Rok 2024 był przełomowym okresem w historii, odnotowując najgorętszy okres od czerwca do sierpnia, kontynuując zdumiewającą passę rekordowych temperatur na świecie, która rozpoczęła się w czerwcu 2023 r.
Ten nieoczekiwany wzrost temperatury, opisywany przez klimatologów jako zarówno upokarzający, jak i dezorientujący, skłonił do intensywnych badań nad czynnikami mającymi na to wpływ.
Najnowsze trendy temperaturowe
Z Od czerwca do sierpnia 2024 rglobalne temperatury osiągnęły rekordowy poziom, przekraczając ten sam okres w 2023 r. Te ekstremalne upały nie ograniczały się do miesięcy letnich; Według danych globalnej temperatury ustanowiły nowe rekordy przez 15 kolejnych miesięcy, począwszy od czerwca 2023 r. i kończąc na sierpniu 2024 r.[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>NASA’s Goddard Institute for Space Studies (GISS).
While this prolonged heat wave aligns with the broader warming trend driven by human activities, particularly greenhouse gas emissions, its intensity stunned climate scientists. Gavin Schmidt, the director of GISS, described the unexpected temperature surge in late 2023 as both “humbling” and “confounding” in a commentary published in Nature.
The charts on this page show how much global temperatures in 2023 and 2024 diverged from expectations based on NASA’s temperature record. Roughly a year later, Schmidt and other climatologists are still trying to understand why.
“Warming in 2023 was head-and-shoulders above any other year, and 2024 will be as well,” Schmidt said. “I wish I knew why, but I don’t. We’re still in the process of assessing what happened and if we are seeing a shift in how the climate system operates.”
Predicting Climate Variations
Earth’s air and ocean temperatures during a given year typically reflect a combination of long-term trends, such as those associated with climate change, and shorter-term influences, such as volcanic activity, solar activity, and the state of the ocean.
In late 2022, as he has done each year since 2016, Schmidt used a statistical model to project global temperatures for the coming year. La Niña—which cools sea surface temperatures in the tropical Pacific—was present for the first part of 2023 and should have taken the edge off global temperatures. Schmidt calculated that average 2023 global temperatures would reach about 1.22 degrees Celsius above the baseline, putting it in the top three or four warmest years, but that it would not be a record-breaking year. Scientists at the UK Met Office, Berkeley Earth, and Carbon Brief made similar assessments using a variety of methods.
This chart shows Schmidt’s expectation for how much monthly temperatures from January 2023 to August 2024 would differ from NASA’s 1951-1980 baseline (also known as an anomaly). The expectation (represented as the dashed line in the chart) was based on an equation that calculates global average temperature based on the most recent 20-year rate of warming (about 0.25°C per decade) and NOAA’s sea surface temperature measurements from the tropical Pacific, accounting for a three-month delay for these temperatures to affect the global average. The shaded area shows the range of variability (plus or minus two standard deviations).
“More complex global climate models are helpful to predict long-term warming, but statistical models like these help us project year-to-year variability, which is often dominated by El Niño and La Niña events,” said Zeke Hausfather, a climate scientist at the University of California, Berkeley. Hausfather helps produce the Berkeley Earth global temperature record and also generates annual predictions of global temperature changes based on those data.
Surpassing Expectations
Schmidt’s statistical model—which successfully predicted the global average temperature every year since 2016—underestimated the exceptional heat in 2023, as did the methods used by Hausfather and other climatologists. Schmidt expected global temperature anomalies to peak in February or March 2024 as a lagged response to the additional warming from El Niño. Instead, the anomalous heat emerged well before El Niño had peaked. And the heat came with unexpected intensity—first in the North Atlantic Ocean and then virtually everywhere.
“In September, the record was broken by an absolutely astonishing 0.5 degrees Celsius,” Schmidt said. “That has not happened before in the GISS record.”
The chart above shows how global temperatures calculated from January 2023 to August 2024 differed from NASA’s baseline (1951–1980). The previous record temperature anomalies for each month—set in 2016 and 2020—are indicated by the red dashed line. Starting in June 2023, temperatures exceeded previous records by 0.3 to 0.5°C every month. Although temperature anomalies in 2024 were closer to past anomalies, they continued to break records through August 2024. The global average temperature in September 2024 was 1.26°C above NASA’s baseline—lower than September 2023 but still 0.3°C above any September in the record prior to 2023.
To calculate Earth’s global average temperature changes, NASA scientists analyze data from tens of thousands of meteorological stations on land, plus thousands of instruments on ships and buoys on the ocean surface. The GISS team analyzes this information using methods that account for the varied spacing of temperature stations around the globe and for urban heating effects that could skew the calculations.
