Explaining and anticipating global temperature surges by tracking heat
这项研究表明，一个由地球能量不平衡和厄尔尼诺相关的次表层热释放驱动的热收支模型，成功解释了Argo时代全球温度的变化，并预测类似于1997/98年的潜在厄尔尼诺现象可能在2026-2027年将全球气温推升至比工业化前基准线高出1.80 K的历史新高。
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地球一直在不断平衡着一份微妙的能量账本。在这一侧，阳光倾泻而下，温暖着这颗星球；在另一侧，地球向太空辐射热量。在人类历史的大部分时间里，这两者几乎相等，使全球温度保持相对稳定。然而，随着大气中温室气体的积累，它们就像一层增厚的毯子，捕捉了比逃逸更多的热量。这产生了一种被称为“地球能量失衡”的持续盈余。虽然这种失衡驱动着长期变暖，但我们每年感受到的温度也受到海洋储存和释放热量能力的影响。具体而言，热带太平洋扮演着一个巨大的热能电池的角色，通过被称为厄尔尼诺（El Niño）和拉尼娜（La Niña）的循环，在表层与深层海水之间转移大量的暖水。理解这两股力量——即被捕获能量的稳步积累与海洋热量的律动转移——之间的相互作用，对于预测为何某些年份会变得显著炎热至关重要。
一个研究小组开发了一种追踪这种热量的新方法，为解释为什么全球气温近期飙升至创纪录水平以及未来可能发生什么情况提供了更清晰的图景。科学家们不再仅仅观察表面温度，而是构建了一个“热量预算”，追踪能量如何在大气层与海洋上层之间移动。他们专注于一个特定的热量储库：地球上方的空气以及海洋表层100米以内的海水。通过结合地球从太空吸收了多少额外能量的数据，以及测量热量在热带太平洋中向上或向下移动了多少的数据，他们建立了一个模型，该模型解释了过去18年里观察到的几乎所有的温度变化。这种方法使他们能够精确地看到，近期的热量激增中有多少来自于地球捕捉了更多的阳光，有多少来自于海洋释放了储存的温暖。
研究表明，2023年和2024年的破纪录高温并非由单一因素造成，而是由两种驱动因素的罕见对齐所致。首先，地球的能量失衡达到了异常高的水平，这意味着地球吸收的太阳能显著高于其释放的能量。其次，热带太平洋从冷相位转变为强烈的厄尔尼诺现象，将大量热量从深海泵向表层。这两股力量共同作用，创造了一次异常的热量激增。研究人员发现，在达到这一峰值后，全球气温在2024年和2025年开始下降，但这并不是因为地球停止了变暖。相反，海洋开始重新吸收热量，将能量从表面拉走。然而，这种冷却效应并不足以使温度回到2023年之前的水平，从而使地球处于一种永久性的高位温暖状态。
展望未来，研究人员利用他们的热量追踪框架对未来一年进行了预测。他们的展望始于2026年8月，当时一个新的厄尔尼诺事件正在形成。他们考虑了两种可能的未来。在第一种情景中，他们假设热带太平洋不会从其深处释放额外的热量。即使在这种保守的情况下，来自太阳的能量持续积累仍会将全球温度推向高于以往的记录。在第二种更极端的情景中，他们假设海洋释放热量的速率类似于规模巨大的1997/98年事件，那是历史上最强的厄尔尼诺事件之一。如果发生这种情况，研究表明，在2026年7月至2027年6月的12个月期间，平均全球温度可能会达到比工业化前基准线高出1.80 K的水平。这将比之前的记录高出0.25 K，代表了全球变暖的一个显著新里程碑。
这些发现强调了密切关注海洋隐藏热量的重要性。研究人员强调，他们进行此类预测的能力完全依赖于一个全球性的观测仪器网络，包括测量来自太空辐射的卫星，以及数千个潜入海洋测量温度和盐度的浮标传感器。如果没有这些持续的观测，就不可能知道有多少热量正在被储存或释放。研究表明，虽然长期的变暖趋势是由地球的能量失衡驱动的，但每年的温度跳跃则深受海洋律动的影响。通过追踪热量在气候系统中的流动，科学家现在可以提供一个更可靠的、基于物理学的近期前景预测，为即将到来的极端情况提供更清晰的警告。
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