前言
最近5年内，全球变暖停滞这个话题，一直是气候变化领域的一个非常非常热的问题，催生了很多N/S论文、以及大量的专业杂志上的文章，引用率也超高。
2015-2016强厄尔尼诺造成全球地表温度急速飙升，Hiatus（全球变暖停滞）几乎要狗带，此时再翻过来看一下这个热潮带给我们的财富，思考一下路在何方是一个好的机会，也希望和同行进行更多交流。
什么是Hiatus？
国际政府间气候变化组织第五次评估报告（IPCC-AR5）中有这么一段描述：
在1998-2012期间，全球地表平均温度升高的速率只有0.05oC/10年，然而1951年以后的平均升高速度为0.12 oC/10年。也就是说1998年（超级厄尔尼诺年）以来，全球变暖减缓了！这个现象被叫做global warming Hiatus。这个概念迅速被反对气候变化的人和组织大做文章，说气候没在变暖，气候变暖是政治阴谋种种，然后迅速被炒热。
全球地表平均温度（1970-2012）厄尔尼诺年标记为橙色、拉尼娜年标记为蓝色。图取自Trenberth et al. 2013
Hiatus为什么会发生？
在科学界，敏锐的科学家们开始尝试理解产生变暖增缓现象的原因。
来自NCAR的Meehl等人2011年在Nature Climate Change发表了题为“Model-based evidence of deep-ocean heat uptake duringsurface-temperature hiatus periods”的文章，利用气候模式模拟分析了模式中的气候变暖加速和减缓期间海洋的变化。
他们发现：在地表温度变暖减缓期间，气候变化的热量跑到了海洋中（300m以深）。换句话说：我们的地球还是在变暖，只是热量藏起来了，藏在了深层海洋里面，这些藏起来的能量会过一段时间重新回到海表使得人类生活的地表加速变暖。
这个研究开启了对hiatus期间能量变化的研究：如果一直有能量源源不断的输入到地球系统，但大气变暖减缓，那能量去了哪里？科学家们认为如果能过追踪能量的变化，就能解开地表温度减缓之谜。
中美科学家Chen&Tung在science发表文章，基于格点化温度分析数据（日本Ishii数据）指出，hiatus期间热量储存在了北大西洋和南大洋。
Nieves等人在science文章指出热量储存在了印度洋-太平洋海盆。
Lee等人在Nature Geoscience文章说印度洋储存了70%的热量。
我们的研究（Cheng&Zheng&Zhu, Scientific reports）认为，太平洋比较重要。
……
这一下懵圈了，牛B杂志的不同文章算出了不一样的观测事实，基于这些事实的解释也不一致：
Chen&Tung认为大西洋的经圈翻转环流的变化是全球地表温度变化的主要驱动；
Lee说是太平洋信风太强导致印尼贯穿流增加导致热量存在了印度洋。
造成这个尴尬的局面有几个原因：
1 每一个研究都是盲人摸象，只摸到了大象的一部分，摸到了大粗腿就说大象是大粗腿，摸到了屁股就说大象是屁股。真正的全貌还是未知。
比如近期确实发生了印尼贯穿流增加这个事实，但是它和Hiatus有关吗？是其主要因素吗？
全球地表温度的变化是一个全球平均概念，这个指标是各个局地变化的合成。不同的海区的主导变率可能不一致，但是都贡献于全球温度变化。
因此，对hiatus的争议事实上蜕化为：哪一个区域或者哪一个模态决定了全球平均温度？
很明显Chen&Tung认为大西洋重要、Lee认为西太和印度洋是核心。
2 关于热量数据存在很大问题，也就是系统性偏差，这导致使用不同数据会得到不一样的结论。1998-2005期间正好是传统的船舶观测减少、而Argo数据逐渐增加的时期，海洋观测系统发生了很大的变化。这个变化导致了海洋温度（热量）的计算存在系统性偏差。
来自Scripps的华人著名科学家谢尚平团队在Nature 发表题为“Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling”的文章，也利用模式发现：如果模式在热带太平洋的温度模拟对了，hiatus就出来了。这表明热带太平洋是全球地表温度的主要驱动力！
NCAR著名科学家Trenberth（他也是Meehl文章的作者）在Nature Climate Change发文“Seasonal aspects of the recent pause in surface warming”研究了冬季地表气温减缓更为严重，也认为太平洋是比较重要的，通过遥相关导致了北大西洋的变化。
