团队数据 | 中山大学李庆祥教授团队发布1850-2025年全球陆地气温数据集

近期,中山大学全球气候变化观测、物理学及不确定性研究团队(负责人:李庆祥教授)通过国家生态科学数据中心生态网络云平台(http://www.nesdc.org.cn)发布了1850-2025年全球陆地气温数据集,用户可在线访问获取数据。相关研究成果以“An Integrated Uncertainty Framework for the China‐MST 3.0 Global Surface Temperature Data Set”为题发表在Journal of Geophysical Research期刊。

全球近地表平均温度是衡量地球气候变化的核心指标,其精度与可靠性直接决定气候变暖评估、极端事件归因及全球气候治理政策制定。长期以来,全球主流近地表温度数据集主要由欧美几个顶尖机构所主导。该团队自2019年发布CMST 1.0以来,CMST 系列历经多年迭代,已跻身国际知名全球温度基准数据集之一,并已多次被 IPCC、WMO 等机构的重要评估报告及国内、外顶级学术期刊所广泛采纳或引用。


图1 基于CMST3.0 的1850年以来全球近地表温度、陆地气温和海表温度序列及其95%置信度的不确定性水平

本次升级完成的CMST 3.0数据集(图1)已更新为涵盖1850-2025 年的逐月观测数据,实现陆海数据融合的全面升级:陆地部分采用团队自主研制的China-LSAT(CLSAT) 2.1版,它整合了全球超2万个气象站观测,经严格质量控制、均一化与城市化偏差评估,并显著提升了东亚、“一带一路” 沿线等区域数据精度;海洋部分同步使用美国NOAA/NCEI最新借助人工神经网络(ANN)技术大幅提升其高频重建能力的ERSST v6海温数据集。本文中CMST 3.0突破性的贡献是自主建立了全链条、可追溯、分量化的不确定性评估体系,将数据集总不确定性系统拆解为观测不确定性(涵盖台站观测、数据均一化、标准气候值、抽样、城市化和暴露度偏差)、分析不确定性(包括重建参数和重建方法)、覆盖不确定性(综合考虑观测缺失及观测约束),首次实现该数据集从单站观测到全球平均的全流程定量溯源。

论文评估显示,覆盖不确定性(95%置信度)是全球陆地气温(GLSAT)不确定性的最主要来源,19 世纪中期曾高达 0.44℃(同期总不确定性水平约为0.58℃),随着观测网络完善和数据完整性提高,到1900s后期以来(总不确定性自1920s)才降至 0.10℃以下(图2)。相应地,全球近地表平均温度(GMST)不确定性呈显著下降趋势,从1850s以来的0.22℃,到1970s以来稳定低于 0.05℃,证明现代全球变暖监测结论具备极高置信度。从空间分布上看,全球近地表温度不确定性呈现 “北半球低、南半球高” 格局,南极、非洲、南美等资料稀疏区相对偏高。与 HadCRUT5、NOAAGlobalTemp、GISTEMP 等国际权威数据集对比表明,基于CMST 3.0得到的全球平均温度(GMST)序列高度一致(相关系数超 0.99),且其在东亚、北极、南极和青藏高原等多个区域进行了针对性完善,各数据集的整体不确定性水平也旗鼓相当(图2)。


图 2 当前常用的全球温度数据集不确定性水平对比

目前,CMST 3.0 数据集已面向全球公开免费共享(http://www.gwpu.net/h-col-103.html), 提供全球格点温度场(全球5°× 5°,陆地气温包括5°× 5°、0.5°× 0.5°两个版本)、全球 / 半球 / 陆海平均时间序列及全套不确定性数据,可广泛服务于气候变暖监测、极端事件归因、气候模式评估、防灾减灾与碳中和路径优化等关键领域。

论文信息:

Li, Z., Li, Q.*, Jiao, B., Xu Q., Wei S., Ru X., Si P., Chao L., Zhang H., Lin J., Liao L., Zhang H., Huang B., P. Jones. 2025, An integrated uncertainty framework for the China-MST 3.0 global surface temperature dataset. J. Geophys. Res. Atmos., DOI: 10.1029/2025JD044732.

数据链接:1850-2025年全球陆地气温数据集