Mänskliga aktiviteter har släppt ut koldioxid och andra växthusgaser i atmosfären, och resultatet är en ansamling av värme i jordens klimatsystem, brukar kallas "global uppvärmning". Men hur snabbt värms jorden upp? Detta är en nyckelfråga för beslutsfattare, forskare och allmänheten.

Tidigare, den globala genomsnittliga yttemperaturen har använts i stor utsträckning som ett nyckelmått för global uppvärmning. Dock, en ny studie publicerad i AGU's Eos föreslår ett bättre sätt att mäta den globala uppvärmningen:övervakning av förändringar i havsvärmeinnehållet och höjning av havsnivån. Författarna kommer från en mängd olika internationella samfund, inklusive Kina (Institute of Atmospheric Physics, kinesiska vetenskapsakademin), USA (NCAR, NOAA, och University of St. Thomas) och Frankrike (Mercator Ocean).

För att avgöra hur snabbt jorden samlar värme, forskare fokuserar på jordens energiobalans (EEI) - skillnaden mellan inkommande solstrålning och utgående långvågig (termisk) strålning. Ökningen av EEI är direkt hänförlig till mänskliga aktiviteter som ökar koldioxiden och andra växthusgaser i atmosfären. Extra värme som fångas upp av ökande växthusgaser hamnar främst i haven (där lagras mer än 90 procent). Därav, att mäta den globala uppvärmningen, forskare måste mäta havsuppvärmningen.

Å andra sidan, amplituden för den globala uppvärmningssignalen jämfört med naturlig variabilitet (brus) definierar hur väl ett mått spårar global uppvärmning. Denna studie visar att den tidsmässiga utvecklingen av havsvärmeinnehåll har ett relativt högt signal-brusförhållande; därför, det tar 3,9 år att skilja den globala uppvärmningstrenden från naturlig variation. Liknande, för havsnivåhöjning, 4,6 år är tillräckligt för att upptäcka klimatförändringssignalen. Däremot på grund av vädret, El Niño-södra oscillationen och andra naturliga variabilitetsfenomen inbäddade i det globala genomsnittliga yttemperaturrekordet, forskare behöver minst 27 års data för att upptäcka en robust trend. Ett utmärkt exempel är perioden 1998-2013, när energi omfördelades inom jordens system och ökningen av den globala genomsnittliga yttemperaturen saktade - kallar ibland ett "uppehåll".

Denna studie tyder på att förändringar i havets värmeinnehåll, den dominerande komponenten i jordens energiobalans, bör vara ett grundläggande mått tillsammans med havsnivåhöjning. Baserat på de senaste förbättringarna av havsövervakningstekniker, särskilt efter 2005 genom autonoma flottörer som kallas Argo, och avancerade metoder för att rekonstruera det historiska havstemperaturrekordet, forskare har kunnat kvantifiera förändringar i havets värmeinnehåll tillbaka till 1960, även om det finns ett mycket glesare historiskt instrumentregister före 2005. Havsnivåhöjningen är mest känd sedan 1993 då höjdmätare först lanserades på satelliter för att möjliggöra observationer av havsnivåförändringar till millimeters noggrannhet.

Enligt de senaste uppskattningarna, de 10 varmaste åren i havet (indikeras av OHC-förändring på övre 2000m) är alla under det senaste decenniet efter 2006, med 2015-2016 den varmaste perioden bland de senaste 77 åren. Värmelagringen i havet uppgår till en ökning med 30,4×10 ²² Joules (J) sedan 1960, lika med en uppvärmningshastighet på 0,33 watt per kvadratmeter (W m ^-2 ) medeltal över hela jordens yta— och 0,61 W m ^-2 efter 1992. Som jämförelse, ökningen av havsvärmeinnehållet som observerats sedan 1992 i de övre 2000 metrarna är cirka 2000 gånger den totala nettoproduktionen av el från amerikanska elbolag 2015.

Det är uppenbart att forskare och modellbyggare som söker globala uppvärmningssignaler bör spåra hur mycket värme havet lagrar vid en given tidpunkt, d.v.s. havets värmeinnehåll, samt höjning av havsnivån. Lokalt, i de djupa tropikerna, havets värmeinnehåll är direkt relaterat till orkanaktivitet. Värmeinnehållet i havet är ett viktigt tecken på vår planet och informerar samhällets beslut om anpassning till och begränsning av klimatförändringar.