ว่าด้วยอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก

โลกร้อนขึ้น อุณหภูมิที่อ่านจากเทอร์โมมิเตอร์ทั่วโลกมีระดับเพิ่มขึ้นนับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม สาเหตุมาจากทั้งกิจกรรมของมนุษย์และการแปรเปลี่ยนทางธรรมชาติผสมกัน ด้วยหลักฐานที่มีความสำคัญมากขึ้น ระบุว่าสาเหตุของการเพิ่มเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์เป็นหลัก

จากการวิเคราะห์อุณหภูมิอย่างต่อเนื่องโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ NASA’s Goddard Institute for Space Studies (GISS) อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 องศาเซลเซียส(หรือ 2 องศาฟาเรนไฮต์)เล็กน้อยนับตั้งแต่คริสตทศวรรษ 1880 สองในสามของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดขึ้นนับตั้งแต่ปี ค.ศ.1975(พ.ศ.2518) โดยมีอัตราการเพิ่มราวๆ 0.15-0.20 องศาเซลเซียสต่อทศวรรษ

แต่เราทำไมต้องแคร์การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกที่ 1 องศา? จะว่าไปแล้ว การขึ้นลงของอุณหภูมิในแต่ละวันของพื้นที่ที่เราอาศัยอยู่ก็มากกว่านั้นอยู่แล้ว

การบันทึกอุณหภูมิผิวโลกนั้นแทนค่าเฉลี่ยของพื้นผิวโลกทั้งหมด อุณหภูมิที่เราเจอในพื้นที่และในช่วงเวลาสั้นๆ นั้นผันผวนขึ้นลงอย่างมากเนื่องจากเหตุการณ์ที่เป็นวัฐจักรซึ่งสามารถคาดการณ์ได้ (กลางคืนและกลางวัน ฤดูร้อนและฤดูหนาว) แบบแผนของกระแสลมและการตกของน้ำฟ้าที่คาดการณ์ยาก แต่อุณหภูมิโลกขึ้นอยู่กับว่ามีพลังงานเท่าใดที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์และพลังงานดังกล่าวนั้นแผ่กลับออกไปนอกโลกเท่าไร-ปริมาณพลังงานเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ส่วนปริมาณพลังงานที่แผ่ออกจากพื้นผิวโลกขึ้นอยู่องค์ประกอบของสารเคมีในชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อน

การเปลี่ยนแปลงระดับโลกที่ 1 องศาจึงมีนัยสำคัญยิ่งเนื่องจากมันต้องใช้ปริมาณมหาศาลของความร้อนในการทำให้มหาสมุทร ชั้นบรรยากาศและแผ่นดินอุ่นขึ้น(ที่ 1 องศาเซลเซียส) ในอดีต การลดลงของอุณหภูมิผิวโลกเพียง 1 หรือ 2 องศา สามารถทำให้โลกเข้าสู่ยุคน้ำแข็ง(Little Ice Age) การลดลงของอุณหภูมิโลกลง 5 องศา เพียงพอที่ทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนืออยู่ใต้มวลน้ำแข็งหนาเมื่อ 20,000 ปีก่อน

การบันทึกอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเริ่มขึ้นในราวปี ค.ศ.1880 เนื่องจากการเก็บรวบรวมข้อมูลยังไม่ครอบคลุมไปทั่วโลกก่อนหน้านั้น กรมอุตุนิยมวิทยาสหรัฐอเมริกาใช้ช่วง ค.ศ. 1951-1980 เป็นปีฐานของอุณหภูมิเฉลี่ย การวิเคราะห์อุณหภูมิของ GISS เริ่มในราวปี ค.ศ.1980 ดังนั้น คาบสามทศวรรษที่ใช้อ้างอิงมากที่สุดคือ ระหว่าง ค.ศ.1951-1980 ช่วงเวลาดังกล่าวนี้เป็นช่วงของรุ่นคนที่เป็นผู้ใหญ่ในปัจจุบันได้เติบโตขึ้น จึงเป็นช่วงเวลาที่มีการอ้างอิงที่อยู่ในความทรงจำของคนจำนวนมาก

กราฟด้านล่างแสดงความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกจากปี ค.ศ.1880(พ.ศ.2423) ถึงปี ค.ศ.2019(พ.ศ.2562) จากการบันทึกข้อมูลขององค์การนาซา NOAA กลุ่มวิจัย Berkeley Earth และ Met Office Hadley Centre แห่งสหราชอาราจักร และการวิเคราะห์ของ Cowtan and Way แม้ว่าการวัดของสำนักต่างๆ เหล่านี้จะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยปีต่อปี แต่ทั้งห้าสำนักแสดงให้เห็นความสอดคล้องกันของแบบแผนการขึ้นลงของอุณหภูมิ การบันทึกอุณหภูมิของทั้ง 5 สำนักแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในช่วงทศววรษที่ผ่านมา

