TS.3.1.2 温度，环流和相关变量变化 的空间分布
在南北半球，陆地表面温度的变暖速率都比海洋快。已有的长时间记录表明，近20年来陆地温度增温明显快于海洋(陆地和海洋的增温速率大约分别为0.27°C/10年和0.13°C/10年)。{3.2}
近30年来全球大范围增温，最大增温幅度出现在北半球高纬地区。最大增温期发生在北半球冬季(12，1，2月平均)和春季(3，4，5月平均)。近100年来，北极平均温度几乎以两倍于其它地区的速率升高。不过，北极温度具有很高的变率。在1925至1945年期间也观测到一个较长的暖期，该时段内北极变暖的幅度几乎和现在一样。但是由于此次变暖范围不是全球性的，所以增温区的地理分布和近年来的不一样。{3.2}
有证据表明大尺度大气环流发生了长期变化，如西风气流向极地方向移动，并且强度增加。区域气候变化趋势非常不同于全球平均气候变化趋势，反映出大气环流、海气相互作用以及气候系统其它组成部分的变化。文献资料记录表明，至少从1979年到20世纪90年代末期的大部分季节里，南北半球中纬度西风带最大风速变强，大西洋和南大洋极锋急流向极地移动。从20世纪60年代到90年代北半球西风气流加强，但此后西风强度又回复到接近长期平均值。北半球西风气流加强改变从海洋吹向陆地的气流，这是影响观测到的中高纬度冬季风暴路径以及相关的降水和温度场趋势分布型态变化的一个主要因素。基于再分析资料的证据表明，从20世纪70年代末的再分析记录开始直至90年代末，北半球热带外风暴发生了变化，对风场和有效波高度的分析支持这一证据。这些变化伴随着对流层整层和平流层低层的冬季极涡加强。{3.2，3.5}
许多区域气候变化能用气候变率的众值突显型态来描述，因此，区域气候变化可认为是用于刻画这些型态强度和位相特征的指数发生变化。经常注意到，北大西洋西风气流和风暴路径的变率在所有时间尺度上都很重要，这些变率可通过NAO来描述(对NAO和其它突显型态的解释见框TS.2)。近年来，北半球和南半球的纬向平均西风变率波动特征分别用各自的“环状模态”刻画，即北半球环状模态和南半球环状模态(NAM和SAM)。这些观测到的变化可表示为环流向着与这些主要型态相关的某种结构转移。北大西洋中纬度西风加强很大程度上可视为反映NAO或NAM的变化；大西洋区域大气和海洋的多年代际变率也很明显。从20世纪60年代到现在，与SAM变强相关联的南半球大气环流的变化同南极半岛强烈升温以及南极大陆部分地区小范围冷却有关。太平洋海气相互作用也发生了变化。尽管ENSO有时不太明显，但它仍是全球尺度上年际变率的主要模态。
框TS.2: 气候变率型态(模态)
大气和气候的变率分析表明，可以利用少数的主要气候变率众值突显的型态指数的振幅和符号变动来描述变率的重要部分。一些常见的型态如下：
- 厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)，大气和赤道太平洋之间的耦合波动，显著周期为2-7年。ENSO通常利用塔希提和达尔文站的表面气压差以及中东赤道太平洋的海表温度来衡量。
- 北大西洋涛动(NAO)，主要描述冬季冰岛低压和亚速尔高压的强度变化以及它们之间的西风变化。NAO与从北大西洋到欧亚大陆的风暴路径，温度和降水具有联系(见框TS. 2，图1)。
- 北半球环状模态(NAM)，冬季北极区表面低气压和中纬度强西风的波动。NAM与北半球和平流层的极涡具有联系。
- 南半球环状模态(SAM)，南极区表面低气压和中纬度强西风的波动，类似于NAM，不同的是，SAM全年都存在。
- 太平洋－北美型态(PNA)，大气的一种大尺度波列，在对流层中从副热带西太平洋到北美东海岸表现出一连串的高、低气压异常。
- 太平洋年代际振荡(PDO)，描述北太平洋海表温度的变化，该区域海温与刻画阿留申低压强度的北太平洋指数(NPI)具有很强的相关。不过，该信号在太平洋大部分区域都存在。
所有这些气候变率型态在多大程度上能认为是气候系统的真实模态？这是科学研究的一个主题。不过，有证据表明它们的存在可以导致比预想中更大幅度的区域强迫响应。特别是，20世纪观测到的许多气候变化事实可利用这些型态的变化来解释。因此，检验气候模式对这些型态的模拟能力(见TS.4, 框TS.7)，考虑观测到的和这些型态相联系的变化与气候系统内部变化或由人类活动造成的气候变化之间存在多大的关系，都是十分重要的。｛3.6,8.4｝
1976－1977年间，北太平洋年代际振荡(PDO)的位相朝厄尔尼诺事件增多方向发展，而且ENSO的演变也出现变化，与此相关的气候转型影响到许多地区，包括大多数热带季风区。例如，北美区域与ENSO和太平洋－北美(PNA)遥相关型相关的变化造成整个陆地上不同的气候变化特征，如北美西部气温比北美东部偏暖，但后者的云量偏多，湿度偏大。20世纪太平洋地区的大气呈现出重要的低频变化，1900-1924年和1947-1976年，大气环流减弱；1925-1946年和1977-2003年，大气环流增强。{3.2, 3.5, 3.6}
极端温度变化与变暖相一致。观测结果显示，中纬度区域霜冻日数大范围减少，极端暖日数(最暖10％的白昼或黑夜)增加，极端冷日数(最冷10％的白昼或黑夜)减少(见框TS.5)。冷夜变化最显著，1951至2003年间，在有观测资料的所有区域(76％的陆地)冷夜均减少。{3.8}
自20世纪下半叶以来，热浪一直在持续增长。2003年夏季，发生在欧洲中西部创记录的热浪就是近年极端气候异常的一个很好的例子。那个夏季(6，7，8月平均)是自1780年开始拥有器测记录以来最暖的(比先前最暖的1807年高1.4°C)。春季欧洲陆地表面干燥是2003年极端温度事件发生的一个重要因素。证据表明其它地区的热浪发生频率和持续的时间也在增加。夏季热带地区陆地干燥度和高温的强相关突显出水汽在气候调节中的重要作用。{3.8, 3.9}
尚无足够的证据确认一些如龙卷、冰雹、闪电和沙尘暴等中小尺度事件是否存在着变化趋势。{3.8}