全球变暖是1.3°C还是1.5°C ?历史船舶日志给出了答案和思考！

　　

上个月宣布2023年是历史上最热的一年并不令人意外。但它带来了一个问题:没有人确切知道地球变暖了多少。一组气候科学家发现，地球比1850-1900年的平均温度上升了1.34摄氏度，而另一组科学家则发现气温上升了1.54摄氏度。

在过去，这种差异通常归结为小组如何创建全球平均温度，并填写没有气象站的偏远地区的温度，如极地地区。但目前的分歧并不在于当前的气温，而在于过去。19世纪晚期的海洋温度是测量地球变暖基线的关键部分，但数据并不一致。这种紧张关系促使了一系列新的努力，以识别和纠正水手们记录的旧温度日志中的偏差。“解决这个问题的动力越来越大，”伯克利地球(Berkeley Earth)的首席科学家罗伯特·罗德(Robert Rohde)说。伯克利地球是制作全球温度记录的五个主要小组之一。

不同模式间0.2°C的差异并没有质疑上个世纪人类活动导致的变暖。美国宇航局戈达德太空研究所(Goddard Institute for Space Studies)主任加文·施密特(Gavin Schmidt)表示，对于1.34°C的升温和1.54°C的升温，缓解气候变化的紧迫性是一样的。该研究所也有全球温度记录。但一个关键的标志岌岌可危:政策制定者在2015年巴黎协议中确定的“危险”气候变暖的任意1.5°C阈值。施密特说，气候科学家可能永远无法准确地说出世界何时越过了这一里程碑。“有足够多的不确定性使它成为问题。”

海洋覆盖了地球表面的70%，如果不考虑海洋，就无法估计全球温度。今天，研究人员平均了来自卫星、气象站和浮标的数据，以估计整个地球表面的温度。

但19世纪的海洋温度记录很少。19世纪50年代，一位备受争议的人物马修·方丹·莫里(Matthew Fontaine Maury)开创了一项全球纪录，他是美国海军天文台(U.S. Naval Observatory)的负责人，热心支持奴隶制，并将继续为南部邦联服务。莫里希望美国能赶上英国东印度公司这样的强国，后者通过测量强大的洋流发现了最佳的航运路线。因此，他鼓励商船水手收集天气观测资料，包括用提到甲板上的水桶测量水温;如果船长与政府分享这些数据，他们将获得海军海图作为回报。

这种做法传到了其他国家的海军和商船队。随着时间的推移，木桶被帆布和橡胶桶取代，当蒸汽船取代时，水手们开始先通过发动机进气阀测量水温，后来用船体上的传感器测量水温。每种方法的读数都有偏差:例如，帆布桶将水暴露在蒸发冷却中，而由船舶自身加热的进气阀则将水加热。

今天，有两个组织保存着这些历史上的海洋表面温度记录:美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和英国气象局。它们都对相同的基础数据进行编目，但在处理关键问题的方式上有所不同。“如何纠正桶温?”美国国家海洋和大气管理局海洋学家黄博彦说，他领导了历史基线的研究工作，并将在本月新奥尔良举行的海洋科学会议上展示其第六个版本。美国国家海洋和大气管理局通过交叉核对桶内温度与同一地点、同一时间的空气温度，而英国气象局则依靠“桶模型”来估计水被舀起之前的温度。

每种方法都有其缺陷。例如，英国气象局(Met Office)在没有记录的情况下，对使用的是什么类型的桶进行了假设。与此同时，空气温度也有自己的偏差，这取决于天气和观测时间，甚至取决于船甲板的高度，甲板随着时间的推移会越来越高。

报告显示，在过去170年里，海洋变暖的速度比英国气象局的记录要慢，这突显了人们对NOAA数据集的怀疑。这表明，在这段时间里，陆地变暖的速度远远快于海洋，以至于气候模型显示，这种程度是不可信的。五个全球温度组中的每一个都必须从两个基线中选择一个，尽管它们截然不同。“他们不可能都是对的，”罗德说。

南安普敦大学(University of Southampton)的气候科学家Duo Chan表示，利用附近岛屿或沿海气象站的温度来调整船上的观测结果，可以更好地弥补桶形偏差。它还有一个额外的好处，那就是消除了两个奇怪的趋势:始于19世纪末的变冷，以及从1910年到第二次世界大战期间的快速变暖。他说，去掉这些干扰物，“你会得到一个更平滑的温度演变。”他提出的修正也更符合从树木年轮和珊瑚中推断出的温度记录。

其他消除偏见的技术则更为费力。英国国家海洋学中心(National Oceanography Centre)的气候学家伊丽莎白·肯特(Elizabeth Kent)和同事们在航海日志中寻找被忽视的细节，这些细节可以帮助他们识别未知船只，并推断它们的数据收集方法。例如，一艘弯弯曲曲的船——在风中颠簸的标志——很可能是一艘用桶取样的帆船。她说，现有的记录还有很多工作要做。“这是我们熟悉的东西的大量组合，其中一些是恐怖表演。”

Chan说，将来自不同国家的船只分组，并在这些船队同时在同一海域巡航时寻找测量结果的差异，也可能显示出偏见。这导致人们发现，在20世纪30年代之后，日本船只测量的温度往往比其他国家的温度低0.35°C。这并不是因为日本的数据收集有什么奇怪之处。相反，当美国空军在第二次世界大战后将这些记录数字化，将它们放在打孔卡上时，为了节省空间，它去掉了小数点。陈说:“他们把一切都搞得一团糟。”

雷丁大学(University of Reading)的气候科学家埃德?霍金斯(Ed Hawkins)表示，数量惊人的航海日志尚未被数字化。例如，英国国家档案馆(National Archives)有600万页至今未被接触过。霍金斯说:“我们至少可以将现有的数据量增加一倍。”

机器阅读和其他人工智能技术可以加速这项工作。但肯特说，科学机构并没有为此施加压力，而且该领域缺乏取得进展的人手。她说:“考虑到这些数据集的重要性，从事这些工作的人数少得难以想象。”“人们认为一切都结束了，一切都好了。”

陈教授说，对这些记录的提炼提供的不仅仅是增加了对当今全球变暖速度的确定性。它可以帮助阐明海洋变暖是如何因盆地而异的，并揭示一个令人困惑的观察结果——东太平洋似乎对变暖有抵抗力，这对那些研究El Ni?o气候模式未来的人来说很重要。陈说，更好的记录也将有助于支持模型对全球变暖的预测。“如果我们不了解过去，”他说，“我们就不能对自己的预测给予太多信任。”