当气候变化的潜在影响在全球范围内显现时——从饥饿的北极熊到破纪录的风暴——人们对气候科学的兴趣正在飙升。科学家们正在深入研究全球气温的“如何”、“为什么”和“下一步”，融化的冰川、排放源和汇、变化的天气模式以及上升的海平面。
去年，气候研究取得了重大突破和进展。以下是科学家在 2017 年报告的一些最重要的发现。
气温和碳浓度正在打破纪录
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1 月份，NOAA 和 NASA 均正式确认 2016 年是有记录以来最热的一年。这是连续第三次打破纪录——2015 年和 2014 年均被确定为有史以来观测到的最热年份。
仅仅两个月后，在 3 月份，NOAA 科学家宣布，大气二氧化碳浓度连续第二年以创纪录的速度攀升。根据夏威夷莫纳罗亚基线大气观测站记录的数据，2015 年和 2016 年的二氧化碳浓度均跃升了惊人的百万分之 3，远高于过去十年中记录的平均年增长率百万分之 2.3。在工业革命和大规模温室气体排放之前，二氧化碳浓度的平均值约为百万分之 280。在宣布时，全球二氧化碳浓度约为百万分之 405，预计将继续上升。
随着 2017 年接近尾声，科学家们预计它不会打破 2016 年的气温纪录。但他们认为它将跻身有史以来最热年份的前两名或前三名。
北极和南极海冰创历史新低
3 月初是北极海冰通常达到最大范围的时间。事实证明，2017 年的最大范围是有记录以来最低的，仅为 47 万平方英里。为了比较，1981 年至 2010 年之间的平均范围约为 557 万平方英里。这是科学家连续第三年看到北极冬季最低记录。
大约在同一时间，科学家观察到南极洲海冰也创下历史新低。诚然，那是一年中通常达到年度最小值的时间——南半球的情况与北半球相反——但科学家们以前从未在该地区观察到如此低的最小值。到 2 月底，当冰层融化最终开始减缓时，海冰覆盖面积仅约 81.5 万平方英里。
虽然过去几十年北极海冰的长期减少一直相当稳定，但南极洲海冰的行为却难以预测得多。就在几年前，南极洲海冰实际上一直在扩张。它在 2014 年 10 月创下历史新高。
海平面上升正在加速
今年的多项研究表明，海平面上升的速度更快，或者未来可能比之前的估计更为严重。其中一项更可怕的研究刚刚于上周发表在《地球的未来》杂志上。它表明，更好地解释南极洲冰层流失的一些物理过程可能会使严重气候变化情景下预计的海平面上升幅度增加一倍。另一篇于 10 月发布的论文得出了类似的结论。它还假设了未来严重的气候变化轨迹，并更新了南极冰盖动态。
这些是今年发布的一些对未来较为黯淡的描绘，它们最令人震惊的预测依赖于高排放情景，而这些情景不一定保证会发生。但即使是更为温和的研究也表明，未来的海平面上升可能比我们想象的更糟。北极监测计划 4 月份的一份报告表明，政府间气候变化专门委员会先前对严重和温和情景下的海平面上升估计可能都太低了。
今年的几项研究还表明，当前海平面上升的速度正在稳步加快。其中一项最令人震惊的研究发现，自 1990 年代以来，全球海平面上升的速度可能几乎增加了两倍。最近的其他研究表明，增长幅度较为温和，但仍然值得注意。科学家表示，格陵兰岛和南极洲部分地区冰层流失增加可能是罪魁祸首。
说到冰，冰川正在疯狂崩解
7 月，有记录以来最大的冰山之一从南极洲的拉森 C 冰架断裂，开始漂向大海。科学家称其为“A68”，它几乎相当于特拉华州的大小，包含约一万亿吨冰。仅仅几个月后，在 9 月，南极洲巨大的松岛冰川——每年已经向海洋倾泻约 450 亿吨冰——崩解出一座相当于曼哈顿四倍大小的冰山，约为 100 平方英里。
