据包括NASA在内的多个来源数据显示，2020年有望成为有记录以来最暖的一年。
尽管今年并非厄尔尼诺极端天气年，这一结果仍更显非同寻常。
今年前九个月，二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等主要温室气体浓度创下纪录。
今年将因多种原因而令人难忘，目前看来，2020年较有可能也将成为地球表面自19世纪中叶可靠记录开始以来最暖的一年。
这一点更加引人注目，因为今年将缺乏任何重大的厄尔尼诺事件 – 这一因素曾促成此前大多数创纪录的暖年。
然而，距年底还有三个月，仍存在一定不确定性。热带太平洋地区正在发展的拉尼娜事件可能导致气温下降，使2020年在全球多家研究团队制作的部分全球气温记录中仅列第二位。
今年前九个月，主要温室气体——二氧化碳、甲烷和一氧化二氮 – 在大气中的浓度创下纪录。北极海冰范围在夏季大部分时间处于创纪录低位，夏季最低值位列有记录以来第二低，仅次于2012年。
尽管气候记录有助于说明地球变暖情况，但气温、海冰及其他气候因素随时间的变化远比某一年是否创下新纪录更为重要。
过去50年间存在明显的变暖趋势，部分数据集显示近年来可能出现加速迹象。同样，海冰范围和体积均明显随时间下降。
地表气温创下纪录高位
2020年前九个月异常温暖。Carbon Brief分析了六个发布全球地表气温记录的研究团队的数据：NASA；NOAA；英国气象局哈德利中心/东英吉利大学；伯克利地球；Cowtan and Way；以及哥白尼/ECMWF。
下图显示了1970年以来每年的气温距平（相对于1981—2010年平均气温的变化），以及2020年前九个月的平均值。（注：撰写本文时，哈德利中心/东英吉利大学及Cowtan and Way的气温记录尚未提供9月数据。）
地表气温记录显示，自1970年以来大约升温0.9C，升温速率约为每十年0.18C。2020年许多月份创下新的气温纪录，不过由于所用观测数据、为应对测量技术随时间变化而进行的调整以及填补测量之间空白的方法不同，各数据集结果略有差异。
下表显示了各月份的排名，其中“1st”表示该月创下有记录以来的最高气温。创下或并列有记录以来最暖纪录的月份以绿色标出。
2020年九个月中，一月、四月、五月、六月、七月和九月至少在一个全球地表气温数据集中创下纪录气温。全年所有月份在至少一个数据集中位列第二暖或最暖，且任何数据集中的月份均未低于有记录以来第四暖。
下图显示了NASA GISTEMP数据集（采用其新版第4版）中2020年迄今的气温（红线）与往年（灰线）的对比。它显示了从一月至全年平均值，今年各月截至当月的年内气温。
很可能会出现正在发展的拉尼娜事件，将在未来几个月使热带太平洋地区的气温有所降低，但其主要影响将在2021年显现，因为全球气温往往比太平洋厄尔尼诺区域的气温滞后约三个月。
尽管预测拉尼娜和厄尔尼诺事件的走势具有挑战性，但很可能使2021年至少比2020年略凉爽一些。
下图展示了不同科研团队制作的一系列ENSO预测模式的结果，粗红线、蓝线和绿线分别表示各类模式的平均值。高于0.5C的正值反映厄尔尼诺条件，低于-0.5的负值反映拉尼娜条件。
更新2020年气温预测
Carbon Brief利用今年前九个月的数据，以及过去和预测的未来ENSO状况，对各地表气温记录中2020年气温最可能达到的水平作出了预测。
结果如下图所示。各记录中1979年至2019年的年均气温以黑色显示，而基于今年前六个月数据得出的2020年年均气温可能范围（95%置信区间）以红色条表示（详细方法说明见文末）。
下表显示了根据今年迄今的气温，2020年在有史以来最暖年份排行榜中可能位置的概率。
自Carbon Brief上一期气候状况季度报告发布以来的三个月中，2020年成为有记录以来最暖一年的可能性在NASA和哥白尼数据集中有所下降，但在NOAA和伯克利数据集中有所上升。NOAA尤为明显：此前其认为2020年有约43%的概率创下新纪录，现已升至61%（NOAA自身模型给出其数据集略高的65%概率）。
同样，目前在所有正在发布数据的数据集中，2020年不是最暖或第二暖（仅次于2016年）年份的可能性极小。
随着每月新增数据，对2020年年均气温的预期不确定性也在缩小，因为可能改变平均值的剩余月份越来越少。下图展示了这一现象：随着每月新数据陆续公布，2020年年均气温的最佳估计值（红色）和不确定范围（黑色须线）在全年的变化情况。
当前气温与模型对有记录以来最暖一年的预测相符
气候模式提供基于物理原理的未来升温估计，依据的是关于未来排放、温室气体浓度及其他气候影响因素的不同假设。
