新聞充滿了創紀錄的高溫。鳳凰城連續31天超過110度。 7月3日是有記錄以來地球上最熱的一天,直到7月4日,然後是7月6日,然後是整個7月。氣溫異常高–至少如果您查看地表上約6.5英尺(2米)高度的氣溫,這就是政府機構通常報告的方式。但如果您看得更廣泛一點,熱量並非異常–這個問題甚至更大。

作為地球系統科學家,我們已經了解,有時將地球視為一個系統會更有幫助。在這種情況下,空氣和海洋的系統。 了解它們如何互動是理解什麼是異常的關鍵,什麼不是。

首先,基本知識。隨著我們燃燒化石燃料為汽車、工廠和生活提供動力,空氣中的二氧化碳含量正在上升。 自我們出生於上世紀70年代初以來,它已增加了約30%。二氧化碳會捕捉本應逸散到太空的能量,因此隨著二氧化碳的每次增量增加,地球系統會增溫約2F,從工業革命開始。

但這只是空氣。事實證明,更大的故事發生在海洋中,海洋已吸收了90% 的額外能量。 這是很多。 如果您加起來人類社會自20世紀50年代以來使用的所有能源–所有燃燒的石油、天然氣和煤炭; 所有飛機、火車和汽車,所有核電站,所有風力發電、太陽能、水電和所有燃燒的生物質–那個難以想象的巨大能量總和仍然比我們的溫室氣體排放在同一時間迫使海洋吸收的能量少10倍。

所有這些能量已將表層海水溫度升高了約1.5F,導致海洋熱浪、珊瑚死亡和海平面上升(水在變暖時會膨脹)。但儘管這些劇烈影響,我們所有人都應該非常感謝海洋吸收的能量。 如果所有這些能量都用於加熱空氣,而不是加熱海洋,地球表面會熱到沸騰。

但是海洋中的能量可能會回頭困擾我們,我們現在正在嘗試這個味道。 每五年左右,在厄爾尼諾期間,溫暖的表層水會被困在沿南美洲海岸的赤道太平洋,並向西蔓延,釋放熱量到空氣中,燒毀其路徑上的海洋生態系統。 大西洋也有類似的現象,但節奏不同。 今年這些變暖節奏同步,所以我們正在經歷雙重變暖的衝擊。

厄爾尼諾有助於1998年和2016年再次創下溫度紀錄。 2016年,海洋熱浪殺死了澳大利亞沿海1400英里(相當於聖地亞哥到溫哥華加拿大)大堡礁珊瑚總數的約20%。 一個衰敗的珊瑚圍繞著帛琉,這是世界上最遙遠的島嶼之一。 我們的同事講述了在水下死亡場景中透過潛水面具哭泣的經歷。 在陸地上,2016年厄爾尼諾驅動的乾旱和火災殺死了受影響最嚴重地區亞馬遜雨林數十億棵樹。 海洋熱量可以驅動我們的氣候系統在全球範圍內達到極端。

但這裡是可怕的部分。 1998年“有記錄以來最熱”的一年還不如現在的涼爽年份熱。 2023年讓2016年看起來很涼爽。 到2040年,今年的創紀錄高溫將感覺像一個異常涼爽的一年。 這是因為困在海洋和空氣中的能量總和只會上升,上升和上升。 空氣或海洋佔據更多能量幾乎在大局中並不重要,儘管它會影響某年的氣溫。

還有其他我們需要關注的海洋節奏,如果我們想了解變暖的世界。 海洋洋流就像巨大的輸送帶,在地球表面周圍輸送熱量。 其中一個洋流的一部分,墨西哥灣暖流,將赤道大西洋的溫暖表層水向北輸送到北歐。 這使英國和北歐保持相對溫和,因為這些溫暖的水會向北方空氣釋放熱量。 這就是為什麼倫敦的氣溫比紐芬蘭溫暖,儘管倫敦更北。 當表層水向空氣失去熱量時,一些會冷卻、下沉並在極大的深度以“子午環流”的形式返回南方。

這種上翻環流也受到氣候變化的威脅。 從格陵蘭冰川融化的淡水使水難以下沉,最近的研究表明,如果大西洋巨大的上翻環流大幅減緩,我們可能已接近臨界點。 如果發生這種情況,它將會產生反效果,減緩或甚至暫時停止北大西洋的變暖,因為該地區將失去海洋熱源。 更多的熱量將被困在低緯度,所以那裡的變暖速度將加快。 再次,我們的命運與變暖海洋的命運緊密相連。

那麼,今年的氣溫異常高嗎? 答案比簡單的“是”或“否”稍微複雜一些。 是的,由於海洋環流的節奏,空氣和表層海洋都要熱得多。 但在另一方面,隨著我們向空氣中排放溫室氣體,整個地球系統一直在穩步變暖。 只有當我們停止燃燒化石燃料時,它才會停止變暖。 在那之前,我們正在迅速變暖,將自己推向氣候災難。