这些是今年记录的一些最引人注目的冰川崩解事件，但这绝不是仅有的事件。美国海岸警卫队本月宣布，今年北大西洋记录的冰山数量几乎是 2016 年的两倍——总共观测到 1000 多座。
一般来说，冰川偶尔会失去大型冰山是很自然的。但随着空气和海洋温度的升高，科学家们观察到格陵兰岛和南极洲冰盖的冰层流失量不断增加，以及与海洋相连的冰川的不稳定性日益增加。即使是一些没有失去特拉华州大小冰块的冰川也表现出其他令人担忧的活动。今年早些时候，NASA 的图像显示，格陵兰岛巨大的彼得曼冰川中出现了一条巨大的新冰裂缝，该冰川在过去七年中已经失去了几座巨大的冰山。
关于碳的重大发现
由于树木和其他植物自然地从大气中吸收二氧化碳，因此森林被认为是地球上最有价值的碳汇之一。但今年 10 月在《科学》杂志上发表的一项研究有力地提醒人们，森林很容易受到威胁。当它们倒下时，它们会释放出大量的碳。研究人员使用卫星数据发现，热带森林——直到最近还被认为是世界上最大的碳汇之一——实际上是一个净碳源。由于森林砍伐和退化，它们每年向空气中排放约 4 亿吨碳。
此类研究对于试图计算地球碳预算的科学家来说非常重要——也就是说，每年有多少碳进出大气层，以及人类在超出全球气候目标的情况下还能排放多少碳。关于地球碳循环的许多方面仍然存在很大的不确定性，尤其是在森林或海洋等自然碳汇方面。
但科学家们正在更好地缩小差距。例如，联合全球变化研究所的科学家今年早些时候发布的一份报告表明，牲畜的甲烷排放量可能比之前的估计高出 11%——这个值可能有助于解释一个持续存在的科学谜团，即为什么大气甲烷浓度似乎正在上升。
另一项于本周在《自然》杂志上发表的研究为全球植被的碳储存潜力提供了一些新的见解。它表明，全球植物含有约 4500 亿吨储存的碳——如果人类停止清理或退化它们，它们可能会储存多达 9160 亿吨。
没有气候变暖，这些灾难不可能发生
每年，《美国气象学会公报》都会出版一份年度特刊，其中汇编了研究气候变化对某些极端天气事件（如热浪和洪水）影响的研究。这是一个快速发展的气候科学领域，在过去的 15 年中，数十项研究得出结论，气候变化能够在一定程度上影响某些事件的严重性或概率。
但今年是首次有论文得出结论，认为在没有全球变暖的世界中，某些事件不可能发生——根本不可能发生。这些研究表明，2016 年破纪录的全球气温、亚洲的极端热浪和阿拉斯加湾一块异常温暖的海水，仅仅是因为人类引起的气候变化才有可能发生。
科学家表示，这些可能不是仅有的因气候变化而发生的事件。它们只是首批被发现的事件。但这项研究确实表明，我们现在正在跨越另一个门槛，进入一个气候变化不仅影响着塑造地球的事件，而且是一些事件的必要组成部分的世界。
全球排放量再次上升
全球碳项目 11 月份的一份报告发现，二氧化碳排放量在连续三年持平后再次增长。这一发现粉碎了专家们对全球排放量可能已经永久达到峰值的希望。
这项研究在上个月在德国举行的联合国气候会议上提出，预计 2017 年化石燃料燃烧量可能增加 2%，使今年人为造成的二氧化碳排放量达到约 410 亿吨。报告表明，增长的原因很大程度上在于中国，煤炭、石油和天然气消费量的增加推动了中国 2017 年的排放量增长约 3.5%。
未来几年增长是否会持续还有待观察。科学家们警告说，可能需要长达十年的监测才能确定这种增长是暂时现象，还是他们正处于另一次长期上升期。
转载自 Climatewire，经 E&E News 许可。E&E 在 www.eenews.net 提供有关重要能源和环境新闻的每日报道。