การวิเคราะห์อุณหภูมิผิวโลกเฉลี่ยของนาซามาจากสถานีตรวจวัดอากาศ 20,000 สถานี ทั้งภาคพื้นดิน เรือ และทุ่นลอย รวมถึงสถานีวิจัยต่างๆ ในทวีปแอนตาร์กติก การวัดจะนำเอาอัลกอริธึมมาใช้พิจารณาถึงอิทธิพลของความแตกต่างระหว่างสถานตรวจวัดอากาศ ปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมือง โดยคำนวณการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกโดยใช้ปีฐาน ค.ศ.1951-1980

ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ GISS ระบุจุดประสงค์การวิเคราะห์เพื่อประมาณการการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วยการคาดการณ์ถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกที่เชื่อมโยงกับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ละอองลอยและการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมของดวงอาทิตย์

โลกร้อนมิได้หมายถึงอุณหภูมิทุกจุดบนพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น 1 องศา ทุกครั้งไป อุณหภูมิในปีหนึ่งๆ หรือในทศวรรษหนึ่งๆ อาจเพิ่มขึ้น 5 องศาในที่หนึ่ง และลดลง 2 องศาในอีกที่หนึ่ง ฤดูหนาวที่เย็นผิดปกติในภูมิภาคหนึ่งอาจตามมาด้วยฤดูร้อนรุนแรงในเวลาต่อมา หรือฤดูหนาวที่เย็นยะเยือกในที่หนึ่งอาจถ่วงดุลด้วยฤดูหนาวที่อุ่นขึ้นอย่างผิดปกติในอีกฟากฝั่งหนึ่งของโลก โดยรวม ภาคพื้นดินจะร้อนขึ้นมากกว่าผิวมหาสมุทร เนื่องจากมวลน้ำจะค่อยๆ ดูดซับความร้อนและค่อยๆ คายความร้อนออก (มหาสมุทรโลกมีความเฉี่อยทางความร้อนมากกว่าพื้นผิวดิน) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภาคพื้นทวีปและแอ่งมหาสมุทร

อ้างอิง

Hansen, J., et al. (2010). Global surface temperature change. Reviews of Geophysics, 48.

NASA Earth Observatory (2015, January 21) Why So Many Global Temperature Records?

NASA Earth Observatory (2010, June 3) Global Warming.

NASA Goddard Institute for Space Studies (2020) GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP).

NOAA National Centers for Environmental Information (2020, January 15) Assessing the Global Climate in 2019.

โลกร้อนขึ้น ทุบสถิติโลกเป็นปีที่สามติดต่อกัน

globaltemps_gis_2016acquired 2016

เมื่อ  2 ปีก่อน เราได้เขียนว่า “ปี ค.ศ.2014 เป็นปีที่โลกร้อนที่สุดในรอบ 134 ปี นับตั้งแต่ที่มีการจดบันทึกการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก ปีที่แล้ว เราเขียนว่า “ปี ค.ศ.2015 เป็นปีที่ร้อนที่สุดตั้งแต่ที่เคยมีการจดบันทึกการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก แต่นั่นก็ยังไม่ใกล้เคียง” ปีนี้ ค.ศ.2017 เราไม่รู้จะเขียนอธิบายอย่างไรแล้ว

จากบทวิเคราะห์ที่เป็นอิสระโดย NASA และองค์การมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ(the National Oceanic and Atmospheric Administration-NOAA) ในปี 2016 อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกร้อนที่สุดที่เคยมีมานับตั้งแต่มีระบบบันทึกเก็บข้อมูลที่ทันสมัยในปี 1880 นี่เป็นปีที่สามติดต่อกันที่ทุบสถิติการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก กรมอุตุนิยมวิทยาของสหราชอาณาจักร และองค์กรอุตุนิยมวิทยาของญี่ปุ่นประกาศข้อสรุปในแบบเดียวกัน

จากการวิเคราะห์ของนักวิทยาศาสตร์ที่ NASA’s Goddard Institute for Space Studies (GISS) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในปี 2016 อยู่ที่ 0.99 องศาเซลเซียส (1.78 องศาฟาเรนไฮต์) ร้อนกว่าค่าเฉลี่ยที่เกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20  เนื่องจากตำแหน่งที่ตั้งของสถานีตรวจวัดและวิธีปฏิบัติในการวัดอุณหภูมิได้เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป จึงอาจมีความไม่แน่นอนในการตีความความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกปีต่อปี อย่างไรก็ตาม เมื่อนำคามไม่แน่นอนดังกล่าวมารวมเข้าไปด้วย การวิเคราะห์ของ GISS มีความแม่นยำมากกว่าร้อยละ 95  และฟันธงว่า ปี 2016 เป็นปีที่ร้อนที่สุด