Exploring Unforeseen Factors
Since May 2024, Schmidt has been compiling research about possible contributors to the unexpected warmth, including changes in greenhouse gas emissions, incoming radiation from the Sun, airborne particles called aerosols, and cloud cover, as well as the impact of the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcanic eruption. However, none of these factors provide what Schmidt and other scientists consider a convincing explanation for the unusual heat in 2023.
Atmospheric greenhouse gas levels have continued to rise, but Schmidt estimates that the extra load since 2022 only accounted for additional warming of about 0.02°C. The Sun was nearing peak activity in 2023, but its roughly 11-year cycle is well measured and not enough to explain the temperature surge either.
Major volcanic eruptions, such as El Chichón in 1982 and Pinatubo in 1991, have caused brief periods of global cooling in the past by lofting aerosols into the stratosphere. And research published in 2024 indicates the eruption in Tonga had a net cooling effect in 2022 and 2023. “If that’s the case, there’s even more warming in the system that needs to be explained,” Schmidt said.
Innym możliwym współautorem jest zmniejszone zanieczyszczenie powietrza. Zespół badawczy kierowany przez Tianle Yuan, naukowca zajmującego się badaniami atmosfery w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA, odkrył znaczny spadek zanieczyszczeń aerozolowych z żeglugi od 2020 r. Spadek zbiega się z nowymi międzynarodowymi przepisami dotyczącymi zawartości siarki w paliwach żeglugowych oraz ze sporadycznymi spadkami w żegludze w związku z pandemią koronaawirusa.
Emisje aerozoli siarki sprzyjają tworzeniu się jasnych chmur, które odbijają wpadające światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną i powodują efekt chłodzenia. Ograniczanie tego zanieczyszczenia ma odwrotny skutek: rzadziej tworzą się chmury, które mogłyby ocieplić klimat. Chociaż naukowcy, w tym Yuan, ogólnie zgadzają się, że spadek emisji siarki prawdopodobnie spowodował: ocieplenie netto w 2023 r. środowisko naukowe kontynuuje debatę dokładny rozmiar efektu.
„Wszystkie te czynniki wyjaśniają być może jedną dziesiątą stopnia ocieplenia” – powiedział Schmidt. „Nawet po wzięciu pod uwagę wszystkich wiarygodnych wyjaśnień rozbieżność między oczekiwanymi i obserwowanymi średnimi rocznymi temperaturami w 2023 r. utrzymuje się w pobliżu 0,2°C, co stanowi mniej więcej różnicę między poprzednim i obecnym rekordem rocznym”.
Konfrontacja z nową rzeczywistością
Zarówno Hausfather, jak i Schmidt wyrazili obawę, że te nieoczekiwane zmiany temperatury mogą sygnalizować zmianę w funkcjonowaniu systemu klimatycznego. Schmidt powiedział, że może to być również kombinacja zmienności klimatu i zmiany w systemie. „To nie musi być albo-albo”.
Jedną z największych niepewności w systemie klimatycznym jest wpływ aerozoli na powstawanie chmur, co z kolei wpływa na ilość promieniowania odbijanego z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Jednak wyzwaniem dla naukowców próbujących poskładać wydarzenia z 2023 r. jest brak zaktualizowanych danych na temat globalnych emisji aerozoli. „Wiarygodne oceny emisji aerozoli zależą od sieci wysiłków podejmowanych głównie przez wolontariuszy, a pełne dane za 2023 r. będą dostępne może minąć rok lub dłużej” – powiedział Schmidt.
Należący do NASA satelita PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem), który został wystrzelony w lutym 2024 r., może pomóc rzucić światło na te niepewności. Satelita pomoże naukowcom dokonać globalnej oceny składu różnych cząstek aerozolu w atmosferze. Dane PACE mogą również pomóc naukowcom zrozumieć właściwości chmur i wpływ aerozoli na powstawanie chmur, co jest niezbędne do tworzenia dokładnych modeli klimatycznych.
Schmidt i Hausfather zapraszają naukowców do omówienia badań związanych z przyczynami upałów w 2023 r. sesja zbierają się na jesiennym posiedzeniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej w Waszyngtonie w dniach 9–13 grudnia 2024 r.
Mapa i wykresy Obserwatorium Ziemi NASA autorstwa Michali Garrison na podstawie danych Instytutu Studiów Kosmicznych im. Goddarda NASA. Wizualizacja spirali klimatycznej autorstwa Marka SubbaRao, NASA Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio.