除了从大气海洋本身找原因，Santer等（nature geoscience）人认为是2000年之后一系列小火山爆发，产生的气溶胶对地球系统的冷却作用。但这个影响后来被认为比较弱（只有0.1W/m2，温室气体强迫造成的能量强迫大概是0.9 W/m2），不足以造成Hiatus。
更劲爆的来了，来自NOAA的Karl等在Science的文章又提出了挑战性的观点：IPCC中提到的全球地表平均温度增加减缓是虚假的信号！是因为海表观测数据里面存在系统性偏差导致！
Cowtan&Way也认为是在计算全球地表温度时忽略了北极区域的剧烈变暖，导致了全球地表温度有一个系统偏差，导致了IPCC报告里面的hiatus。
【注：Cowtan&Way是国外的“民科”，他们之前并不是搞气候变化的，纯兴趣！他们的文章发表在非N/S杂志，但产生了很大的影响】
科研人员就炸锅了，观测事实都错了，那之前针对这个现象的解释不也是无稽之谈？
后期，大家通过更多研究也证实，这些观测偏差确实能解释一部分变暖减缓，但并不能解释全部。尽管如此，大家也开始广泛的讨论和修正观测本身存在的问题。
到目前为止，大家的观点差距真的很大！而这些仅仅是具有代表性的文章和观点，还有更多的文章提出了更多的观点！
本文的目的不是综述hiatus的文章，而是借这些研究思考目前相关研究中暴露出来的问题。
Hiatus带给学界的震荡与思考
如果说之前全球变化问题，在公众以及大气-海洋研究人员面前的形象还比较“正面”：比如气候变化观测事实较为可靠、气候变化的归因/影响研究也在各个领域如火如荼。那么，经过Hiatus讨论之后，科学家们更深刻的认识到地球系统的复杂性，开始更多关注地球系统的自然变率，也让更多领域的研究人员在hiatus这个契机上产生了联系，并且提出了更多更深刻的问题，这些都是hiatus讨论给我们带来的“财富”。
下面基于我的理解列一些相关的问题：
1 对气候变化观测事实的构建真的准确吗？
包括大气温度、全球地表温度、海洋热含量变化。这些数据和基于数据的重构都是有一定问题的，在hiatus讨论中的集中暴露将继续推进该领域的研究。
中国有大量的观测数据，但大部分数据都没有得到很好的使用、没有融入到国际社会的观测数据共享中、也没有一个在国际上处理领先地位的观测研究小组（比如Scripps的Argo数据、NOAA的SST和地表温度数据、日本气象厅Ishii数据）。这也是为什么国内从观测角度并没有人在haitus这个讨论中取得话语权的原因。
2 对观测数据的审视对未来观测系统的设计和评价提出了更高的要求
目前主要的海洋观测Argo由美国澳大利亚法国等国家主导，话语权基本在这几个国家（比如Scripps）。但Argo主要观测海洋上层2000m的温度盐度。
科学家们也意识到了深海2000m以下的重要性，提出了深海观测计划，目前国际上的深海观测计划出镜率比较高的是Deep-Argo观测。
国内已经开展了很好的深海观测计划（海洋大学、同济、南海所），希望在未来的时间内做好数据共享，在国际上能够取得一席之地。
3 地表（海表）温度年代际变化原因？
大量研究都提出各种机制解释hiatus期间全球表面和海表温度的变化原因。但目前还没有一个公认的结论。
这是因为地表温度变化较为复杂：即受到外强迫，如温室气体、火山爆发、云、气溶胶的影响；又有非常复杂的自然变率模态：PDO、AMO、IOD等。
不同的因素和模态如何影响全球温度？模态产生的原因和机理？模态的转折是如何发生的？不同海盆的模态之间、同一个海盆多个模态之间是否有联系？这些都是悬而未决的科学问题。
4 年代际预测？
IPCC的CMIP5模式并没有预测到1998年以来的hiatus，导致了公众对气候模式可预报性的广泛质疑。年代际预报在目前来说是一个大难题。而只有对年代际尺度变化规律的深入理解，才能达到更好的年代际尺度预测。这也是未来的一个重要方向。
5 地球系统能量循环
Hiatus研究的另一个主要争论焦点是：既然全球变暖、地球系统能量增加，那么能量跑到哪里去了？
我们都知道大气和海洋有显著的经向热输送（太阳直射热带因此低纬度吸收更多热量，并向高纬度输送），经圈翻转环流也是热输送的重要渠道。然后呢？能量如何在不同海盆从上层海洋向下输送？能量输送受什么因素影响？不同海盆间如何进行能量输送？这些热输送有没有年际、年代际尺度变化？为什么？这要求我们有一个更大更全面的图景来描述地球系统的能量循环。
对于年轻科研工作者，有何启发？
我们做科研要不要跟着热点走？我的理解是：
首先，热点本身就代表着有一系列有争议性的问题没有解决。同时，热点会吸引大量牛X的科学家一起针对某个问题开展研究。
