¿Es posible usar wp_localize_script para crear variables JS globales sin un identificador de script específico?

Puedes exportar cualquier dato que desees en el hook wp_head, como muestran las respuestas anteriores. Sin embargo, deberías usar json_encode para preparar los datos PHP para exportarlos a JS en lugar de intentar incrustar valores crudos en literales JS:

function my_js_variables(){
    ?>
    <script>
    var ajaxurl = <?php echo json_encode( admin_url( "admin-ajax.php" ) ) ?>;
    var ajaxnonce = <?php echo json_encode( wp_create_nonce( "itr_ajax_nonce" ) ) ?>;
    var myarray = <?php echo json_encode( array( 
        'food' => 'bard',
        'bard' => false,
        'quux' => array( 1, 2, 3, ),
    ) ) ?>;
    </script>
    <?php
}
add_action ( 'wp_head', 'my_js_variables' )

Usar json_encode te facilita el trabajo y evita errores de sintaxis accidentales si tu cadena incluye comillas. Más importante aún, usar json_encode previene ataques XSS.

Terminé haciendo esto. ¡Ahora funciona! Gracias @dot1

function itr_global_js_vars() {
    // Crear variables globales de JavaScript para AJAX
    $ajax_url = 'var itrajaxobject = {"itrajaxurl":"'. admin_url( 'admin-ajax.php' ) .'", "itrajaxnonce":"'. wp_create_nonce( 'itr_ajax_nonce' ) .'"};';
    echo "<script type='text/javascript'>\n";
    echo "/* <![CDATA[ */\n";
    echo $ajax_url;
    echo "\n/* ]]> */\n";
    echo "</script>\n";
}
// Añadir la función al head de WordPress
add_action( 'wp_head', 'itr_global_js_vars' );

Aunque este no es mi mejor trabajo, es otra forma sencilla de lograr incluir datos en la respuesta:

<?php

/**
 * Añade datos al contexto global.
 *
 * @param string $name
 * @param mixed $value
 * @return mixed|array
 */
function global_js($name = null, $value = null)
{

    static $attached = false;
    static $variables = [];

    if (! $attached) {

        $provide = function () use (&$variables) {

            if (! empty($variables)) {

                echo("<script type=\"text/javascript\">\n\n");

                foreach ($variables as $name => $value) {

                    echo("    window['$name'] = JSON.parse('".json_encode($value)."');\n");
                    unset($variables[$name]);

                }

                echo("\n</script>\n");

            }

        };

        add_action('wp_print_scripts', $provide, 0);
        add_action('wp_print_footer_scripts', $provide, 0);

        $attached = true;

    }

    if (is_null($name) && is_null($value)) {
        return $variables;
    }

    return $variables[$name] = $value;

}

Añade algunos datos JS al contexto de window:

<?php

global_js('fruits', ['apple', 'peach']);

// produce: `window['fruits'] = JSON.parse('["apple", "peach"]');`

Esto funcionará tanto para los scripts del encabezado como para los del pie de página y no se repetirá a sí mismo.