《巴黎协定》于2015年通过，承诺将全球升温限制在远低于工业化前水平2°C的范围内。
尽管取得了一些进展，但当前承诺与避免全球气温突破限值所需的行动之间仍有很大差距。
据Carbon Brief分析，如果不迅速减排，全球升温很可能在2026年至2042年间超过1.5°C。
2°C阈值最早可能在2034年被突破。
根据《巴黎协定》（于2015年通过），世界几乎所有国家都承诺将全球升温限制在远低于工业化前水平2°C的范围内，并在可能的情况下“努力”将升温控制在1.5°C以内。目前，全球远未达到实现这两个目标的正轨。
尽管全球排放量的增长近年来已放缓，但当前承诺与避免突破这些全球气温限值所需的行动之间仍存在且日益扩大的巨大差距。
在此，Carbon Brief分析了在未来未大幅减排的情况下，全球预计何时会突破这些限值。分析依据的是最新一代气候模型，即“CMIP6”（参见Carbon Brief的解读），这些模型正在为预计于2021-22年发布的政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告而运行。
我们的分析表明：
在未迅速减排的情景下，全球升温很可能在2026年至2042年间超过1.5°C，中心估计为2030年至2032年。
在排放量最高的情景下，2°C阈值很可能在2034年至2052年间被突破，中位年份为2043年。
在温和减缓情景下——即排放量维持在接近当前水平——2°C阈值将在2038年至2072年间被突破，中位年份为2052年。
理解《巴黎协定》的限值
确定全球何时突破1.5°C或2°C等温度限值，远非易事。
例如，专家对参考“基准”时期存在一些分歧。虽然《巴黎协定》将温度限值表述为“高于工业化前水平”，但并未明确规定工业化前时期的具体范围。一些地表温度记录编制团队的观测温度记录仅追溯至1850年，另一些则追溯至1880年。
气候代用指标数据以及一些特定地点时间跨度更长的记录可用于估算更早时期的气温——这些气温比19世纪后期低至0.2°C——一些科学家曾提出这一更早时期是更恰当的基准。然而，大多数研究人员和国际气候谈判代表仍继续采用19世纪中后期作为工业化前基准时期。
不同的观测地表温度记录对于19世纪及近年的全球升温幅度也存在显著差异。例如，伯克利地球记录显示，自工业化前时期（1850-1899年）以来，全球已升温1.25°C；而英国气象局/东英吉利大学HadCRUT4记录显示，同期升温仅为1.06°C。
同样，在过去50年间，美国国家航空航天局GISTEMP记录显示的升温幅度比HadCRUT4记录高出近0.1°C。这些差异主要源于方法选择和所用数据，但在评估是否突破某个温度限值时可能产生重大影响，尤其是1.5°C限值，因为剩余可升温幅度很小。
最后，还需要考虑如何确定温度限值在何时被突破。
任何特定年份的全球平均地表温度都由长期升温和短期自然变率共同驱动。后者由厄尔尼诺和拉尼娜现象或火山喷发驱动，可能导致某一年的气温比长期人为导致的升温趋势高或低至0.2°C。这意味着，即使人为因素只使全球升温1.3°C——仅略高于当前水平——也完全可能出现某一年超过1.5°C。事实上，世界气象组织 最近估计，到2025年，全球至少有一年超过1.5°C的概率为四分之一。
国际研究人员和政策制定者群体更关注长期人为升温的影响，而非短期自然变率。因此，突破1.5°C和2°C限值通常以多年平均值而非单一年份为依据来界定，不过目前尚无明确的共识方法。
在这项分析中，Carbon Brief提供了一种简明方法，从历史和未来模拟温度中剔除短期自然变率，并根据最新结果和新一代CMIP6气候模型，计算全球预计何时会超过1.5°C和2°C目标。
下图展示了一个气候模型单次运行的示例，说明如何将长期升温轨迹与逐年变率分离。通过局部回归（LOWESS）方法计算平滑平均值，该方法采用25年时段。这与简单的移动平均有所不同，因为计算所得的平滑平均值会赋予邻近年份更高权重，而距离较远的年份权重较低。
上图以红色显示的平滑模型数据来自美国国家大气研究中心的CESM2模型；按该数据，距离现在仅四年后的2024年，升温就会超过1.5°C。
然而，CESM2显示2020年相对于工业化前升温1.4°C，而现实世界观测到的升温仅为1.2°C。这意味着，它超过1.5°C的年份更多是由于模型“历史回报模拟”与观测气温之间的历史偏差，而非预计未来升温的速度。
仅依据各模型中自工业化前时期以来的升温幅度，来判断何时会突破1.5°C和2°C目标，会产生很大误导，因为有些模型高估或低估了全球实际经历的升温幅度。
因此，我们不再考察从19世纪开始运行的模型，而是查看截至当前的观测气温，以及不同气候模型预测的未来额外升温幅度。
下图展示了这种方法的一个示例。图中采用截至2020年的观测温度记录平滑平均值，并在此之后纳入所有运行特定情景（SSP2-4.5；见下文）的不同CMIP6气候模型。每个气候模型都显示了自2020年以来的升温情况。
全球升温何时会达到1.5°C？
为了估算全球气温可能何时超过1.5°C和2°C限值，分析采用了历史观测数据和最新的CMIP6气候模型，并进行平滑处理以消除逐年自然变率。
CMIP6模型针对“共享社会经济路径”（SSP；参见Carbon Brief的解读）中的多种未来排放情景运行。在SSP1-1.9和SSP2-2.6等减缓力度更大的情景中，一些CMIP6模型运行结果显示全球升温可能永远不会超过1.5°C或2°C。
