2023年，全球平均氣溫相較于2022年大幅上升約0.3℃，創下了有現代觀測記錄以來的最高記錄。聯合國秘書長古特雷斯用“全球沸騰”（global boiling）形容當年7月的極端氣候。沒想到2024年依舊“高燒”不退，全球平均溫度繼續上漲0.1℃，再次打破23年創下的新記錄（圖1）。地球為何持續“高燒不退”？2025年還會再次打破紀錄嗎？

圖1. 1940-2024年ERA5全球平均2米氣溫逐年異常。選取1951-2000年為氣候態，2024年超過該氣候態1.213°C。來自Climate Reanalyzer

近日，美國加州大學圣地亞哥分校謝尚平教授團隊在npj Climate and Atmospheric Science發表研究，揭示了背后的兩大關鍵因素——厄爾尼諾現象與北半球中高緯氣候變率。研究首次量化了厄爾尼諾和北半球氣候變率對這兩年的“極端高溫”貢獻，并成功預測了2024年的升溫趨勢。

誰在給地球“火上澆油”？

1. 厄爾尼諾——熱帶海洋的“加熱引擎”

厄爾尼諾（El Ni?o）是赤道太平洋海域每隔2-7年發生的周期性暖化現象，其影響廣泛，遍及全球，被稱為“氣候系統的心跳”。2023年，一場強度中等的厄爾尼諾事件從春季開始醞釀，至年末達到頂峰并一直持續到2024年中（圖2）。大氣環流將赤道太平洋的熱量輸送至整個熱帶地區，導致全球平均氣溫飆升并連續打破歷史記錄。

圖2. 2023年11月熱帶太平洋海溫異常分布。黑色矩形區域為監測和判定厄爾尼諾事件的主要海域，即Ni?o3.4區。來自Climate.gov

謝尚平教授研究團隊采用部分耦合的全球氣候模型模擬了1982年以來的氣候變化。在模型中，熱帶太平洋的海溫被強制“貼合”實際觀測數據，而其他區域的海洋和大氣則自由互動，因此可以剝離出厄爾尼諾的獨立影響。模擬結果顯示，2023年全球表面溫度較2022年驟升0.31°C，其中當年的厄爾尼諾事件貢獻了58%的升溫（圖3）。

圖3. 2023年觀測的全球升溫趨勢與模擬模擬結果對比。黃色和藍色標志為兩套觀測數據的結果，紅色和淺色圈圈分別為模式集合平均和各集合成員的溫度變化結果。

2.中高緯度自然變率——氣候系統的“盲盒”

值得注意的是，考慮厄爾尼諾因素后，模型預測的2023年升溫幅度仍比實際觀測值低0.13℃。進一步分析發現，北半球中高緯度（30°N以北）的異常高溫是背后的“隱藏推手”（圖3和圖4）。2023年，中亞草原、北美五大湖區和日本以東的西北太平洋海域，溫度比常年高出2-3℃，相當于給全球平均氣溫“額外充值”0.08℃。

研究團隊進一步指出，北半球溫帶氣候變率與厄爾尼諾關聯微弱，其波動可能源于大氣阻塞事件、急流偏移或區域性海洋熱浪。這類變率的可預測性較低，成為氣候預測的難點。盡管如此，研究人員發現， 20組模擬中部分結果與觀測高度吻合。這意味著，2023年的極端升溫仍屬于自然變率與人類活動疊加的“可解釋范圍”，科學依然‘看得見’氣候系統的運作規律

圖4. 年平均異常溫度分布，基準期為1991–2020年：(a) ERA5數據，(b) CM2.1模式第14組模擬（北半球中緯度的觀測具有高度空間相關性），(c) CESM2模式及(d) CM2.1模式的多成員集合平均。海溫被強制“貼合”觀測的區域在(b)-(d)圖中以虛線標出。

氣候模型如何預判未來？

該研究團隊的模擬結果表明，全球均溫年際變率的53%可以被厄爾尼諾現象解釋。由于厄爾尼諾有一定的可預報性，科學家可以一定程度上提前預測當年或下一年的全球平均溫度。在2024年7月初始化的全耦合模擬中，模型預測2024年全球均溫將比2023年再升高0.08℃，與實際觀測值的0.10℃高度吻合；而隨著太平洋從厄爾尼諾轉為拉尼娜（La Ni?a），模型預測2025年氣溫或將小幅回落

圖5. 基于ERA5數據的全球逐日氣溫走勢圖。灰色線條為歷史年份，橙色線條代表2024年，深紅色線條為2025年。今年前3個月，25年氣溫與24年依舊“你追我趕”。

對于東亞區域氣候而言，2025年全球氣溫的短暫回落并不意味著熱浪、強降水等極端天氣事件的減少。相反，1998年長江流域大洪水，以及歷史上最強的幾次我國熱浪事件（10年、13年和22年）都伴隨拉尼娜事件的發展。因此，今年夏天，我國也需要密切注意高溫干旱、持續洪澇、甚至旱澇急轉等極端天氣-氣候事件的發生

研究團隊特別指出，模型對2023年極端升溫事件的捕捉能力證明，人類尚未進入氣候的“亂紀元”，科學依然能看清氣候系統的規律，這是希望所在。只要全球減排行動加速，仍有可能避免最災難性的后果。這就像一輛高速行駛的汽車，剎車雖難，但方向盤還在我們手中。

論文信息：

Xie, SP., Miyamoto, A., Zhang, P. et al. What made 2023 and 2024 the hottest years in a row?. npj Clim Atmos Sci 8, 117 (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-025-01006-y