แผนที่ด้านบนแสดงความผันแปรของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในปี 2016 แผนที่นี้ไม่ได้แสดงอุณหภูมิแบบสัมบูรณ์  แต่ชี้ให้เห็นว่าพื้นที่ส่วนใดของโลกร้อนขึ้นหรือเย็นลงเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยที่ใช้เป็นฐานเปรียบเทียบในช่วงปี  1951 ถึง 1980

นาย Gavin Schmidt ผู้อำนวยการ GISS กล่าวว่า “เราไม่คาดว่าจะมีการทุบสถิติทุกๆ ปี แต่แนวโน้มในระยะยาวของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกนั้นชัดเจน” อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเพิ่มขึ้นราว 1.1 องศาเซลเซียส (2.0 องศาฟาเรนไฮต์) นับตั้งปลายศตวรรษที่ 19 อันเป็นมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมของมนุษย์ โลกที่ร้อนขึ้นเกิดขึ้นในช่วง 35 ปีที่ผ่านมา

globaltemp_chart_2016

acquired 1880 – 2016

ผลจากการวิเคราะห์ย้อนกลับโดยแบบจำลอง Research and Applications, version 2 (MERRA-2) ของ NASA’s Global Modeling and Assimilation Office กราฟด้านบนแสดงถึงความผันแปรของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในแต่ละเดือนนับตั้งแต่ปี 1880 แต่ละเส้นแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในแต่ละเดือนมีสูงกว่าหรือต่ำกว่าค่าเฉลี่ยต่อปีในช่วงปี 1980–2015 คอลัมม์ด้านขวาเป็นรายการของแต่ละปีเมื่อมีการทุบสถิติการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก

ไม่เพียงแต่ปี 2016 เป็นปีที่ร้อนที่สุด หากเป็นช่วงปีที่มีเดือน 8 เดือน จากเดือนมกราคมถึงเดือนกันยายน ยกเว้นเดือนมิถุนายน นั้นเป็นช่วงเดือนที่ร้อนที่สุดติดต่อกัน เดือนตุลาคมและพฤศจิกายนเป็นช่วงเดือนที่ร้อนที่สุดเป็นอันดับสอง ตามหลังสถิติของปี 2015

เหตุการณ์เอลนิโญและลานิญา —การที่อุณหภูมิผิวน้ำทะเลในมหาสมุทรแปซิฟิกในแถบเส้นศูนย์สูตรร้อนขึ้นและเย็นลงซึ่งทำให้เกิดความผันแปรของแบบแผนอากาศและกระแสลมในระดับโลก มีส่วนที่ทำให้เกิดความแปรปรวนในระยะสั้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก เหตุการณ์เอลนิโญกินเวลาเกือบทั้งช่วงปี 2015 และช่วงหนึ่งในสามของปี 2016 นักวิจัยประเมินว่า มันทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในปี 2016 เพิ่มขึ้น 0.12 องศาเซลเซียส

พลวัตรสภาพอากาศมักจะส่งผลต่ออุณหภูมิในระดับท้องถิ่น ในช่วงปี 2016 ไม่ใช่ทุกๆ แห่งบนโลกที่เผชิญกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ  พื้นที่บางแห่งของสหรัฐอเมริการ้อนขึ้นเป็นอันดับสองเมื่อเทียบกับสถิติที่ผ่านมา ในขณะที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐฯ ก็ร้อนขึ้นกว่าค่าเฉลี่ยของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก ส่วนเขตอาร์กติกนั้นร้อนขึ้นมากที่สุดเท่าที่เคยประสบมา สอดคล้องพื้นที่ทะเลน้ำแข็งที่ลดลงมากที่สุดเป็นประวัติการณ์

นักวิจัยรวบรวมข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศราว 6,300 ทั่วโลก นับตั้งแต่ เรือ ทุ่นลอย ไปจนถึงสถานีวิจัยในแอนตาร์ติกา การวิเคราะห์ใช้วิธีการที่ผนวกการกระจายตัวของสถานีตรวจวัดอากาศและปรากฎการณ์เกาะความร้อนของเมืองที่ส่งผลต่อการแปนปรวนของข้อมูล (ดูเพิ่มเติมได้ที่ World of Change: Global Temperatures.)

นักวิทยาศาสตร์จาก NOAA, JMA, and the UK Met Office ใช้ข้อมูลอุณภูมิที่เป็นข้อมูลดิบแบบเดียวกัน แต่ใช้ช่วงปีฐานที่แตกต่างกันหรือแนวทางการวิเคราะห์เขตพื้นที่ขั้วโลกและอุณภูมิโลกที่แตกต่างกันบ้างเล็กน้อย

อ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

NASA Earth Observatory images by Joshua Stevens, based on data from the NASA Goddard Institute for Space Studies. Caption by Kate Ramsayer, NASA Goddard Space Flight Center, with Mike Carlowicz.

