2018年上半年，海洋热含量（OHC）创下新纪录，海洋中的热量超过自1940年开始记录OHC以来的任何时期。
这是Carbon Brief最新一期“气候现状”报告的要点之一。该系列每季度发布一次，追踪全球气候数据，如今涵盖气温、海洋热量、海平面、温室气体浓度、气候模型表现和极地冰况。
按目前趋势，2018年全球地表温度将成为自19世纪中叶有记录以来第四高，仅低于2015年、2016年和2017年。尽管当年上半年出现中等程度的降温型拉尼娜事件，2018年的气温仍接近纪录高位。
预计中等程度的厄尔尼诺状况将于11月形成，使2018年年底略微偏暖。不过，厄尔尼诺对地表温度的升温影响通常会滞后几个月，因此这次事件主要会影响2019年。
最新数据显示，2018年全球海洋水位继续上升，海平面比20世纪90年代初高出约8厘米（cm）。包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）在内的温室气体大气浓度也在2018年达到创纪录高位。
年初，北极海冰面积处于或接近纪录低位；但夏季最低值仅为有记录以来第六低，相关记录始于20世纪70年代末。目前北极多年海冰面积也接近纪录低位，约80%的海冰冰龄只有一至两年。
海洋热含量创纪录高位
迄今为止，2018年海洋储存的热量总值创下新纪录，这一指标称为海洋热含量（OHC）。自20世纪40年代初开始观测以来，测得的OHC高于任何其他年份。
人类排放的温室气体将额外热量留在大气中。其中一部分使地球表面变暖，但绝大多数——超过90%——进入海洋。这些热量大多积聚在上层700米海水中，也有一部分混入深海。下图展示了从1940年至今海洋上层700米和700至2000米深度范围的OHC估算值。
全球海洋月度热含量（单位为泽焦耳，即十亿兆焦耳，或10^21焦耳），分别显示0至700米和700至2000米深度的海水层。数据来自Cheng等人（2017），更新至2018年6月。图表由Carbon Brief使用Highcharts制作。
在许多方面，OHC比全球平均地表温度更能准确衡量气候变化。大部分额外热量最终都进入海洋，而且海洋热含量的年际波动远小于地表温度。
与地表温度记录相比，从海洋热含量记录中更容易发现变暖幅度或速率的变化。例如，OHC几乎没有显示出变暖放缓的迹象；地表温度记录则显示，2000年代中期曾出现变暖放缓。OHC还显示，1991年后变暖明显加速，与过去几十年温室气体排放增速相吻合。
自1991年以来，几乎每年都刷新OHC纪录，显示随着大气温室气体浓度上升，热量持续在地球系统中积聚。
地表温度或将创历史第四高
多家国际机构都发布全球地表温度数据，包括NASA、NOAA、英国气象局哈德利中心/东英吉利亚大学（UEA）、伯克利地球和Cowtan和Way。哥白尼计划/欧洲中期天气预报中心（ECMWF）也会结合观测数据和天气模型估算地表温度，这种方法称为“再分析”。
下图比较了这些机构自1970年以来（哥白尼计划/ECMWF的数据始于1979年）的年度全球地表温度。彩色线条表示各年的温度，右侧的圆点表示2018年1月至9月的年内估算值。各数值以共同的哥白尼计划/ECMWF为参照。彩色线条表示各年的温度，右侧的圆点表示2018年1月至9月的年内估算值。各数值以共同的基准期为参照，即各序列1979至2000年的平均温度。地表温度记录显示，自1970年以来升温约0.86C，升温速率约为每十年0.19C。
（请注意，本文发布时，哈德利中心、Cowtan和Way以及伯克利地球尚未公布9月数据。本文将在这些数据公布后更新，不过图表只会有非常微小的变化。）
