NASAを含む複数の情報源のデータによると、2020年は観測史上最も暖かい年になる見込みです。
これは、エルニーニョによる異常気象の年ではないにもかかわらず、さらに注目に値します。
今年最初の9か月間では、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素などの主要な温室効果ガスの濃度が観測史上最高を記録しました。
今年は多くの理由で記憶に残る年になりますが、2020年は1800年代半ばに信頼できる記録が始まって以来、地球の地表で最も暖かい年にもなる可能性が高くなりました。
これは、いかなる主要なエルニーニョ現象 – 過去のほとんどの記録的な暖かい年に寄与してきた要因です。
ただし、残り3か月があるため、依然として不確実性が残っています。熱帯太平洋でラニーニャが強まると気温が低下し、2位にとどまる可能性もあります。少なくとも、世界中の異なる研究グループが作成した一部の世界の気温記録では、そうなる可能性があります。
今年最初の9か月間では、主要な温室効果ガスの濃度が記録的な高さを記録しました – 二酸化炭素、メタン、および亜酸化窒素 – の大気中濃度です。北極の海氷面積も夏の大半にわたって観測史上最低の水準にあり、夏季の最小値は、観測史上2番目に低い水準で、2012年に次ぐものでした。
気候の記録は地球温暖化を示す有用な指標ですが、気温、海氷、その他の気候要因の長期的な変化は、単一の年が新記録を樹立するかどうかよりもはるかに重要です。
過去50年間にわたって明確な温暖化傾向が続いており、一部のデータセットでは近年加速の兆候も見られます。同様に、海氷面積と海氷量はいずれも長期的に明らかに減少しています。
地表面温度は観測史上の高温を示す
2020年の最初の9か月間は著しく暖かい状況でした。Carbon Briefは、世界の地表面温度記録を公表している6つの異なる研究グループの記録を分析しました：NASA、NOAA、英国気象庁ハドレーセンター/イーストアングリア大学、バークレー・アース、Cowtan and Way、およびCopernicus/ECMWF。
以下の図は、各年の気温偏差（1981～2010年の平均気温に対する変化）を1970年以降について示したもので、2020年の最初の9か月間の平均も示しています。（注：執筆時点では、ハドレー/UEAおよびCowtan and Wayの気温記録について9月のデータはまだ利用できませんでした。）
地表面温度の記録では、1970年以降、約0.9℃の温暖化が見られ、温暖化速度は10年あたり約0.18℃です。2020年には多くの月で新たな気温記録が更新されましたが、使用された観測データ、補正（測定技術の経年変化への対応や、測定値間の空白を埋める手法）などにより、データセットによって結果がやや異なります。
以下の表は月ごとの順位を示しています。「1位」は、その月の観測史上最も暖かい気温を示します。観測史上最も暖かかった、または最も暖かかったと並んだ月は、緑色で強調表示されています。
2020年の9か月のうち、1月、4月、5月、6月、7月、9月の6か月では、少なくとも1つの世界の地表面温度データセットで観測史上の記録的な気温が記録されました。今年のすべての月は、少なくとも1つのデータセットで2番目に暖かいか最も暖かいかのいずれかでした。どのデータセットでも、観測史上4番目より低い順位の月はありませんでした。
以下の図は、NASA GISTEMPデータセット（新しいバージョン4を使用）において、2020年の気温が過去の年（灰色の線）と比べてどうなっているかを示しています。1月から年間平均までの各月について、年初来の気温を示しています。
可能性が高いのは、熱帯太平洋でラニーニャ現象が強まることで、今後数か月の気温はわずかに下がる見込みです。ただし、主な影響は2021年に現れる見通しです。世界の気温は、太平洋のエルニーニョ地域の気温より約3か月遅れて推移する傾向があるためです。
ラニーニャ現象とエルニーニョ現象の推移を予測するのは難しいものの、2021年は2020年よりも少なくとも若干涼しくなる可能性が高いといえます。
