所谓“破纪录的高温”，到底是什么意思？

据世界气象组织消息，今年7月是“有记录”以来最热的7月，也是有记录以来最热的月份。而自今年4月以来，全球平均海面温度持续上升，并在7月达到历史最高值，南极海冰面积也创下自有卫星观测以来7月的最低值。但这些“破纪录”的数据所处的历史位置如何？气候变化事关每个人的健康与福祉，我们需要了解地球气候的历史，当前所处的状态及其未来的走向，为应对未来的极端气候做好准备。

就像一辆装满黑胶唱片的卡车出了车祸，2023年的世界，满地“被打破的纪录”（Broken records。“records”，有唱片和“纪录”两重意思，此处一语双关，指世界各地“破纪录”的天气）。

■ 美国加州的“死亡谷”保持着地球高温纪录。朗达·丘吉尔/法新社/盖蒂图片社

大西洋的海面温度创下了每年同期的最高纪录，南极海冰面积则创造了这个季节的最低纪录。地球刚刚打破了最热的一天和最热七月的历史纪录。中国、印度和西班牙等国都创下了高温纪录。低温数值也在上升：美国亚利桑那州的凤凰城在7月创下了最高当日低温纪录。

■ 7月25日科林·麦卡锡（@美国风暴观察）的推文：今天，意大利巴勒莫创下了自1790年有记录以来“最热的一天”，达到了惊人的47摄氏度（116.7华氏度）。现在是凌晨三点，这个城市正在遭受野火的侵袭，火势已蔓延到人口稠密地区，房屋遭到严重破坏。

这不仅仅是热的问题。加州、北卡罗来纳州和佛蒙特州的降雨量也创下了纪录，肯塔基州紧随其后。温暖的空气利于保持水分，这将导致更频繁的暴雨天气。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）报告称，今年截至目前，数千项温度和降雨纪录被刷新，更多纪录将被打破。

纪录的意义在于将事件放至历史背景中考量，今年的数据表明，地球正处于一种人类从未经历过的状态。

厄尔尼诺现象（太平洋温度周期的暖期）今年尤为强劲，导致全球气温不断上升。它和南极洲及大西洋等地的区域周期的暖期一致。

在所有这些因素之下，是人类燃烧的化石燃料向大气中不断排放的吸热气体，全球气候因此正发生显著变化。自19世纪工业革命算起，世界平均气温上升了2华氏度多一点（1.2摄氏度），这助长了更频繁、更强的热浪侵袭。世界天气归因研究小组（World Weather Attribution research team）是一组分析人类活动在极端气候中扮演的角色的科学家。该小组近日发布报告称，如果没有人类活动造成的气候变化，南欧7月的热浪及美国、墨西哥各地的热浪“几乎不可能”发生，而这些极端气候将变得更为普遍。

科学家们写道：“在一个比工业化前气候高出2摄氏度（3.6华氏度）的世界上，像最近这样的热浪将会每2至5年就发生一次。”

然而，“纪录”这个概念中的很多因素往往不被提及。不是每项纪录都拥有同样长的历史，每项纪录的影响也不同。过去的测量方法可能不如现代可靠。人们口语中提到的“破纪录”，也可能代表不同的事。但这些细微的差别常常被忽略，“有记录以来最热的一天”往往和“有史以来最热的一天”或“自时间的概念诞生以来最热的一天”混淆。

NOAA东南区域气候中心主任、北卡罗来纳大学教堂山分校教授奇普·康拉德说：“读这些资料，我深感畏惧。” 人类行走地球之前，地球的温度可能更高，当时大陆的位置跟现在不同，大气中的成分也不同。记者们（包括我自己）并不总是能说清“有史以来”和“自有时间的概念以来”其实是指“有记录以来”，且只能追溯到在世界某个特定地点建了气象站的时候。

■ 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）发布推文：2023年6月是自1850年有记录以来最热的6月，也是海面温度连续第三个月达到了创纪录的高温，同时还是连续第47个6月和第532个月气温高于20世纪平均水平。

康拉德：“气象站在某地建立的时间越长，纪录就越有意义。部分气象数据可追溯到19世纪，但大部分数据都始自二战前后，即20世纪中叶。” 此外，个别气象站可能受到城市扩张等其他人类活动的影响，所以并非每个所谓的“破纪录”都具有同样的分量。

康拉德：“话虽如此，今年夏天的高温还是令人印象深刻，这仍然对我们很有启示。” 追溯时间虽然有限，但这并不意味着科学家无法搞清楚有记录之前的情形。尽管天气条件往往非常混乱，但年复一年的高温纪录，远远超过了低温纪录，这些证据表明，地球还将越来越热。

因此，了解当前气候纪录所处的历史背景，也能帮我们预测未来——做到这一点最重要的方法就是扩展历史气候的研究视野。

新气候纪录所处的历史位置

在研究新的温度和降雨纪录时，有若干因素要纳入考量。如上所述，要注意纪录获得的方式，以及历史追溯期有多长。此外，了解导致破纪录的条件和测量的局限性也很重要。

例如，地球上有记录以来的最高温是1913年7月10日美国加州死亡谷测得的134华氏度。但天气历史学家克里斯托弗·伯特认为，这个测量可能有误。当时周围地区的温度远没达到这么高，这个纪录也比该地区之前或之后记录的平均高温高出了好几个标准差。如果当时的测量确实有误，那世界上有记录以来的最高温可能就发生在今年。

