根據Global Temperature Report for 2017 - Berkeley Earth：

20世紀以來，在1940年到1970年代末之間，全球氣溫上漲有一個顯著的平台，在此期間極地氣溫甚至有下降。是什麼原因造成這個現象？這對遏制氣溫繼續升高是否有什麼啟示？

氣候變化本身有一部分來自自然氣候變率的貢獻。除去人類影響的因素，還要考慮海洋與大氣之間的相互作用、地質活動如火山噴發等物理過程、以及太陽輻射強度和地球軌道變化等天文因子的影響。但目前對於氣候系統具體的運作以及自然、人為貢獻各占的比例究竟為何還沒有一個絕對肯定的答案，因此過去氣候模型的預算結果通常無法與實測的冷暖周期變化完全吻合（大部分是高估了變暖），這也是引起人們對早年IPCC報告的質疑及全球變暖陰謀論的原因之一。驗證各類氣候因子如何影響整體趨勢的方式，就是將觀測到的已知氣候變率導入數學模型中，查看其模擬的氣溫變化與實際觀測數據的對應關係。

當前氣候變暖停滯現象的研究主要是針對21世紀以來發生的增暖放緩事件（如下圖，1998-2012年間全球地表平均氣溫上升速率顯著降低，這一現象被稱為Global Warming Hiatus）。而在上世紀中期發生的變化受到當時觀測資料和技術的限制，在當年沒有並得出十分嚴謹的結論。因此對於過去氣候變化的成因分析，很大部分還是基於當代對Hiatus現象的研究帶動的。

Source: NOAA[1]

首先我們可以基本排除一些天文因子的作用，因為它們更適用於解釋萬年以上尺度的長周期冷暖變化，如「米蘭科維奇循環「 (Milankovitch cycle) 。其次是太陽黑子周期對地表氣溫的影響，由於明清小冰期恰好對應太陽黑子的持續極小期，有觀點認為太陽活動減弱會使地球氣候轉寒。然而根據近代更為詳細的觀測資料表明，兩者的相關性其實很弱，太陽活動減弱的確會導致其波長很短的遠紫外線輻射下降，這僅對地球高層大氣中的電離層溫度產生明顯影響。對於比重更大的可見光和紅外輻射，在太陽黑子周期中的變化卻非常小，衛星觀測資料顯示，太陽輻射在一個黑子周期的峰值與谷值間的差別僅為1W/m2左右，相對總量而言（平均值約1366W/m2）變率極低[2]，對地表氣溫的影響微乎其微。而在40年代-70年代，太陽活動反而達到了一個整體上的高峰，與全球地表氣溫走向相悖。有關太陽黑子的歷史數據和分析，可參閱Sunspot Number Data | NCEI

於是，當前主要研究的短周期自然氣候因子主要集中於海氣相互作用和其它物理外強迫因子的干預，如其它答主提到的由工業活動、火山噴發產生的大量氣溶膠進入大氣層反射太陽輻射引起地表冷卻。這其中，火山噴發能瞬間將大量火山灰輸送到對流層頂-平流層底層並停留數年，相對人為排放氣溶膠有更強的突變性，這被認為是歷史上一些氣候轉冷的重要誘因之一。最近的案例如1991年菲律賓的皮納圖博火山大噴發造成當年全球平均氣溫下降了0.5℃，直到1994年才恢復上升趨勢。[3]根據IPCC的報告，氣溶膠的增加的確可以抵消部分溫室氣體的能量強迫，因此在特定時期或特定地區可能會阻止氣溫的繼續上升。但報告也指出，模式和觀測之間的差異導致對氣溶膠輻射強迫的實際作用存在較大的不確定性（如下圖1）[4]；另外，在近百年來觀測的火山活動引起的氣溶膠光學深度與氣溫周期有不對應的情況（見下圖2），這不能完全解釋過去百年間觀測到的冷暖周期變化，目前氣候學家傾向於氣溶膠在減緩變暖的過程中起到是次要作用。