下图展示了政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告中的各个模式预测范围，统称为CMIP5模式，时间范围为1970年至2020年。灰色阴影表示范围，黑色线表示所有模式的平均预测。各观测气温记录以彩色线条表示。
在这些模式中，2005年之前的气温估计为利用已知过去气候影响因素进行的“回算”（hindcast），而2005年之后的预测气温则是基于对变化方式的估计所作的“预报”（forecast）。
虽然2005至2014年间全球气温的升温速度略低于气候模式预测，但近几年气温已相当接近模式平均值。这一情况尤其适用于全球覆盖完整的气温记录，例如NASA、伯克利地球和哥白尼/ECMWF再分析数据，这些记录包括整个北极地区的气温估计。近几个月，气温略高于模式平均值。
温室气体浓度创下纪录高位
2020年，温室气体浓度达到新高，主要由化石燃料、土地利用和农业领域的人为排放所驱动。
二氧化碳、甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）这三种温室气体是人类活动所导致的额外热量滞留的主要原因。二氧化碳是迄今最大的因素，约占自1750年以来“辐射强迫”增量的50%。甲烷占29%，一氧化二氮约占5%。其余16%来自其他因素，包括一氧化碳、黑碳和卤代烃，例如氯氟烃（CFCs）。
人类温室气体排放已使大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的浓度达到至少数百万年以来的最高水平，甚至可能更久。
下图显示了这些温室气体的浓度，百万分之一（ppm）用于二氧化碳，十亿分之一（ppb）用于甲烷和一氧化二氮，时间范围为1980年代初至2020年6月（目前可得的最新数据）。
大气中CH4浓度在1999年后趋于平稳，并于2006年再次开始上升。自2014年起，上升速度进一步加快，此后大致呈线性增长，每年增加约8ppb。与CO2和N2O不同，CH4在大气中的寿命相对较短，不会在大气中长期累积。这意味着，在第一近似下，大气中CH4的水平与过去十年的排放水平直接成正比。若排放保持不变，大气中的CH4也将保持平稳；若排放增加，大气中的CH4也会随之增加。另一方面，若CO2和N2O排放保持不变，大气浓度仍将继续上升。
尽管大气清除CH4的能力随时间变化（通过与OH分子的相互作用）存在一些复杂因素，但近年来甲烷浓度的上升强烈表明全球CH4排放也一直在增加。
北极海冰夏季最低值位列第二低
2020年夏季大部分时间，北极海冰范围处于极低水平，7月份每日都创下新纪录。此类纪录以极轨观测卫星时代为基准，该时代始于1970年代末。
夏季最低值（通常出现在9月下旬）为有记录以来第二低。今年北极海冰的恢复也异常缓慢，10月中旬的海冰范围处于同期创纪录低位。
2020年前10个月，南极海冰范围接近长期平均水平。
下图显示了2020年北极和南极海冰范围（红色和蓝色实线），1979年至2010年间的历史记录范围（阴影区域）以及记录低值（黑色虚线）。与全球气温记录不同，海冰数据每天都在收集和更新，因此海冰范围可一直查看至当前。
下图显示，自1970年代末以来，北极海冰持续稳定减少，颜色较深（较早年份）位于顶部，颜色较浅（较近年份）则位于更低位置。
夏季海冰的减少尤为显著。2020年9月最低值时的海冰量仅为1970年代末和1980年代初的一半。
然而，海冰范围只能说明部分情况。除海冰范围减少外，剩余的海冰也往往比过去覆盖该地区的海冰更年轻、更薄。
下图使用泛北极冰-海洋模拟与同化系统（PIOMAS）的数据，显示了1979年至2020年间每年的北极海冰厚度。2020年海冰体积位列第四低，而2020年是有记录以来最暖的一年，过去几十年间海冰体积呈明显下降趋势。
方法说明
统计多变量回归模型用于估算各提供气温记录的团队所得出的2020年年均气温可能范围。该模型使用了今年前九个月的平均气温、最新月度气温值（2020年9月）、今年前九个月的平均ENSO 3.4区域数值（今年前九个月期间），以及今年最后三个月的平均预测ENSO 3.4数值，用于估算年均气温。该模型基于这些变量与1950年至2019年年均气温之间的关系进行训练（对于哥白尼/ECMWF再分析数据集则为1979年至2019年）。模型随后利用该拟合结果，预测每组的2020年年均最可能值以及95%置信区间。2020年最后六个月的ENSO 3.4区域预测数值取自NMME模式平均预报。
2020年不同年份排名的百分比可能性，是利用回归模型的输出结果估算的，假设结果服从正态分布。这使我们能够估算各团队2020年年均气温中，高于和低于往年气温的可能比例。
