Las temperaturas medias mundiales estuvieron sustancialmente por encima del promedio en septiembre de 2020. El mes fue:

  • 0,63 °C más cálido que el promedio de 1981-2020 de septiembre
  • el septiembre más cálido en este registro de datos
  • 0,05 °C más cálido que en septiembre de 2019, el septiembre más cálido anterior
  • 0,08 °C más cálido que septiembre de 2016, el tercer septiembre más cálido.

De acuerdo al informe mensual emitido por el Programa Copernicus, septiembre de 2020 fue el septiembre más cálido registrado, superando a su anterior análogo más caluroso en 2019. De esta manera, se observó que fue extremadamente cálido en el Medio Oriente. Asimismo, se informaron nuevos récords de altas temperaturas para Turquía, Israel y Jordania. Israel experimentó su septiembre más cálido registrado, y la intensidad y duración de la ola de calor de septiembre pasado en Jordania fue excepcional. Partes del norte de África y el Tíbet también tuvieron temperaturas muy superiores a la media durante el mes. Las temperaturas en el oeste de América del Norte continuaron siendo mucho más altas que el promedio: los valores máximos durante el día alcanzaron los 49 °C en el condado de Los Ángeles a principios de septiembre. Se registraron temperaturas récord a fines de mes para Paraguay y el sur de Brasil. En Australia fue el segundo septiembre más cálido registrado, después de 2013.

Europa en septiembre de 2020 fue predominantemente más cálida que el promedio de septiembre de 1981-2010, señala dicho informe. Las temperaturas estuvieron muy por encima de la media en los países ribereños del Mar Negro, pero también se registraron condiciones relativamente cálidas en los Balcanes occidentales, los Estados bálticos y Francia. Las temperaturas en éste último país, fueron particularmente cálidas en un período récord a mediados de mes. En otros lugares, fue más fresco que el promedio, sobre todo en Islandia. Las temperaturas fueron excepcionalmente altas para septiembre en el norte de Siberia y los mares de Laptev y Siberia Oriental. Septiembre de 2020 continúa una serie de meses en los que gran parte de Siberia  ha tenido temperaturas considerablemente superiores a la media. En general, también hacía más calor de lo habitual en todo el Océano Ártico. Por el contrario, hacía especialmente frío en el norte de Groenlandia. Copernicus indica que las temperaturas fueron predominantemente por encima del promedio en la Antártida, aunque era más frío de lo habitual en partes del Mar de Ross que estuvieron cubiertas de hielo, así como en un sector al oeste de él y en una región centrada en la Península Antártica. En otros lugares, las temperaturas del aire superficial, fueron en su mayor parte más altas que el promedio de 1981-2010. No obstante, hubo varias regiones en las que las temperaturas medias mensuales estuvieron un poco por debajo de la media, en particular sobre y hacia el suroeste de las tierras altas de Asia central, sobre el sur de China y sobre gran parte de la mitad oriental de América del Norte. Las temperaturas del aire se mantuvieron relativamente altas en el noreste del Océano Pacífico y en el océano al este de Nueva Escocia y Terranova y Japón. Las temperaturas del aire marino en otros lugares estuvieron muy por encima del promedio de 1981-2010. Las temperaturas relativamente frías continuaron extendiéndose hacia el oeste sobre el Pacífico oriental tropical mientras continuaba desarrollándose un evento de La Niña. Las temperaturas sobre los océanos extratropicales del hemisferio sur fueron más frías de lo normal en varios lugares. Hacía un poco más de frío que el promedio en partes del Atlántico norte y el Pacífico norte.

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