为了增强新高温纪录的可靠性，科学家可以在更广的区域内多次测量（尽管真正确定一个新的纪录通常需要耗费数周乃至数月的调查）。例如，NOAA会在气象仪周围进行现场分析，确保设备运转正常，而且附近没有任何干扰，如高速路或工厂就会影响测量结果。康拉德：“我们必须确保数据没有偏见。我们进行了非常详细的勘察，确保数据真实有效。” 这样的纪录，经过事后和多次测量的验证，比某个人的原始记录重要得多。

■ 2023年7月25日，美国亚利桑那州的凤凰城等城市，经历了有记录以来最长的高温侵袭。马里奥·塔玛/盖蒂图片社

科学家们还可利用计算机模型和太空监测填补地表测量的空白。太空监测能描绘世界各地的温度，这就是为什么科学家得以发现全球日平均气温创下了历史新高的原因，但这些测量仅可追溯到1979年左右，当时能测量大气温度的气象卫星开始进入轨道。

但根据其他历史记录和趋势，科学家可以将这些温度放在更长的时间维度上进行研究。耶鲁气候联系（Yale Climate Connections）的气象学家兼记者鲍勃·汉森评论说：“气候变暖必须是全球性的，才可能把这些数字推得这么高。许多科学家得出结论，全球日气温上一次达到这么高的水平，可能是在数千年甚至10万年前 (从上一个冰河时代前开始)。但这更多的是一种专家判断，而非经过计算发现。”

像热浪和强降雨这样的事件也可以用它们发生的概率来描述。世界气象归因研究人员表示，中国7月的热浪是五年一遇的事件，但如果没有人为活动造成的气候变化，这将是250年一遇的事件。7月上旬，佛蒙特州和纽约州的大雨被形容为“千年一遇的风暴”。这个描述并非是对历史的称述，它并不意味着“上一次这样的风暴发生在1000年前”。更确切地说，这是一种概率表述：这么严重的风暴平均每1000年发生一次，或者在任何给定的年份里，这种程度的降雨发生的几率是千分之一。

汉森：“请注意，这些计算是基于气候稳定的假设。而事实上，我们知道，在许多地方，极端降雨正变得更严重。没有简单的方法来调整——除了指出‘百年一遇的降雨’可能在气候变暖的情况下愈加频繁地发生。”

另一种将纪录放在特定背景下考量的办法，就是查看它与典型数据隔了多远。目前南极洲海冰的最低纪录被描述为一个“5西格玛”事件，这意味着它比每年这个时候的平均水平低了5个标准差。澳大利亚南极计划伙伴关系的海洋学家爱德华·多德里奇解释说：“这意味着，如果一切都没有改变，我们预计每750万年就会看到一次这样的冬天。”

年轮：气候研究员正据此回溯气候史

世界正在迎接一个更热的未来，所以了解过去的气候条件比以往任何时候都要重要。世界许多地方都声称自己有最古老的气候监测站，其中有希腊雅典的“风之塔”，已有2000多年的历史。但记录的连续性也是个关键因素，最古老的气候连续记录可追溯到1724年的中国北京。

问题在于，大多数连续的温度和降雨记录都发生在人类活动已开始改变地球的面貌之后，比如燃烧化石燃料，还有森林砍伐和农业实践等活动。我们没有办法剔除这些人类活动对高温、降雨和极端气候的影响来做纵向比较以看出气候自然变化的趋势。负责康奈尔大学康奈尔年轮实验室的考古学家斯特·曼宁解释说：“研究这些早期记录时，我们看到的已经不是一个不受人类干扰的纯净世界了。”

为了解更早以前的气候情况（温度计出现前），科学家们正在拼凑来自冰芯和岩石等替代研究物的记录，这些数据可以揭示很久以前大气和海洋的状态。此外，气候历史数据最可靠的来源之一就是树木的年轮。树木在世界上大部分地区都很丰富，在其整个生长周期里，每年都会记录下当时的空气、水、土壤和阳光条件，甚至能揭示飓风等极端天气的趋势。

■ 新西兰的贝壳杉可能是重建长达6万年的历史气候记录的关键。菲奥娜·古道尔/盖蒂图片社

曼宁：“数百种不同树木产生的年轮可用作研究，这些年轮和日历年相关。” 研究从存活的树开始，然后扩展到化石树或保存在沼泽和河流中的树木。

通过这种方式，研究人员能建立一个长达几千年的本地气候记录。科学家们已经重建了瑞典近8000年的气候记录并在新西兰发现了一些长寿的贝壳杉，可以将时间线推得更远。

曼宁：“随着时间的推移，我们有可能建立5至6万年的年轮气候记录。”

这些重建可能永远无法达到足够高的“分辨率”，我们无法将特定某一天的天气与数千年前的某一天进行对比，但它们提供了全球气候系统中更清晰的气候变化图景。这就可以帮我们解释，我们正如何改变着地球，以及未来的变化将如何影响所有人。

本文译自VOX官网文章：What “record-breaking heat” actually means