圖1. 摘自張華等《對IPCC第五次評估報告關於人為和自然輻射強迫的解讀》

圖2. 兩組對19世紀後期以來火山噴發導致的氣溶膠的光深變化，Source: IPCC[5]

重要的實錘出現在2013年由華人科學界謝尚平和日本學者Yu Kosaka在Nature發表的「Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling」一文中[6]，他們指出，當氣候模型對熱帶太平洋的溫度變化模擬正確時，Hiatus現象就會產生。隨後兩人於2016年發布的文章中進一步明確了年代際太平洋濤動 (Interdecadal Pacific Oscillation，IPO) 與全球平均地表溫度的連帶關係，並成功地通過全球海氣耦合實驗模擬出高度吻合觀測實況的1900年以來全球氣溫變化。他們進一步認為，熱帶太平洋是導致階梯型變暖的關鍵，輻射強迫則驅動長期的增暖趨勢；熱帶太平洋變率增強了第一升溫周期（1910-1940年），並決定了變暖停滯期的開始和結束時間。[7]

海洋對地球氣候系統的重要性的確可以說是首屈一指。地球表面71%的區域被海洋所覆蓋，90%的過剩熱量會被海洋吸收，並通過大洋溫鹽環流(Thermohaline Circulation)和風生環流(Wind-driven Circulation)調節著全球各地區的氣溫及降水變化。很早以前氣象學家就認識到不同洋區存在周期性的氣壓振蕩，其通過改變海表風應力對不同區域、不同層面的海水溫度產生影響，最膾炙人口的兩個名詞就是拉尼娜和厄爾尼諾。IPO指數是對太平洋南北區域海表溫度變化的一個綜合性指標，這其中又以北太平洋年代際振蕩 (Pacific Decadal Oscillation, PDO) 為最主要的驅動因子。

觀測表明，北緯20°以北的太平洋表層海溫存在一種以20-30年為準周期的冷暖分布變化，在冷位相時，北太平洋海溫呈西暖東冷的分布，暖位相則反之。這種變化會通過海氣耦合作用引起上空大氣環流及周邊洋流的變化，進而對整個北半球中高緯度的氣溫造成影響。觀測歷史表明，在PDO處於冷位相時，北半球冷事件會增多，氣候變暖趨勢減緩甚至略有降溫。

1900年以來PDO指數與全球平均溫度的變化曲線(以1961—1990年平均值為基準) （Tollefson, 2014）[8]

1901-2018年我國曆年平均氣溫的變化，可見冷暖波動與PDO的響應較全球平均更強。Source: 中國氣候變化藍皮書（2019）[9]

在1940-1970年間全球變暖停滯期間，PDO正處於冷位相階段，這同時有利於熱帶太平洋拉尼娜現象的出現。中學地理應該有接觸過，拉尼娜現象發生時，赤道附近海水西暖東冷所導致的氣壓差使沃克環流(Walker Circulation)增強，令赤道東岸的表層海水自東向西輻散，不斷吸引深層較冷的海水上翻補充。研究認為，在PDO冷位相疊加拉尼娜的環流背景下，熱量會通過洋流的改變被帶向大洋深處，故會減緩大氣溫度上升。PDO暖位相時，北太平洋東岸表層海水變暖，有助於厄爾尼諾現象形成。當洋流發生翻轉，熱量又被重新釋放到大氣中，引起氣溫的加速上升。Meehl等人的研究表明，在Hiatus期間，300米以下次表層海水的熱含量增加，而表層顯著降低，這說明人為排放出的熱量在此期間正是被海洋大量吸收（如下圖）。[10]

1992-2011年間太平洋溫度趨勢和海洋-大氣環流示意圖[11]

