当我们一听到全球变暖，脑袋中的想象可能是天气变得越来越热：冬天没那么冷、夏天更热了——也就是人类生活的大气环境的温度升高了。但是，这只是地球生病发烧的一个“症状”而已，全球变暖的本质是CO2等温室气体的温室效应导致整个地球系统能量（主要是热量）增加了，是包括大气在内的海洋、陆地变暖。大气变暖的这部分热量仅仅占了地球系统增暖的1-2%，陆地变暖占3%，另外93%的热量储存在了海洋中。
气候变化的能量存储在哪里？来自Carbon Brief
我们要知道全球到底变暖了多少，就要知道了地球系统能量变化了多少。这是建立起全球变暖观测事实的一个重要环节。
怎样追踪地球系统的能量变化？目前监测地球系统能量变化的方法主要有两种：
在大气层顶放几颗卫星，监测进入地球的和出去地球的辐射，二者之差就是地球净的能量变化。大气层顶观测的净能量收支（黑色）与海洋能量变化（蓝色）对比，来自Trenberth. 2010, Science
大气层顶观测的能量变化见下图的黑色线，是由著名的卫星CERES观测到的，2000年之后大概是0.5~1.5 W/m2。正的数值说明地球系统有净的能量收入，这是全球变暖的驱动力！
监测海洋变暖速率。因为海洋吸收了主要（93%）的地球系统能量收入，如果我们知道海洋变暖了多少，就可以估算出地球系统能量增加了多少。这两种方法应该能够得到一致的结果！
但是问题来了，他们对不上，对不上，对不上（重要问题说三遍）！！！大牛K. Trenberth在2010年Science上发了一个小短文，比较了自2000年以来的大气层顶的净辐射收支（上图黑色线）和海洋热含量变化（上图蓝色）。进入地球系统的能量大约是0.5~1.5 W/m2，但是海洋的热含量增加仅仅有0.2-0.5W/m2，仅为总能量的不到50%。这差距可不是一星半点。
问题来了：进入地球系统的那么多能量，到底跑到哪里去了呢？这就是著名的“消失的热量”之谜（”missing heat” mystery）。
近些年发表了很多论文求解“消失的热量”谜题，学界大概有下面几个观点：大气层顶的能量收支观测有问题，误差太大；海洋热含量变化观测有问题，误差太大；大气层顶和海洋观测都有问题，如果考虑他们巨大的误差，二者还是一致的；能量跑去了700米以下的深海。
我们的观点是，问题主要出在热含量估计上！国际上现有的对过去海洋热含量变化的估计存在严重问题，也就是说，“消失的热量”隐藏在数据偏差里了！
现在我要从海洋热含量估计中存在的问题开始说起：那还是遥远的2011年，我在已经走向没落的人人网发了一张热含量时间序列的图片，配上了下面的奇葩文字许了一个愿望：“不同研究得到的海洋0-700米上层热含量变化，不确定性很大。
这半年的第一个目标就是把我的曲线也可以加进去。”这个愿望一许就是6年，直到现在我们才正式提出了让自己较为满意的海洋热含量变化曲线。这些年里我们解决热含量估计的几个主要的问题，终于觉得有信心在这个科学问题上走在了国际前列（ps时间和积累真是科研工作必不可少的客观规律！）
言归正传，热含量估计中存在的问题有好几个，其中最大的问题是观测数据太少了！海洋太大了，大量的海域没有观测，这就需要一个空间插值方法，我们叫Mapping方法：即根据有限的观测去“猜测“没观测海域的温度变化。这样的“猜测”在物理上的依据是：海洋不同地点的变化并不是相互独立的，而是受到统一的物理规律制约。
我们的进展：我们在2014年底突然有一个想法，就是能否用气候模型对历史海洋变化的模拟结果来更好的定义海区之间的相关性？但问题是模型是有偏差的、且不同模型之间差异很大（世界太复杂，我们能做到的太少）。因此，如果只用单个模式肯定会有偏差。
接着，我们就考虑是否可以用很多个模型作为样本（国际模式比较计划CMIP5模式集合），找到这些模型的一个线性组合，如果该组合与真实的观测相比最为接近，那我们就对海域之间的空间相关性做出了一个最优的猜测（算是往真相更接近了一步）。很显然，这个方法比之前国际上使用的方法更符合事实。
同时，更为准确的空间相关性也使得我们可以把每一个观测的空间影响范围从800公里扩展到2000~2500公里，这保证了我们的分析就是一个真正的“全球“分析，而不是像上图的NOAA做的那样大片海区无法进行分析。
新的海洋热含量变化估计是否可以帮助我们解开“消失的热量”之谜呢？我们在下图对比了海洋热量变化（蓝色）与0.93倍的大气层顶观测的能量收支（黄色），惊人的发现：它们有非常好的匹配！
也就是说，进入地球系统的能量没有也不可能凭空消失，确实主要的能量都存储在了海洋当中。之所以大家发现能量消失了，是因为：（1）以往海洋热含量估计存在问题导致海洋能量变化被低估（2）深海700-2000米在上世纪末之后加速变暖。
新的海洋变暖估计比国际政府间气候变化专门委员会第五次气候变化评估报告（IPCC-AR5）中的估计快13%（对比1971-2010同期）。“技术的进步推动了新的科学认知”（导师的教导！）海洋热含量估计的一系列技术进步，推动了“消失的热量“之谜的最终解开！