全球年度平均地表温度，数据来自NASA GISTemp、NOAA GlobalTemp、哈德利中心/UEA HadCRUT4、伯克利地球、Cowtan和Way（线条）以及哥白尼计划/ECMWF，并显示2018年迄今（1月至9月）的温度（彩色圆点）。异常值以1979至2000年为基准期绘制。图表由Carbon Brief使用Highcharts制作。
在所有地表温度序列中，2018年很可能都将成为有记录以来最暖的第四年；哥白尼计划的序列则可能显示其为第三或第四暖。热带太平洋正在发展的厄尔尼诺事件将在本文下一节详述，这可能使今年剩余三个月的温度异常略微偏高。
尽管2015年和2016年的高温部分归因于一次超强厄尔尼诺事件，此后气温略有回落，但2018年迄今的温度仍与数据所显示的长期变暖趋势（以黑色虚线表示）相当接近。
各机构显示的总体升温速率相近，但记录覆盖的北极范围以及采用的海表温度（SST）记录不同，结果也会有所差异。这些差异在过去几年尤为明显，2018年也会继续出现这种情况。
下图展示了2014年1月至2018年9月各组记录的月度温度数据，能最清楚地看出这些差异。
全球月度平均地表温度，数据来自NASA GISTemp、NOAA GlobalTemp、哈德利中心/UEA HadCRUT4、伯克利地球、Cowtan和Way以及哥白尼计划/ECMWF。异常值以1979至2010年为基准期绘制。图表由Carbon Brief使用Highcharts制作。
例如，2018年初，NOAA和哈德利中心/UEA的记录（黄线和蓝线）显示的气温显著低于其他机构，因为这些记录未能充分考虑北极异常偏暖的状况。英国气象局指出，若将记录限定在覆盖范围相同的区域，各组数据就会高度吻合。
厄尔尼诺开始显现
2018年上半年受到温和拉尼娜事件的降温影响，而预计2018年最后一个季度将出现温和的厄尔尼诺状况。几乎所有预测模型都预计，2018年剩余时间将出现温和的厄尔尼诺状况，热带太平洋海表温度将比近期平均水平高出约0.5C至1C。
厄尔尼诺和拉尼娜事件合称厄尔尼诺—南方涛动（ENSO），是长期地表变暖趋势之上年际变化的主要驱动因素。ENSO事件是热带太平洋海洋与大气之间的温度波动，会使有些年份偏暖，有些年份偏凉。
下图展示了不同科研团体制作的一系列ENSO预测模型，每类模型的平均值以粗红线、蓝线和绿线表示。高于0.5C的正值表示厄尔尼诺状况，低于-0.5的负值表示拉尼娜状况。
厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）预测模型，展示Niño3.4区域各三个月时段的预测值（9月、10月、11月，即SON，依此类推），数据取自CPC/IRI ENSO预测。
据NOAA的气候预测中心和哥伦比亚大学的国际研究所预测，2018年剩余时间及2019年初形成厄尔尼诺状况的概率接近90%。。。
一般来说，厄尔尼诺时期往往比其他月份更暖，因为热带东太平洋的大面积暖水区会向大气传递额外热量。拉尼娜事件则会使全球气温下降。两种事件的影响往往都有些滞后：事件初期对全球气温的影响较小，到事件末期或稍后则会加大。
下图来自NOAA国家环境信息中心（NCEI），可以看出这一现象。图中展示了NOAA全球温度记录的月度数据，并根据每个月的ENSO状态着色。红色月份表示厄尔尼诺状况，蓝色月份表示拉尼娜状况，灰色月份表示ENSO中性状态。
NOAA全球月度地表温度，按各月的ENSO状态着色。图表来自NOAA NCEI和Deke Arndt。
厄尔尼诺、拉尼娜和ENSO中性月份都呈现明显的升温趋势。如今的拉尼娜事件往往比十年前的厄尔尼诺事件更暖。ENSO对全球气温的年际波动影响很大，但与长期变暖趋势相比，其影响较小；长期变暖趋势由……驱动人类排放的二氧化碳及其他温室气体所推动。
将气候模型与观测结果进行比较
尽管2016年超强厄尔尼诺之后气候略微转凉，地表温度仍处于气候模型预测范围之内。
气候模型根据对未来排放、温室气体浓度以及其他影响气候的因素.