因此，对年轻人来说是一个非常好的机会：一方面可以了解大科学家们是怎么思考问题的？怎么解决问题的？另一方面，通过一个有意思的现象入手，反思自己所在的领域，解决一些自己所在领域的难题是一个很好的科研入手点。
以上（若有补充或不同意见请留言~）
Read More：
D. L. Hartmann et al., in Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution ofWorking Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panelon Climate Change, T. F. Stocker etal., Eds. (Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and NewYork, NY, USA, 2013), chap. 2, pp.159–254.
K. E. Trenberth, J. T. Fasullo,An apparent hiatus in global warming? Earth'sFuture 1, 19-32 (2013).
G. A. Meehl, J. M. Arblaster,J. T. Fasullo, A. Hu, K. E. Trenberth, Model-based evidence of deep-ocean heatuptake during surface-temperature hiatus periods. Nature Clim. Change 1,360-364 (2011).
X. Chen, K.-K. Tung, Varyingplanetary heat sink led to global-warming slowdown and acceleration.Science 345, 897-903 (2014).
T. R. Karl et al., Possible artifacts of data biases in the recent globalsurface warming hiatus. Science348, 1469-1472 (2015).
B. D. Santer et al., Volcanic contribution todecadal changes in tropospheric temperature. Nature Geosci. 7,185-189 (2014).
Y. Kosaka, S. P. Xie, Recentglobal-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling. Nature501, 403-407 (2013).
V. Nieves, J. K. Willis, W. C.Patzert, Recent hiatus caused by decadal shift in Indo-Pacific heating.Science 349, 532-535 (2015).
S.-K. Lee et al., Pacific origin of the abrupt increase in Indian Ocean heatcontent during the warming hiatus. Nature Geosci. 8, 445-449 (2015).
L. Cheng, F. Zheng, J. Zhu,Distinctive ocean interior changes during the recent warming slowdown.Sci. Rep. 5, 14346 (2015).
Cowtan, K. and Way, R. G.,Coverage bias in the HadCRUT4 temperature series and its impact on recenttemperature trends. Q.J.R. Meteorol. Soc., 140 (2014): 1935–1944. doi:10.1002/qj.2297
作者：成里京
中科院大气物理研究所 国际气候与环境科学中心（ICCES）
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