值得注意的是在2014-2016年期間，PDO又短暫轉為了暖位相，併疊加了歷史罕見的強厄爾尼諾現象，Hiatus趨於消失，全球平均氣溫在最近五年間又創下了有觀測以來的歷史新高。PDO相位變化與南半球地表氣溫的相關性較弱，如澳洲氣象局提供的觀測資料表明[12]，澳洲境內氣溫變化趨勢與PDO指數和全球氣溫平均值的響應不像中國那樣有很強的一致性，可見不同地區的變化存在差別，所涉及的氣候因子更為複雜。

關於太平洋海溫振蕩的形成機制現在還沒有完善，目前已經發現的熱動力強迫因子除了風力、洋流之外，海底地震的發生也會加速局部的垂直上升運動。2016年有日本的研究團隊發現，氣溶膠濃度的增加也可能與之有很大關係。在模型中，當他們把硫酸性浮游粉塵變化數據固定後，海面溫度的數十年間規模變動情況無法再現。過去20年間，赤道太平洋的信風以20世紀從未觀測到的水平增強，而浮游粉塵導致西太平洋海水升溫，令赤道太平洋信風速度增加了34%，導致中東太平洋的海面溫度下降。[13]文章鏈接：Pacific trade winds accelerated by aerosol forcing over the past two decades

其它洋區海溫及洋流變化對全球氣溫的影響這裡就不逐一闡述（目前尚未發現比PDO/IPO更符合的因子，畢竟太平洋塊頭最大吧），太平洋的海氣耦合模態也會通過激發遙相關波列與其它區域的氣候因子產生響應，這方面的研究還很新。另外個人學的是GIS而不從事氣候這一方向，只是平時多關注了點，因此不一定能提供最完善的解答，還希望得到更好的補充和指正。

關於氣候模型如何運作，可參閱QA: How do climate models work? | Carbon Brief。地球內部氣候因子的具體機制和模型預測仍存在一些不確定性，這是因為當前的氣候模式對一些物理、化學過程的描述和積分初始場的確定還存在缺陷，更不可能百分百準確預測未來的氣候趨勢，這都需要依賴更多觀測資料的分析對參數加以修正。至少，以上自然氣候變率因子的發現證實了過往人們對全球變暖的認知存在偏差，這種階梯式上升趨勢應是較為現實的狀態。但人類使用儀器觀測氣候的歷史還不夠長久，一些潛在的變數或許還沒能被證實，這又會為未來的氣候變化埋下較多不確定因素，若有興趣可延伸查閱暖北極-冷大陸理論（Warm Arctic, Cold Continents. 這也是21世紀Hiatus現象與40-70年代略有不同的地方，當代北極增暖和秋季海冰面積降低與中緯度大陸冬季寒潮的爆發有顯著的正相關，因此中緯度冬季平均氣溫下降對21世紀Hiatus的貢獻很高，而其它季節不明顯）以及新仙女木事件（電影《後天》的理論基礎）。

參考

  1. ^Did global warming stop in 1998? NOAA https://www.climate.gov/news-features/climate-qa/did-global-warming-stop-1998
  2. ^Solar Cycle Variations. Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cycle#/media/File:Solar-cycle-data.png
  3. ^復甦的阿貢火山為何備受關注 ——火山噴發可能影響氣候變化. 中國氣象局 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqhbh/2011xqhbhyhy/201712/t20171205_457509.html
  4. ^張華, 黃建平. 對IPCC第五次評估報告關於人為和自然輻射強迫的解讀[J]. 氣候變化研究進展, 2014, 10(1): 40-44.
  5. ^IPCC. 2007. IPCC Fourth Assessment Report (AR4) [M]. Cambridge: Cambridge University Press.
  6. ^Y. Kosaka, S. P. Xie, 2013. Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling. Nature, 501: 403-407
  7. ^Y. Kosaka, S. P. Xie, 2016. The tropical Pacific as a key pacemaker of the variable rates of global warming. Nature Geoscience 9, 669–673
  8. ^Tollefson J. 2014. Climate change: The case of the missing heat. Nature, 505(7483): 276-278
  9. ^中國氣候變化藍皮書(2019). 中國氣象局 http://www.cma.gov.cn/root7/auto13139/201905/t20190524_525556.html
  10. ^G. A. Meehl, J. M. Arblaster, J. T. Fasullo, A.Hu K. E. Trenberth, 2011. Model-based evidence of deep-ocean heat uptake during surface-temperature hiatus periods. Nature Climate Change 1, 360–364
  11. ^劉珊, 陳幸榮, 蔡怡. 全球變暖「停滯」研究綜述[J]. 海洋學報, 2019,41(4):1—14
  12. ^AUSTRALIAN CLIMATE TRENDS, BOM https://www.climatechangeinaustralia.gov.au/en/climate-campus/australian-climate-change/australian-trends/
  13. ^C. Takahashi, M. Watanabe, 2016. Pacific trade winds accelerated by aerosol forcing over the past two decades. Nature Climate Change 6, 768-772

