NASA 和 NOAA 联合报告称，2016 年是有记录以来最热的一年。这并不奇怪，因为今年前六个月都异常温暖。
然而，这个消息对全球变暖的影响意义重大：2016 年之前，全球最热的 10 年记录自1998年以来发生。去年是连续第三年创下全球年度气温新纪录。
尽管全球范围内持续出现创纪录的高温，但人们对人为或人为的全球变暖持怀疑态度遗迹。
对一些人来说，气象学家无法提前几天可靠地预测天气这一事实证明科学家无法预测几年或几十年后的地球气候。
为什么科学家像我自己一样有信心提前几个月预测创纪录的高温，气候预测与天气预报有何不同？
基于大气运动的天气预报
天气预报考虑了天气系统的演变，包括大气压力模式。大气压是由大气所施加的力空气分子的重量。
空气下沉的地区气压较高，天气通常温暖而晴朗。低压系统，也称为旋风分离器，发生在空气上升的地方，通常会产生凉爽和潮湿的天气。
该地图显示了各州 2016 年年平均气温的排名。排名指的是 1895 年至 2016 年间的 122 年记录。
排名 122 表明气温创历史新高 - 2016 年是美国本土有记录以来第二热的一年。
美国国家海洋和大气管理局
天气预报的准确性长达两周左右大大改善最近几年。但大气系统不会持续很长时间，超过该时间范围的预测就会变得不太准确。
例如，预测低压系统（气旋）的形成以及美国东海岸的运动。提出了一个挑战。
与预报轨迹的偏差仅向东或向西 50 英里就可能意味着暴风雪、暴风雨或险些发生。
同样，对炎热夏季降雨量的预测可能非常不确定。当预报出现“孤立雷暴”时，预计会出现控制风暴形成的因素，例如白天加热、湿气流动和高空风。
但这些因素在某一天会发生很大的变化，因此很难预测总降雨量，特别是在小范围内。
所以很难说你的游行队伍或下一个城镇是否会下雨——“突然出现”雷暴这个词很贴切。
这并不是说不应该相信严重风暴的警告。在这种情况下，恶劣天气的预报通常针对较大的地理区域，并且仅在条件存在时进行。
与导致孤立风暴的因素相比，造成恶劣天气的因素覆盖的范围更大。技术改进，包括更好的雷达和超级计算机的使用，也导致了更准确的恶劣天气预报。
海洋热量的作用
与基于瞬态天气系统运动的预测相比，围绕温度和降水的气候预测使用完全不同的数据集。
为了预测未来几个月到几十年，科学家利用海洋变化、其他自然因素（太阳变化、火山爆发）以及大气中温室气体 (GHG) 浓度上升的总体影响。
这些变量会在数月和数年内演变并发挥其影响，这与大气压力模式不同，大气压力模式可以在数小时或数天内发生变化。
影响数月至一年左右的一个重要因素是孩子，热带太平洋海洋温度的周期性变暖。
这种海洋变暖模式以及对大气的相关影响对热带地区以外的地区产生了强烈影响，可以影响气候预测。
此地图显示了 2016 年陆地和海洋表面温度混合异常情况，或相对于历史平均值的变化（以摄氏度为单位）：
NOAA 国家环境信息中心
有关海洋温度的数据至关重要，因为到达地球的大部分太阳辐射都被世界海洋吸收。在这种能量的驱动下，海洋和大气将热量散发到全球各地。
厄尔尼诺现象发生后的几年往往更温暖高于那些接近正常（也称为中性）或拉尼娜状况的国家。拉尼娜现象的出现常常导致全球气温下降。
这告诉我们，热带太平洋表层海水的相对热量可以用来提前几个月预测全球气温，这正是预测去年创纪录气温时所发生的情况。
2015 年 12 月英国气象局预测 2016 年将创下历史最高气温，比长期（1961-1990 年）平均温度高出 0.72 至 0.96 摄氏度。
他们今天宣布2016年比平均气温高0.77℃在预测范围内。
2016年初加文·施密特来自美国宇航局戈达德空间研究所预计2016年气温将比 19 世纪末高出 1.3 ℃，非常接近今天报道的 1.2 ℃。
2017年呢？在 1 月 12 日的更新中，美国国家海洋和大气管理局预测2017 年上半年从弱拉尼娜现象过渡到中性状况。
今年年初拉尼娜现象的影响主要集中在预测2017年将会比 2016 年稍微凉爽一些，但仍然是有记录以来最热的年份之一。
英国气象局
需要补充的是，2016 年创纪录的气温不仅仅是厄尔尼诺现象造成的。确实，厄尔尼诺年正在变得温暖，由于温室气体浓度上升导致整体变暖趋势，拉尼娜现象也是如此。
随着时间的推移，人类和自然因素的综合影响
除了海洋效应之外，其他自然因素已知会影响变暖的速度。大型火山喷发，特别是在热带地区，可以在全球范围内产生冷却效果通过阻挡太阳辐射。
例如，1991 年皮纳图博火山喷发导致全球平均气温下降约1华氏度（0.6℃）。
然而，冷却通常是短暂的，当火山气溶胶（阻挡阳光的小颗粒）下雨时就会结束。
太阳能输出的变化也会影响气候。然而，近几十年来观察到的变暖趋势不能归因于太阳的变化。
太阳变率的影响是显而易见的，但温室气体的影响已被证明更可观短期内。
对较长时间尺度（数十年或更长时间）的变暖预测是基于气候模型的模拟以及我们对气候变化如何发生的理解。气候系统很敏感未来大气温室气体浓度的增加。
模型显示，与内部海洋变化和其他自然因素的变化相比，未来的变暖预计将由不断上升的温室气体水平主导。
涉及碳循环的反馈将加剧变暖，大气湿度和其他因素。例如，水蒸气是一种强效温室气体，因此大气湿度的上升将加剧变暖。
此外，北极的排放是一个特别值得关注的问题，并有可能使北极从一个碳汇到源。
最热的 17 年中有 16 年发生在本世纪。有一个压倒性的科学共识人类的行为正在使地球变暖。
与此同时，我们不断改进天气和气候预测，这将使我们更深入地了解不同时间段和跨多个空间尺度的气候系统行为。
这项研究将提高未来预测的准确性和信心。
迈克尔·罗林斯，推广副教授，马萨诸塞大学阿默斯特分校。