Instrument(s): 
Model
In situ Measurement

ทำให้ประชาชนเข้าถึงแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ

Screen Shot 2558-06-29 at 7.54.31 AM Screen Shot 2558-06-29 at 7.54.53 AM

วันที่ 9 มิถุนายน 2558 องค์การนาซาปล่อยข้อมูลเรื่องการเปลี่ยนแปลงแบบแผนอุณหภูมิและการตกของฝนทั่วโลกจนถึงปี พ.ศ.2643 อันเป็นผลจากความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศของโลกที่เพิ่มขึ้น ข้อมูลขนาด 11 เทระไบต์ เปิดให้สาธารณะชนเข้าถึงอย่างเสรี และเป็นข้อมูลแสดงการคาดการณ์ที่สัมพันธ์ต่อความเป็นไปได้ในแต่ละกรณีเมื่อมีระดับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น

ข้อมูลที่มีความละเอียดสูงซึ่งสามารถเห็นพื้นที่ในระดับชุมชนและเมือง และขนาดเวลาสามารถแบ่งย่อยลงได้เป็นในแต่ละวัน จะช่วยทำให้นักวิทยาศาสตร์และนักวางแผนเมืองทำการประเมินความเสี่ยงทางสภาพภูมิอากาศเพื่อความเข้าใจที่เพิ่มมากขึ้นและผลกระทบระดับท้องถิ่นของการเปลี่ยนแปลงระดับโลก

Ellen Stofan หัวหน้าทีมวิทยาศาสตร์ของนาซากล่าวว่า นาซากำลังทำงานในส่วนที่เกี่ยวข้องการเรียนรู้เรื่องโลกของเราจากข้อมูลอวกาศและสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ขึ้นเพื่อช่วยปกป้องอนาคตของมนุษยชาติ ข้อมูลชุดนี้ คนทั่งโลกสามารถเข้าถึงและจะเป็นเครื่องมือใหม่ที่ใช้ในการวางแผนเพื่อรับมือกับโลกที่ร้อนขึ้น

แผนที่ด้านบนแสดงแบบจำลองการคาดการณ์อุณหภูมิพื้นผิวแผ่นดินและมหาสมุทรที่สูงที่สุดในช่วงที่เวลากลางวันและกลางคืนเท่ากันของเดือนมิถุนายน(the June solstice) ในปี 2557 และ ปี 2642 แผนที่สร้างขึ้นจากชุดข้อมูลที่เรียกว่า NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections (NEX-GDDP) ซึ่งเป็นการรวมการวัดในอดีตที่ผ่านมาของข้อมูลแบบจำลอง general circulation model simulations 21 ชุด ในโครงการ Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 ซึ่งพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในรายงานการประเมินของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Intergovernmental Panel on Climate Change.) โซนสีแดงแสดงอุณหภูมิที่ระดับถึง 48 องศาเซลเซียสเหนือศูนย์ ส่วนโซนสีฟ้าแสดงอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 48°C เมื่อนำแผนที่ทั้งสองมาเทียบกันจะสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนว่า บางพื้นที่ของโลกร้อนขึ้น

แบบจำลองการคาดการณ์ NEX-GDDP model ยังแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกและการตกของน้ำฟ้าเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรภายใต้กรณีต่างๆ ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก รวมถึงกรณีที่เป็นไปตามปกติและกรณีแบบสุดขั้วที่มีมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกมาเต็มที่ การคาดการณืนี้ให้รายละเอียดในระดับ 0.25 (25 กิโลเมตรหรือ 16 ไมล์) ครอบคลุมช่วงเวลาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1950 ถึง 2100.

ชุดข้อมูลใหม่นี้เป็นผลงานของ NASA Earth Exchange (NEX) ซึ่งเป็นงานวิจัยข้อมูลขนาดใหญ่ (a big-data research platform) ภายในศูนย์ NASA Advanced Supercomputing NEX ที่นำเอาซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ชั้นยอด แบบจำลองระบบโลก การจัดการ workflow และข้อมูลดาวเทียมมารวมกัน ประชาชนสามารถเข้าถึงข้อมูลและเครื่องมือการวิเคราะห์นี้ผ่านโครงการ OpenNEX บน Amazon Web Services ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง NASA กับ Amazon, Inc., เพื่อขยายให้ประชาชนเข้าถึงข้อมูลแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ

NASA Earth Observatory maps by Joshua Stevens, using Global Daily Downscaled Climate Projections from the NASA Earth Exchange (NEX). Caption compiled by Mike Carlowicz from a NASA news release.