2005年之前的温度模型估算属于“回报”，采用已知的过去气候影响因素；2005年之后的温度则是“预测”，依据对事态可能变化方式的估计。
下图以灰色阴影显示了政府间气候变化专门委员会第五次评估报告所采用的各个模型在1970年至2020年间预测的范围——CMIP5 模型——黑线表示所有模型预测的平均值。各条彩色线代表单独的观测温度记录。
全球年平均地表温度，数据来自CMIP5 模型和1970年至2020年间的观测值。2005年之后，模型采用 RCP4.5 强迫情景。模型涵盖海洋表面海温和陆地地表气温，以便与观测测量值相匹配。异常值以1970—2000年为基准期绘制。图表由 Carbon Brief 使用Highcharts制作。
2005年至2014年间，全球气温略低于气候模型预测的升温水平；但近几年则相当接近模型平均值。对于 NASA、Cowtan 和 Way、伯克利以及哥白尼再分析等全球覆盖完整的温度记录，这一点尤其明显。
海平面持续上升
截至2018年，海平面升至新高，原因是多种因素共同作用，包括陆地冰——冰川和冰盖——融化，以及水体升温后发生热膨胀。
下图显示了自20世纪90年代初卫星首次测量海平面以来，全球海平面的上升情况。潮汐计提供的更早期海平面数据也可用，记录可追溯至19世纪末。
根据1993年1月至今的卫星数据得出的全球平均海平面，采用6个月滤波并进行了冰川均衡调整。阴影区域表示估算的不确定性；1993—1998年间显示的虚线表示对早期一颗卫星仪器漂移的校正。图表来自AVISO。
海平面上升对全球地表温度十分敏感；在厄尔尼诺年份，气温略高，海平面上升通常比拉尼娜年份更快。例如，2014年至2016年间海平面迅速上升。不过，这些只是围绕稳定长期趋势的小幅波动。总体而言，自20世纪90年代初以来，海平面上升了约8厘米；自19世纪80年代以来，上升了约22厘米。
海平面数据已针对冰川均衡调整进行校正——末次冰期结束以来，由于地球从约2万年前覆盖北美和欧洲大部分地区、厚达数公里的冰盖下回弹，海盆正在略微扩大。这项调整幅度相对较小，仅使海平面上升速率增加约0.3毫米/年，约为当前海平面上升速率的10%。
温室气体浓度上升
受化石燃料使用、土地利用和农业活动产生的人为排放推动，温室气体浓度于2018年达到新高。
三种温室气体——CO2、CH4 和 N2O——造成了人类活动所致额外热量滞留的大部分。CO2 是影响最大的因素，约占1750年以来“辐射强迫”增幅的50%。CH4 占29%，N2O 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 CFC。
人为温室气体排放使大气中的 CO2、CH4 和 N2O 浓度升至至少数百万年来的最高水平，甚至可能是更久以来的最高水平。下图显示了自20世纪80年代初至今这些温室气体的浓度：CO2 以百万分率（PPM）表示，CH4 和 N2O 以十亿分率（PPB）表示。
全球 CO2、CH4 和 N2O 浓度。数据来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的地球系统研究实验室。实线表示月度数值，虚线表示12个月平均值。图表由 Carbon Brief 使用Highcharts制作。
CO2 和 N2O 浓度一直在稳步上升，近年甚至还在加速增长；而 CH4 浓度则呈现出略为异常的模式。21世纪初浓度一度持平，此后自2007年以来再次增长。
过去十年 CH4 浓度上升的原因仍是科学界争论的话题。一些研究提出，热带湿地和水稻种植是主要原因，而非常规油气开采的扩张作用有限。另一些研究者认为，化石燃料在浓度上升中的作用与农业同样重要。
海冰仍处于低位
2018年初的大部分时间里，海冰面积都处于历史最低水平，北极地区如此，南极地区的海冰面积也相当低。过去几个月，北极海冰有所恢复，但仍处于1979—2010年历史范围的低端。
下图显示了2018年北极和南极海冰范围（红色和蓝色实线）、1979年至2010年记录中的历史范围（阴影区域）以及历史最低值（黑色点线）。与全球气温记录不同，海冰数据每天采集并更新，因此可以查看截至当前的海冰范围。
北极和南极每日海冰范围，数据来自美国国家冰雪数据中心。粗线表示2018年每日数值，阴影区域表示历史数值的两个标准差范围，时间为1979年至2010年。黑色点线表示两极各自的历史最低值。图表由 Carbon Brief 使用Highcharts制作。
海冰范围只能反映两极变化的一部分；厚度（以及体积）也是重要指标，不过更难测量。泛北极冰海建模与同化系统（PIOMAS）项目提供了自1979年以来的海冰体积估算值，如下图所示。
1979年至2017年北极海冰体积异常值，数据来自PIOMAS。
海冰体积呈现明显的下降趋势。尽管个别月份的数值有高有低，但截至2018年的变化范围与北极海冰体积的长期下降趋势一致。
目前，北极多年海冰面积也接近历史最低水平。下图来自美国国家冰雪数据中心（NSIDC），显示了自20世纪80年代中期以来每年夏季融化季结束时的海冰年龄。
自1985年以来每年夏季融化季结束时的多年海冰面积，单位为百万平方公里。图表由 M. Tschudi 和 S. Stewart（科罗拉多大学博尔德分校）以及 W. Meier 和 J. Stroeve（NSIDC）提供。
NSIDC 估计，目前的海冰中只有约20%形成于三年或更早以前，其余80%仅有一至两年历史。多年海冰减少使北极更容易遭受进一步融化，也反映了海冰总体积的下降趋势。
