2024 年，飙升的碳排放量、意想不到的全球变暖新来源以及不断崩溃的洋流让科学家们感到震惊。以下是我们精选的今年顶级气候平均状态随时间的变化故事。
从淹没西班牙的致命泥海到接连袭击佛罗里达州海岸的大飓风，极端天气标志着 2024 年。气候科学家一再警告政策制定者，除非各国立即削减碳排放，否则地球将进入一个更加无法控制的变暖和气候混乱阶段。
但今年并不全是厄运和悲观的一年，因为研究人员还提出了缓解策略来防止气候平均状态随时间的变化的最坏影响。例如，科学家们建议对平流层进行脱水，平流层是位于地球表面上方 7.5 至 31 英里（12 至 50 公里）之间的地球大气层。科学家们认为，平流层的作用就像一块海绵，可以有效的预防热量逸出到太空中，因此至少在理论上，它脱水应该有助于地球降温。
从令人惊讶的全球变暖新来源到可能给世界海洋带来麻烦的南极洲的“政权更迭”，以下是我们精选的 2024 年气候平均状态随时间的变化热门故事。
今年夏天，根据人工智能（AI） 数据，研究人员警告说，气候平均状态随时间的变化可能会改变地球的自转并延长我们的寿命。极地地区的冰层迅速融化意味着水在海洋中积聚，尤其是在赤道周围，导致地球在中间隆起。这可能会减慢地球的自转速度，因为更多的重量分布在离地球中心更远的地方——类似于旋转花样滑冰运动员通过伸出手臂来减慢速度的方式。研究人员发现，赤道附近积聚的水也在移动地球的自转轴，导致磁极每年都从地轴上摆动得更远。
地球自转的变化意味着白天可能会变得更长一点。人类能够最终靠引入负闰秒来轻松补偿这种变化。但是，一些专家这样认为，如果这种影响变得更强，它会影响太空旅行，甚至可能会扰乱电脑和智能手机的计时。
7 月发表的一项分析显示，从 2023 年 6 月开始，地球温度连续 13 个月比工业化前中等水准高出至少 2.7 华氏度（1.5 摄氏度）。每个月都比上一个月更热，这表明世界一直在超过《巴黎协定》设定的 1.5 摄氏度的升温目标。科学家们表示，在这 13 个月里，全球平均气温比工业革命前高出 3 华氏度（1.64 摄氏度），打破了“前所未有的”记录。
高温飙升部分是由厄尔尼诺现象驱动的，厄尔尼诺现象是一种气候周期，导致赤道太平洋东部和中部的海水温度高于中等水准。但该团队强调，罪魁祸首是气候平均状态随时间的变化和一直增长的温室气体排放。研究人员表示，1.5 摄氏度的《巴黎协定》承诺尚未打破，因为该目标是在 20 到 30 年内测量的，但没有迹象说明气温会在短期内下降。
5 月发表的研究发现，最近航运排放的减少意外加速了全球变暖，并导致创纪录的海洋温度。2020 年实施的航运法规将该行业的二氧化硫排放量大幅削减了 80%。虽然这对空气质量来说是个好消息，但快速削减与硫颗粒的减少齐头并进，硫颗粒具有高反射性，可将太阳光线反射回太空，从而使地球降温。
尽管新法规减少了致命的污染，但它们也创造了一个巨大的、意想不到的地球工程实验。直到最近，航运中的硫颗粒还具有冷却作用，可以抵消温室气体排放造成的部分变暖。但今年，研究人员表示，颗粒物的减少可能会使未来几年变得异常温暖。他们说，到 2023 年，变暖的幅度已经相当于 2020 年地球热量吸收增加的 80%。
2 月份发表的一项有争议的研究发现，全球变暖至少比科学家想象的要提前十年，到 2030 年，地球将比工业化前时期升温 2 摄氏度（3.6 华氏度）。之前的预测估计，这种变暖水平将在 2040 年至 2050 年之间发生，具体取决于温室气体排放的减少程度。
研究人员分析了加勒比海海绵的骨骼以得出结论。该研究假设这些骨骼中刻有的变暖趋势与全球温度成正比。但其他专家批评了这些发现，认为世界海洋远非均匀，加勒比海的变暖并不意味着全球趋势。
“从那一小片海洋到全球的推断完全令人难以置信，”气候科学教授、德国马克斯普朗克气象研究所所长约赫姆·马罗茨克 （Jochem Marotzke） 在研究结果公布。
该研究的结论值得怀疑，但毫无疑问，如果各国不能大幅削减排放，地球最终将升温 2 摄氏度。从这个意义上说，专家告诉 Live Science，这项研究仍然有助于获得可用的气候信息。
今年，气候专家一再警告说，到本世纪末，大西洋的主要洋流可能会崩溃，使北半球、亚马逊雨林和热带季风地区陷入气候混乱。多年来，科学家们一直在对这些潮流发出警报，但2024 年发表的几项研究表明，坍塌将产生灾难性的、持久的和可能不可逆转的影响。10 月，44 位杰出的气候科学家向政策制定者写了一封公开信，敦促他们注意这些警告，在为时已晚之前减少排放。
有问题的洋流是形成大西洋经向翻转环流 （AMOC） 的洋流，这是一条环绕大西洋的巨大海洋输送带，包括墨西哥湾流。AMOC 将热量输送到北半球，并将氧气泵入深海，维持欧洲的温带气候，并支持大西洋彼岸的重要生态系统和渔业。
但由于气候平均状态随时间的变化，所有这些都可能很快停止。融化的北极冰盖正在稀释通常会沉入海底的北大西洋水域，为 AMOC 重返南半球提供动力。假如没有这个引擎，北欧可能会经历显着的冷却，北大西洋异常的“冷斑”已经证明了这一点。
早期研究表明，本世纪 AMOC 崩溃的可能性不是很大，但现在，科学家们“不再真正认为它的可能性很低了，”组织了这封公开信的德国波茨坦气候影响研究所的海洋学家斯特凡·拉姆斯托夫 （Stefan Rahmstorf）说。“这就是我们写这封信的原因，”拉姆斯托夫说。
2024 年，全球化石燃料的碳排放量创下历史上最新的记录，有 412 亿吨（374 亿公吨）二氧化碳 （CO2） 进入地球大气层。这比 2023 年增加了 0.8%，但科学家表示，没有迹象说明排放量已达到峰值，这在某种程度上预示着明年的数字可能会更高。
按照今年看到的速度，研究人员估计，全球变暖在未来六年内持续超过《巴黎协定》规定的 1.5 摄氏度升温目标的可能性为 50%。他们说，只有深入和立即减少温室气体排放才能防止这样的一种情况发生。
2 月 20 日，南极洲的海冰面积接近有史以来的最低水平，达到 766,400 平方英里（198.5 万平方公里），给地球气候带来了麻烦。海冰保护了非洲大陆日益不稳定的陆地冰层免受海水变暖的影响，从而保护了其悬空的冰川，并保持了冰冻的广阔空间将光线反射回太空的能力。
今年接近历史最低水平是在 2023 年 2 月创下有史以来最小的海冰范围——737,000 平方英里（191 万平方公里）——12 个月后出现的。这些持续的低温让一些科学家担心南极洲已确定进入了“政权转变”，可能没办法从中恢复过来。长期以来，这片大陆一直是海洋的心脏，现在它的行为不一样，并有可能接近可能使整个南大洋陷入混乱的临界点。科学家们表示，南极冰层减少的直接影响已经显现，帝企鹅雏鸟大规模死亡，2022 年有记录以来最大的热浪袭击了南极大陆。
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