Instrumentální záznamy teplot

K většině pozorovaného oteplování došlo ve dvou obdobích: mezi lety přibližně 1900 a 1940 a po roce 1970.[4] Ochlazení/ustálená úroveň mezi přibližně roky 1940 a 1970 bylo většinou přičítáno aerosolům síranů.[5][6] Některé z teplotních změn v tomto časovém období mohou být také důsledkem oceánské cirkulace.[7]

Přičtení změn teploty přírodnímu nebo antropogennímu (tj. lidmi způsobenému) faktorů je důležitá otázka: viz globální oteplování.

Teploty vzduchu na souši rostou rychleji než povrchové teploty mořského povrchu. Mezi roky 1979 a 2012 byl trend pro souš asi 0,254 ± 0,050 °C za desetiletí podle datových sad CruTemp4 nebo 0,273 ± 0,047 °C dle GHCN, zatímco trend u mořské povrchové teploty je asi 0,072 ± 0,024 °C za desetiletí dle HadISST či 0,124 ± 0,030 °C za dekádu dle HadSST3.[8] Od 1979 do 2012 lineární trend oteplování pro kombinované pozemních a mořské teploty je 0,155 °C [0,122 až 0,188 °C] za desetiletí podle zprávy Páté hodnotící zprávy IPCC.[9]

Čtvrtá hodnotící zpráva IPCC zjistila, že instrumentální záznamy teplot ve 20. století zahrnují účinky městské tepelných ostrovů, ale že šlo v první řadě o místní jev, který má zanedbatelný vliv na globální trendy teplot (méně než 0,006 °C za desetiletí nad pevninou a nula nad oceány).[10]

Vzestup tepelné energie oceánů ve vrstvách 0–700 m a 0–2000 m

Srovnání pozemních a satelitních měření teploty atmosféry u povrchu. Satelitní měření vykazují menší trend.

Srovnání pozorované a simulované změny klimatu na základě tří velkoprostorových indikátorů v atmosféře, kryosféře a oceánu: změna teplot vzduchu při povrchu nad kontinenty (žluté panely), rozsah arktického a antarktického mořského ledu v září (bílé panely) a obsah tepla ve svrchních vrstvách oceánu ve velkých oceánských pánvích (modré panely). Uvedeny jsou také globální průměrné změny. Anomálie jsou uvedeny vzhledem k období 1880–1919 u teplot vzduchu při povrchu, 1960–1980 u obsahu tepla v oceánu a 1979–1999 u mořského ledu. Všechny časové řady jsou průměry za desetiletí vyznačené ke středu dekády. Zpráva IPCC z listopadu 2013

Země je v „radiační nerovnováze“ minimálně od 70. let 20. st., odkdy méně energie opouští atmosféru než do ní vstupuje. Většina této extra energie je absorbována oceány.[11] Je velmi pravděpodobné, že lidská činnost výrazně přispěla k tomuto nárůstu tepla v oceánech.[12]

Měření teplot bylo prováděno historicky pozemními stanicemi, postupně i loděmi. Od roku 1979 jsou k dispozici také data z vesmírných družic. Výpočet průměrné globální teploty[pozn. 1] je velmi složitý, protože měřicí stanice nejsou rovnoměrně rozmístěny, měřicí přístroje se v minulosti měnily a v okolí některých stanic docházelo k rozsáhlým změnám využití půdy (např. k urbanizaci). Historický vývoj klimatu je zjišťován metodami paleoklimatologie[13][14] – především rekonstrukcemi z proxy dat získaných z historických vrstev ledovců, zkoumáním letokruhů stromů a sedimentů a také zkoumáním korálů.

Oteplování ve 20. století nebylo rovnoměrné. Více se oteplovaly pevninské oblasti než oceány, a to kvůli větší tepelné kapacitě vody a také proto, že moře ztrácí více tepla vypařováním. Více se oteplila severní polokoule než jižní, neboť má více pevniny a větší rozlohu území pokrytých sezónním sněhem a mořským ledem, která při vyšších teplotách podléhají pozitivní zpětné vazbě. Více rostly teploty v zimě (míněno na severní polokouli, tj. prosinec–únor) a na jaře než v létě. Více se oteplovalo v polárních oblastech než u rovníku. Pozorování ukazují, že ubylo mrazivých dní ve středních zeměpisných šířkách. Ve 2. polovině 20. století na většině pevniny ubylo chladných nocí a přibylo vln veder.[15] Více se také oteplovala města než okolní volná krajina.[16] Je to způsobeno tzv. efektem městského tepelného ostrova. Tento efekt má však na celkové oteplování planety pouze zanedbatelný dopad (0,02 °C za celé 20. století.[17])

Trendy satelitních měření byly také postupně korigovány na instrumentální a vyhodnocovací chyby. Například trendy teplotní řady vyhodnocené v University of Alabama in Huntsville byly roku 1998 zkorigovány o +0,1 °C za desetiletí (díky změně orbitu satelitu) a celkem korekce do roku 1992 činí přibližně 0,07 °C za desetiletí.[18]

Podle Národního úřadu pro oceán a atmosféru (NOAA) a NASA byla globální průměrná teplota nejteplejší od počátku měření v roce 1880 v letech 2016 a 2020.[19] Celkem 20 z 21 nejteplejších let se objevilo od roku 2000.[20] Aktuální Pátá hodnotící zpráva IPCC, která shrnuje vědecké poznatky posledních let, konstatuje, že „každá z posledních tří dekád byla postupně teplejší na povrchu Země než jakákoliv předchozí dekáda od roku 1850. Na severní polokouli bylo období 1983–2012 pravděpodobně nejteplejší 30leté období za posledních 1400 let.“[21]

Rok 2015 byl do té doby nejen rekordně nejteplejším rokem, ale také překonal rekord o největší rozpětí, o které byl kdy rekord překonán.[22] Rok 2015 byl 39. rokem v řadě s nadprůměrnými teplotami. Oscilace oceánů jako El Niño jižní oscilace (ENJO) mohou mít vliv na globální průměrné teploty, například v roce 1998 byly teploty významně zvýšeny díky silným El Niño podmínkám. Rok 1998 zůstal nejteplejším rokem až do let 2005 a 2010 a teplota v obou těchto letech byla zvýšena díky období El Niño. Velké rozpětí, o které byl 2015 nejteplejším rokem, je také přičítáno jinému silnému El Niño. Nicméně např. rok 2014 byl ENJO neutrální. Podle organizací NOAA a NASA rok 2015 měl na záznamech nejteplejší jednotlivé měsíce pro 10 z 12 měsíců. Průměrná teplota na celém světě byla 0,90 °C nebo také 20 % nad průměrem dvacátého století. Prosinec 2015 byl také první měsíc, kdy se na celé planetě dosáhlo teploty o 1,2 stupňů Celsia nad normálem.[23] K červenci 2016 bylo již 15. měsíců po sobě, kdy odchylka od průměru globální teploty půdy a oceánů byla vždy nejvyšší od počátku globálního zaznamenávání teploty v roce 1880. To u NOAA představuje nejdelší takovou šňůru za 137 let vedení záznamů. Kromě toho úřad NOAA oznámil, že červenec 2016 byl nejteplejším měsícem v historii (a dělí se o první místo s měsícem v roce 1998).[24] Podle satelitních dat RSS je však nejteplejším měsícem historie únor 2016.[25] Také University of Alabama in Huntsville udává, že podle satelitních měření byl únor 2016 nejteplejším měsícem historie[26] a byl teplejší než červenec 2016.[27]