評論區比回答精彩

Source: Boden, T.A., Marland, G., and Andres, R.J. (2017). Global, Regional, and National Fossil-Fuel CO2Emissions. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., U.S.A. doi 10.3334/CDIAC/00001_V2017.

沒有仔細研究過這個，搜索了一下，有提到可能是能源結構的問題：世紀50年代前，煤炭是主要能源，直到70年代石油天然氣和其它能源才大量使用，燃燒煤炭產生粉塵和其它可能的光化學煙霧之類的導致全球氣溫降低，隨著能源結構改變，煤不在佔據主導地位，總量的上升產生大量溫室氣體使得氣溫又開始上升。。。

https://skepticalscience.com/global-cooling-mid-20th-century.htm

全球能源消費，各種能源之間的量對比

同樣的數據，用百分比來展示，可見煤炭確實在60年代左右大量減少了

這張圖裡可以看到粉塵（dust）確實在55年左右下降，可以看到在19世紀末粉塵降低也對應的有降溫時間

一些會導致降溫的地質事件：雲層、火山噴發塵土、森林大火煙塵、沙暴、煤油燃燒、土地荒蕪(？)、冰雪

這是科學通報上一篇論文的摘要，也探討了二者間的關係

我只是隨便查閱一點資料，沒做系統調研，也不是自己專業，粉塵的升降和全球氣溫的升降數據之間有沒有相關關係，還需要科研同胞更多的研究來說明，評論區有補充。

葉山Shan Ye：

意思是對的，不過粉塵只佔一小部分，大部分是燃燒煤釋放的二氧化硫在空氣里形成的硫酸鹽氣溶膠

主要參考文獻和網頁：

Koch, D., Bauer, S. E., Del Genio, A., Faluvegi, G., McConnell, J. R., Menon, S., … Shindell, D. (2011).Coupled Aerosol-Chemistry–Climate Twentieth-Century Transient Model Investigation: Trends in Short-Lived Species and Climate Responses. Journal of Climate, 24(11), 2693–2714.doi:10.1175/2011jcli3582.1

Energy Production Changing Energy Sources?

ourworldindata.org圖標https://skepticalscience.com/global-cooling-mid-20th-century.htm?

skepticalscience.com

政府的宏觀治理，民眾環保意識的提升，科技的發展加強對廢物的二次利用。

依我個人之見，氣候變化從未停滯，只是對於該段時間，變化較小，且不易觀測，導致人們產生氣候變化停滯的錯覺

我的解釋是:在當時的國際環境如 https://www.zybang.com/question/f27da4fe36b174e11b8ec8114a58d1c3.html 所表達,從其中可知:!.在這段時期內,國際原油價格因為受到國家的控制,從而導致油價比現在低許多,導致產量上不去,導致燃燒量比現在低;2.這段時期之後,由於國際原油交易不受歐美的限制,比之前公平,從而導致產量上去了;

根據此時期可知:解決當前的氣候變暖的辦法是使國際原油的價格長期保持低位!

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