-disappears-with-new-data-1.17700 (Accessed: 21. Aug. 2016);

4. Karl, T. R. (2015) Possibleartifacts of data biases in the recent global surface warming hiatus. Science,348(6242), pp. 1469-1472. DOI: 10.1126/science.aaa5632 (Accessed: 21. Aug.2016);

5. Tollefson, J. (2016) Climate-change ‘hitaus’ debate flares upagain. Available at: http://www.nature.com/news/global-warming-hiatus-debate-flares-up-again-1.19414 (Accessed: 21. Aug. 2016);

6. Fyfe, J. C.(2016) Making sense of the early-2000s warming slowdown. Nature Climate Change, 6, pp. 224-228. DOI: 10.1038/nclimate2938 (Accessed:21. Aug. 2016).

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论文基本信息

【题目】Pacific sea levelrise patterns and global surface temperature variability

【作者】C.E. Peyser et al

【刊期】GeophysicalResearch Letters  (2016)

【日期】Published18 August 2016

【doi】10.1002/2016GL069401

【摘要】During 1998–2012, climate change and sea level rise (SLR)exhibit two notable features: a slowdown of global surface warming (hiatus) anda rapid SLR in the tropical western Pacific. To quantify their relationship, weanalyze the long-term control simulations of 38 climate models. We find asignificant and robust correlation between the east-west contrast of dynamicsea level (DSL) in the Pacific and global mean surface temperature (GST)variability on both interannual and decadal time scales. Based on linearregression of the multimodel ensemble mean, the anomalously fast SLR in thewestern tropical Pacific observed during 1998–2012 indicates suppression of apotential global surface warming of 0.16° ± 0.06°C. In contrast, the Pacificcontributed 0.29° ± 0.10°C to the significant interannual GST increase in1997/1998. The Pacific DSL anomalies observed in 2015 suggest that the strongEl Niño in 2015/2016 could lead to a 0.21° ± 0.07°C GST jump.

【原文链接】http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL069401/abstract

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