SSP1-1.9旨在提高到2100年避免全球升温达到1.5°C的可能性。在目前可用的12次模型运行中，有两次显示21世纪期间任何时候都不会超过1.5°C。许多确实超过1.5°C的运行结果仅出现暂时的“超调”，之后气温回落，到21世纪末降至1.5°C以下。不过，12个模型中有4个显示，到2100年升温仍明显高于1.5°C。
由于SSP1-1.9中有些模型从未超过目标，我们的分析聚焦于目前有大量CMIP6运行结果可用的其他四种情景——SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5。在这四种未来减排力度中等或没有减排的情景下，所有CMIP6模型的全球平均地表温度都会超过1.5°C。
下图展示了所有不同CMIP6模型预计何时可能超过1.5°C目标。柱形表示特定SSP情景下所有“超限”日期的完整范围，黑点则表示各个模型的估计值。
在SSP1-2.6情景下，全球地表温度预计将在2026年至2057年间超过1.5°C，中位估计年份为2033年。在SSP2-4.5情景下，预计将在2026年至2042年间超过目标，中位年份为2032年。
在SSP3-7.0情景下，预计超限时间为2026年至2038年，中位年份为2032年；而在SSP5-8.5情景下，气温将在2026年至2039年间超过1.5°C，中位年份为2030年。
值得注意的是，最新的国际能源署《世界能源展望》预测显示，未来二十年全球可能沿着接近SSP2-4.5的轨迹发展，排放量保持相对平稳。
另一种有相当数量模型运行结果可用的情景——SSP1-1.9——显示中位估计年份为2031年（范围为2029年至2052年），不过该范围未计入12次可用模型运行中有3次始终未超过目标温度的情况。
这些结果与上一代模型CMIP5的结果相当接近。CMIP5为IPCC的第五次评估报告提供了依据，该报告于2013-14年发布；两代模型采用了相同的方法。在RCP8.5情景下，CMIP5模型显示升温会在2027年至2036年间超过1.5°C，中位估计年份为2031年。
另一种估算超限年份的方法，是直接取过去30年的历史升温速率并将其延伸至未来。据此，预计全球气温将在2037年前后超过1.5°C，这在排放相对平稳的SSP2-4.5情景预计范围内，但略晚于其中位年份2032年。
全球升温何时会达到2°C？
下图对2°C目标进行了类似分析。在这里，不同SSP情景下的超限年份差异大得多，因为目标与当前观测升温之间的距离更大，因而有更多时间让情景差异影响结果。
在减缓力度温和的SSP2-4.5情景下——排放量保持在当前水平附近——预计气温将在2038年至2072年间超过2°C，中位年份为2052年。
在排放量更高的SSP3-7.0情景下，2°C将在2035年至2058年间被突破，中位年份为2048年。而在最坏情景SSP5-8.5下，突破时间为2034年至2052年，中位年份为2043年。
这些结果也与上一代模型CMIP5的结果大致一致：在RCP8.5情景下，其超限日期为2038年至2053年，中位年份为2045年。
如果将过去30年的历史升温趋势延伸至未来，预计全球气温将在2062年前后超过2°C；这同样处于SSP2-4.5情景的范围内，但比其中位年份略晚。
历史升温与模型模拟升温之间的一些差异，可能反映了以下事实：模型报告的是全球地表气温，而我们的观测记录混合了陆地上的海表温度（升温略慢）和海洋上的地表气温。
剩余碳预算是多少？
模型超过1.5°C和2°C温度目标的年份，也可用于计算全球剩余的碳预算，计算依据是不同SSP情景下的二氧化碳排放量。
对于1.5°C目标，从2020年起估算的剩余碳预算为7490亿吨二氧化碳（GtCO2），所有模型的估算范围为489GtCO2至1,189GtCO2。
这一数字略高于近期剩余碳预算估算值：要有50%的概率将升温限制在1.5°C以内，近期发布的IPCC《全球升温1.5°C特别报告》（SR15）估计剩余碳预算约为500GtCO2（依据陆地/海洋混合温度）。
然而，比较气候模型所隐含的碳预算与SR15中的碳预算时应谨慎。皮尔斯·福斯特教授在利兹大学对Carbon Brief表示：
“这些情景的非二氧化碳升温幅度不同，因为SR15报告中碳预算估算所依据的情景，其升温峰值为1.5°C或2°C，因此需要考虑SSP情景与SR15情景在这方面有何不同……这就是我不太赞成总是围绕剩余碳预算来开展工作的原因。还要注意，预算会在升温达到1.5°C前几年就耗尽，因为排放与升温之间大约存在两年的滞后。”
如果全球不开始迅速减排，显然1.5°C目标将在2026年至2042年间的某个时候被突破。
气候模型显示，可能的超限日期范围很大，这是因为对气候敏感程度的估计各不相同，同时模型内部也存在变率。同样，如果未来排放量大致保持平稳，全球升温将在2040年代至2070年代间超过工业化前水平以上2°C；而如果排放量继续增加，全球升温可能在2030年代至2050年代间超过2°C。内部变率（这是）模型内部的。
同样，如果未来排放量大致保持平稳，全球气温将在2040年代至2070年代之间超过工业化前水平以上2°C。相反，如果排放量继续增加，全球变暖可能在2030年代至2050年代之间超过2°C。