以下の図は、異なる科学機関が作成した、ENSO予測モデルの範囲を示したものです。各モデル種別の平均は、太い赤、青、緑の線で示されています。0.5℃を超える正の値はエルニーニョ状態を、-0.5を下回る負の値はラニーニャ状態を示しています。
2020年の気温予測の更新
今年最初の9か月間のデータに加え、過去および予測される将来のENSO状態を用いて、Carbon Briefは、各地表面温度記録ごとに2020年の気温が最も高い確率でどこに落ち着くかの予測を作成しました。
以下の図に結果を示します。各記録の1979年から2019年までの年間気温は黒で示されており、今年最初の6か月間のデータに基づく2020年の年間気温の見込みの範囲（95%信頼区間）は赤いバーで示されています（詳細は末尾の方法論に関する注記を参照）。
今年これまでの気温に基づき、2020年が最も暖かい年の順位表のどこに入るかの確率を、以下の表に示します。
Carbon Briefの前回の気候状況に関する四半期報告書から3か月の間に、2020年が観測史上最も暖かい年になる可能性は、NASAおよびCopernicusのデータセットでは低下しましたが、NOAAおよびバークレーのデータセットでは上昇しました。特にNOAAは、2020年が新記録を樹立する確率が約43%から61%に上昇しました（NOAAの独自モデルでは、同データセットにわずかに高い65%の確率を与えています）。
同様に、現在報告しているすべてのデータセットにおいて、2020年が最も暖かい年または2番目に暖かい年（2016年に次ぐ）にならない可能性は、現在ごくわずかしかありません。
データが1か月増えるごとに残りの月数が減り、平均値を変える要素が少なくなるため、2020年の年間気温の予測の不確実性は縮小します。以下の図は、この現象を示したもので、年内に1か月ずつデータが追加されるにつれて、2020年の年間気温の最良推定値（赤）と不確実性の範囲（黒のひげ線）がどのように変化してきたかを示しています。
現在の気温は、観測史上最も暖かい年
気候モデルは、物理学に基づく推定値であり、将来の排出量、温室効果ガス濃度、その他の気候影響因子に関する異なる仮定の下での将来の温暖化を示します。
以下の図は、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の第5次評価報告書 – 総称してCMIP5モデルと呼ばれ、1970年から2020年までを対象とし、灰色の陰影は全モデルの平均予測（黒）を示します。個別の観測気温記録は色付きの線で表されています。
これらのモデルでは、2005年以前の気温推定値は既知の過去の気候影響を用いた「ハインドキャスト」であり、2005年以降に予測された気温は、変化の仕方に関する推定に基づく「フォーキャスト」です。
2005年から2014年の間、世界の気温は気候モデルが予測する温暖化ペースをやや下回って推移していましたが、近年はかなりモデル平均に近い水準となっています。これは特に全球をカバーする気温記録（NASA、バークレー・アース、Copernicus/ECMWFの再解析データなど）に当てはまり、北極全域の気温推定値を含んでいます。近月は、気温がモデル平均をやや上回っています。
温室効果ガス濃度が過去最高を記録
温室効果ガスの濃度は2020年に新たな高水準に達しました。これは、化石燃料、土地利用、農業による人為的な排出によるものです。
二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、亜酸化窒素（N2O）の3つの温室効果ガスは、人間の活動によって捕捉された追加の熱の大部分の原因です。CO2は圧倒的に最大の要因で、1750年以降の「放射強制力」の増加のおよそ50%を占めています。メタンは29%、N2Oは約5%です。残りの16%は、一酸化炭素、ブラックカーボン、およびハロカーボン（CFCなど）を含む他の要因によるものです。
人間による温室効果ガスの排出により、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素の大気中濃度は、少なくとも数百万年以来の最高水準に達しています（それ以上前でないとしても）。
