全球变暖有多快？——海洋告诉你答案

　　图1. 2002-2016全球平均海平面（上）、海洋热含量（中）、地表温度（下）时间序列

　　图2. 自1955年以来全球海洋热含量（黑色）和二氧化碳浓度（青色）变化。粉色阴影为热含量估计的95%置信区间

　　来源：中国科学院大气物理研究所

　　自工业革命以来人类活动排放了大量二氧化碳等温室气体，造成了前所未有的全球变暖。地球系统的各个部分都监测到了全球变暖的信号：包括全球气温、海温、海平面上升、海洋酸化、珊瑚礁白化等等。对于决策者、科学家和公众来说，到底全球变暖了多少？用什么指标来衡量全球变暖？

　　9月8日，美国地球物理学会会员通讯（Eos）以头条（feature）文章的形式发表了大气物理所成里京博士和朱江研究员牵头、联合美国国家大气研究中心（NCAR）、美国大气和海洋管理局（NOAA）、法国墨卡托海洋中心（Mercator Ocean）、美国圣托马斯大学(St. Thomas University)的观点（Opinion）文章。该文章指出，相对于广泛使用的地表平均温度，海洋热含量和海平面变化是更好的度量全球变暖的指标。

　　全球变暖是由地球系统能量不平衡驱动的：由于大气温室气体增加，进入地球系统的能量大于逃逸出地球系统的能量，造成了地球系统能量增加。由于海洋巨大的热容量，其是全球变暖最主要的能量存储器。

　　同时，海洋具有强大的热惯性，表现在海洋变暖的信号相对于海洋自身的自然震荡（噪声）具有极高的信噪比：这使得我们仅仅需要约4年的数据就能从自然噪声中检测到海洋变暖的信号（图1）。目前全球海洋广泛布放的Argo浮标使得准确监测海洋变化成为了可能。对海平面变化，也仅仅需要4.6年的数据即可。然而，对于目前常用的地表平均温度来说，由于其剧烈的年际和年代际尺度自然震荡，需要大约27年的数据才能检测到显著的变暖信号（图1）。因此，从信噪比的角度，海洋热含量和海平面变化是气候变化更准确的指针。近些年发生的“全球变暖停滞”争论就是一个例子：由于地表温度的剧烈短期震荡，“掩盖”了部分全球变暖在地表的信号。

　　过去几十年海洋热含量和大气中的二氧化碳浓度均不断攀升！据中科院大气所数据估计，自1940年以来，全球海洋最暖的十年均发生在2004年之后，而过去两年（2015-2016）是海洋最热的两年（图2）。与此同时，据夏威夷Mauna Loa观测站数据，全球大气中二氧化碳的浓度也达到了百年内的最高水平，突破了400ppm。

　　参考文献：Cheng, L., K. E. Trenberth, J. Fasullo, J. Abraham, T. P. Boyer, K. von Schuckmann, and J. Zhu (2017), Taking the pulse of the planet, Eos, 98, https://doi.org/10.1029/2017EO081839. Published on 13 September 2017