对2023年极端全球气温跃升的物理理解

为何2023年的热峰重要

在2023年晚夏和初秋，全球地表温度跃升到远超以往记录的水平，令科学家和公众震惊。该研究提出了一个简单但影响深远的问题：这次跃升是表明全球变暖突然加速，还是一种罕见的自然气候格局叠加在人为变暖之上所致？

创纪录的全球增温跃升

作者表明，2023年温度激增的大部分源自世界海洋，尤其是广阔的印太盆地。将2023年8月至10月与2022年同期比较，他们发现全球海洋表层空气温度出现了创纪录的年际上升。其中约三分之二与印太海域相关，北大西洋异常偏暖以及热带与北半球中纬度的大面积陆地也有额外贡献。然而，这次跃升的整体幅度与时机，与以往强厄尔尼诺年有所不同，表明可能存在不同寻常的作用机制。

在持续拉尼娜之上出现的新厄尔尼诺

厄尔尼诺与拉尼娜描述的是太平洋海温和风场的摆动，这些摆动会影响全球气候。通常全球温度在厄尔尼诺充分发展后的数月达到峰值。2023年，一个中强到强的厄尔尼诺从罕见的“三连亏”拉尼娜中发展而来，后者已使东太平洋在数年间偏冷。这为一次异常剧烈的转变奠定了基础：2022年存在的冷表层水和厚重低云层在2023年转变为更暖的海水，尤其发生在空气通常下沉的区域。自1979年以来以往强厄尔尼诺事件中并未见到可比的印太温度跃升。

云、阳光与能量激增

由于低云像明亮的镜子反射阳光，云量变化会强烈影响地球系统吸收的能量。东部和中部太平洋通常干燥下沉区的海表温度迅速升高，使低层大气稳定性降低，低云层变薄并破碎。当这些反射性云减少时，更多阳光到达海面。作者发现，印太地区自卫星记录以来在顶层大气净入射能量方面出现了最大增幅之一，且与最强变暖区域高度重合。这一能量增加，加上2023年全球反照率极低，共同为上层海洋蓄能并为大气的快速增温做好了准备。

异常的热带降雨与提前的大气加热

热带暖海上的降雨格局控制热量释放到大气的地点。在“典型”的厄尔尼诺中，雨带通常在年末前后从西太平洋暖池减少并向中东部较凉海区增强。2023年，这一模式被削弱并发生位移。暖池上的海表温度比典型厄尔尼诺事件更高，那里降雨实际上增加而非减少。与此同时，东太平洋也在变暖但季节性冷却限制了深对流的形成。研究使用以降雨加权的海温指数表明，这种奇异的组合使热带对流层比平常更早升温，已在晚夏出现，而不是等到冬季。

从热带到全球：为何这次跃升如此显著

一旦热带自由大气变暖，大尺度的波动格局就会把热量向更高纬度传播，从而提升全球地表空气温度。作者发现热带中层温度与全球地表变暖之间存在紧密的统计联系，且2023年位于该关系的上缘。他们还识别出来自创纪录偏暖的热带北大西洋以及一种在更长时段上类似拉尼娜的海表温度背景格局的额外增益。许多此类缓慢变化和云响应在当前气候模型中捕捉不佳，这可能解释了模拟难以再现像2023年如此极端事件的原因。

这对我们的未来意味着什么

研究得出结论：非凡的2023年热峰并非源自人类驱动变暖速率的突然上升，而是由一系列罕见的自然过程叠加在长期趋势之上导致的。先前的多年拉尼娜、西太平洋数十年的热量积累、东太平洋创纪录的低云覆盖、异常的厄尔尼诺模式以及过度温暖的大西洋在同一季节同时出现。每个因素此前都曾出现过，但2023年的时序极为特殊。该研究表明，随着地球持续变暖，类似的海洋状态和云的同步排列可能会暂时将全球温度推高至远超长期平均的水平，提前呈现本世纪后期可能出现的情形。

引用: Mex, J., Cassou, C., Jézéquel, A. et al. Physical understanding of the extreme global temperature jump in 2023. Commun Earth Environ 7, 406 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03382-6

关键词: 2023年热峰, 厄尔尼诺, 印太增温, 云反馈, 全球地表温度