以下の図は、これらの温室効果ガスの濃度を、百万分率（ppm、CO2の場合）および十億分率（ppb、メタンと亜酸化窒素の場合）で、1980年代初頭から2020年6月まで（現在利用可能な最新データ）示しています。
大気中のCH4濃度は、1999年以降の横ばいを経て、2006年に再び増加し始めました。2014年以降はさらに加速し、それ以来、毎年約8ppbのほぼ直線的な増加が続いています。CO2やN2Oとは異なり、CH4は大気中での寿命が比較的短く、長期的には大気中に蓄積しません。つまり、第一近似として、大気中のCH4の量は、過去10年間の排出量に直接比例します。排出量が横ばいであれば大気中のCH4も横ばいとなり、排出量が増加すれば大気中のCH4の増加として現れます。一方、CO2とN2Oの排出量が横ばいであれば、大気中濃度は増加し続けるでしょう。
大気がCH4を除去する能力の時間的変化（OH分子との相互作用を通じた）には複雑な点がありますが、近年のメタン濃度の上昇は強く示唆しており、世界のCH4排出量も増加してきたと考えられます。
北極の海氷は夏季の最小面積が観測史上2番目に低い
2020年の夏の大半、北極の海氷面積は極めて低い水準にあり、7月の期間中は毎日新記録を更新しました。こうした記録は、1970年代後半に始まった極域観測衛星の時代を基準としています。
夏季の最小面積は、通常9月下旬に発生しますが、観測史上2番目に低いを記録しました。今年は北極の海氷の回復も異常に遅く、10月中旬の海氷は同時期として観測史上最低水準にありました。
2020年最初の10か月間の南極の海氷面積は、長期平均に近い水準でした。
以下の図は、2020年の北極と南極の海氷面積（赤と青の実線）、1979年から2010年までの記録上の範囲（陰影部分）、および観測史上の最低値（黒の点線）を示しています。世界の気温記録とは異なり、海氷データは毎日収集・更新されているため、現在まで海氷面積を追うことができます。
以下の図は、1970年代後半以降の北極の海氷の明確かつ着実な減少を示しています。濃い色（古い年）が上部に、薄い色（新しい年）がはるかに下方に描かれています。
夏季の海氷の減少は特に顕著です。2020年9月の最小時の海氷量は、1970年代後半および1980年代初頭の約半分にすぎませんでした。
ただし、海氷面積は全体の一部しか示していません。海氷面積の減少に加え、残っている海氷は、かつてこの地域を覆っていた氷よりも若く、薄くなる傾向があります。
以下の図は、Pan-Arctic Ice Ocean Modelling and Assimilation System（PIOMAS）のデータを用いて、1979年から2020年までの各年の北極の海氷の厚さを示しています。2020年の海氷量は、観測史上最も暖かい年であったにもかかわらず4番目に少なく、過去数十年にわたって海氷量に明確な下降傾向が見られます。
方法論に関する注記
統計的多変量回帰モデルを用いて、気温記録を提供する各グループの2020年の年間気温の見込みの範囲を推定しました。このモデルでは、年の最初の9か月間の平均気温、最新の月別気温（2020年9月）、そして年の最初の9か月間の平均ENSO 3.4地域の値、および年の最後の3か月間の予測されたENSO 3.4の平均値を用いて、年間気温を推定しました。このモデルは、これらの変数と1950年から2019年まで（コペルニクス/ECMWF再解析データセットの場合は1979年から2019年まで）の年間気温との関係に基づいて学習されました。このモデルは、この適合結果を用いて、各グループの2020年の年間値の最も可能性の高い値と、95%信頼区間の両方を予測します。2020年の最後の6か月間のENSO 3.4地域の予測値は、NMMEモデルの平均予測から取得しています。
2020年の異なる年順位となる確率（パーセント）は、回帰モデルの出力を用いて推定しており、結果の正規分布を仮定しています。これにより、各グループについて、2020年の可能性のある年間値のうち、過去の年の気温より上と下に位置する割合を推定できます。
