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2016年，全球平均气温比工业革命前高1.1摄氏度，大约比1961年至1990年长期平均气温（14摄氏度）高出0.83摄氏度，比2015年历史高温纪录高出0.07摄氏度。
世界气象组织利用美国国家海洋和大气管理局、美国宇航局戈达德太空研究所、英国气象局哈德利中心和英国东英吉利亚大学气候研究中心的数据进行分析。同时，世界气象组织还借鉴了欧洲中期天气预报中心和哥白尼气候变化服务的再分析数据，这两家机构通过天气预报系统汇总各种数据，提供包括两极地区在内的更全面的全球气温数据。
世界气象组织秘书长佩特里？塔拉斯认为，2016年的全球气候非常极端，成为有气象记录以来最热的一年。不过，气温只是一个方面。一些衡量人为因素对气候影响的长期指标在2016年也创下新高。二氧化碳和甲烷浓度均打破纪录，这两者都是导致气候变化的原因。
二氧化碳能在大气和海洋中存在数个世纪甚至更久，并导致海洋酸化。目前，北极和南极海冰面积创下新低。北极变暖的速度是全球平均速度的两倍。海冰持续减少，对世界其他地区的天气、气候、海洋循环模式都将产生影响。同时，永冻层融化造成的甲烷释放问题也值得关注。
贯穿于2016年的许多极端天气事件对社会经济发展造成了严重影响和损失。海洋温度创下纪录，造成大面积珊瑚礁白化。
