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在标准人为强迫下,观测到的2023年9月气温跃升几乎不可能发生
当世界突然变暖
在2023年末,地球的平均温度不仅再次创下纪录——它以科学家几乎未曾见过的方式突然跃升。2023年9月比2022年9月高约0.6摄氏度,这样幅度大且突兀的跳跃引发了令人不安的问题:这是一次异常的随机波动,还是我们的气候系统正在进入新的阶段的警示?

模型未预见到的记录性月份
作者结合140多年的观测与现代气候模型表明,在当前的人为增暖水平下,2023年9月的这一温度跃升极为罕见。用于描述极端事件的统计工具将其概率评估为几乎为零——在大多数模型模拟中远低于千分之一。参与最新国际模型比对项目(CMIP6)的气候模型,总计约覆盖4万年模拟年,几乎从未在现行增温水平下产生与2022至2023年间观测到的那样大的9月跃升。
热量集中在陆地,尤其是热带以外地区
研究接着探究这次突发高温在地理上来自何处。尽管陆地仅占地球表面约三分之一,但它贡献了超过一半的全球温度跃升。热带以外的陆地——也就是大多数人口居住的地区——在观测和模型中都显得尤为异常。包括受强厄尔尼诺影响的海洋在内,相比之下显得不那么极端。这表明使2023年9月显著的并不是某一海盆的热点,而是横跨地球、以陆地为主的广泛增温分布。

许多小推力,而非单一原因
为弄清物理驱动因素,作者考察了地球能量平衡的若干关键要素:到达地表的太阳辐射、大气中的水汽含量、陆地土壤湿度以及厄尔尼诺的强弱。在通往2023年9月的数月中,这四项都向有利于增温的方向变化——到达地表的太阳光增多、大气更潮湿、许多地区土壤变干以及从为期三年的拉尼娜向厄尔尼诺的过渡。将这些因素短期变化与局地气温联系起来的统计模型能够再现大部分观测到的增温格局,表明此次跃升是它们共同作用的结果,而非单一主导因子导致。
额外的阳光与隐藏的外部推动
当作者将这些驱动要素在观测中的作用与模型中的表现进行对比时,有一项因素尤为突出:下行短波辐射,实质上就是实际到达地表的太阳辐射。2023年这种额外的太阳光比模型通常为同等幅度温度跃升所产生的要强——尤其是在中高纬度海洋上空。部分原因可能来自近来船舶与工业排放污染的下降,这减少了反射性颗粒和低云,使更多阳光到达地面。通过在数学上将这种过量的太阳辐射“调回”到与模型一致的水平,作者估计约有0.07摄氏度的9月跃升可归因于异常偏高的短波强迫。做出该调整后,此事件的概率上升到约千分之一——仍不常见,但不再几乎不可能。
这对我们未来气候意味着什么
展望未来,研究发现,随着地球持续变暖,即便没有温室气体之外的额外外部推动,像2023年9月这样的跃升也会逐渐变得更可能。至本世纪末,在高排放情景下,气候模型表明此类事件的发生概率可达到千分之一或更高,主要由更强的内部变动叠加在更热的背景气候上驱动。然而即便如此,如2023年那样大的跃升仍位于模型仅凭自然波动可以达到的极端边缘。目前,作者得出结论:2023年9月是一次极不可能的事件,极有可能是一次强烈的自然变率爆发与来自外部因素(增加到达地表的太阳光)较小但重要的提升共同作用的结果。
引用: Seeber, S., Schumacher, D.L., Gudmundsson, L. et al. The observed September 2023 temperature jump was nearly impossible under standard anthropogenic forcing. Commun Earth Environ 7, 156 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03178-8
关键词: 全球变暖, 气候极端事件, 厄尔尼诺, 气溶胶, 温度变率