1 什么是極端天氣

2009年12月31日，國家氣象局公布2009年國內(nèi)外十大天氣氣候事件，“強臺風(fēng)‘莫拉克’重創(chuàng)臺灣”、“年初歐洲遭遇罕見寒流，大雪低溫造成多人死亡”等上榜。一年來，世界各地發(fā)生的天氣氣候怪事還真不少：強臺風(fēng)“莫拉克”帶來的強降水導(dǎo)致臺灣南部地區(qū)發(fā)生50年來最嚴重水災(zāi)，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失；印度新德里遭遇近50年來最熱天氣；澳大利亞遭遇高溫熱浪襲擊，干旱和持續(xù)異常高溫，加上人為縱火，引發(fā)該國歷史上最為嚴重的森林大火；持續(xù)強降水襲擊非洲南部多個國家，引發(fā)近44年來最嚴重洪災(zāi)；超強臺風(fēng)“芭瑪”相繼襲擊菲律賓東北部、中國海南和越南北部地區(qū)，暴雨持續(xù)引發(fā)洪水……事實上，近年來極端天氣氣候事件的發(fā)生呈現(xiàn)越來越頻繁、強度越來越大的趨勢。

何謂極端天氣氣候事件?是指天氣(氣候)的狀態(tài)嚴重偏離其平均態(tài)，在統(tǒng)計意義上屬于不易發(fā)生的事件，通常指50年一遇或100年一遇的小概率事件。例如，暴雨在夏季常常發(fā)生，但如果一次暴雨的強度接近或者超過了歷史最高記錄，我們就可以說這是一次極端氣候事件；氣候是天氣狀態(tài)的平均，如果一個月的總降水量接近或者超過了該月份歷史最高記錄，就可以說這個月的降水屬于極端天氣事件。

那么，極端天氣氣候都有哪些呢?

颶風(fēng)和臺風(fēng)

颶風(fēng)和臺風(fēng)都屬于北半球熱帶氣旋，只不過它們產(chǎn)生在不同的海域，被人冠以不同的稱謂。在北半球，在國際日期變更線以東到格林尼治子午線的海洋洋面上生成的氣旋被稱為“颶風(fēng)”，而在國際日期變更線以西的海洋洋面上生成的熱帶氣旋則被稱為“臺風(fēng)”。一般來說，臺風(fēng)指在太平洋上生成的熱帶氣旋，颶風(fēng)指在大西洋上生成的熱帶氣旋。

颶風(fēng)中心持續(xù)風(fēng)速超過每小時250千米的颶風(fēng)，被稱為“超級颶風(fēng)”。同樣，臺風(fēng)中心持續(xù)風(fēng)速超過每小時240千米的臺風(fēng)，被稱為“超級臺風(fēng)”。

超級颶風(fēng)與超級臺風(fēng)都是從蒸發(fā)的海水中獲取能量，但它們在經(jīng)過大陸時力量會逐漸減弱，因為只有溫暖海洋的蒸發(fā)作用才能為它們提供能量。與海洋相比，陸地表面的地形地貌較為復(fù)雜而粗糙，颶風(fēng)和臺風(fēng)在陸地表面因遭遇更多更大的阻力而漸漸失去其兇猛勢頭，在它們到達內(nèi)陸地區(qū)時已成強弩之末。而對于在海岸線上建立家園的人們來說，颶風(fēng)和臺風(fēng)構(gòu)成巨大威脅，這些極端風(fēng)暴以極強的威勢登上海岸陸地，威脅著他們的生命財產(chǎn)安全。

2005年8月，5級超級颶風(fēng)“卡特里娜”襲擊美國，影響包括路易斯安那州在內(nèi)的美國南部三個州。“卡特里娜”颶風(fēng)在路易斯安那州造成964人死亡，在密西西比州造成221人死亡。2007年10月，超強臺風(fēng)“羅莎”影響我國臺灣省和浙閩沿海地區(qū)，受其影響，在北緯24.5度、東經(jīng)122.5度附近洋面形成了14米的怒濤區(qū)。

自1960年以來，氣象衛(wèi)星已經(jīng)可以確保人們在風(fēng)暴襲來之前得到警告。但是，即使是今天最先進的衛(wèi)星也無法提供風(fēng)暴將襲擊何處以及何時到來的準確預(yù)報信息。于是，一些勇敢的人便駕駛飛機飛入風(fēng)暴眼，以幫助氣象預(yù)報員和科學(xué)家收集數(shù)據(jù)。1944年，美國空軍上校約瑟夫·達克沃斯駕機飛入風(fēng)暴眼，成為人類有史以來第一個成功飛人風(fēng)暴眼的飛行員。那次颶風(fēng)被稱為“1944年偉大的大西洋颶風(fēng)”(給風(fēng)暴正式命名是1950年才開始的)。

沙塵暴

沙塵暴并不只發(fā)生在沙漠里，在任何風(fēng)能刮起松散沙土的干燥地區(qū)都有可能發(fā)生沙塵暴。被風(fēng)刮起的沙粒通常會在空中徘徊幾個小時后才落回地面，更小的沙粒甚至可以在空中逗留一個星期甚至更長的時間，并被吹刮到數(shù)千千米之外。比如，來自撒哈拉沙漠的沙塵可橫跨大西洋，在邁阿密造成鮮紅的日出和日落景象，而且沙塵并不就此塵埃落定，而是繼續(xù)“旅行”到更遠的加勒比海和亞馬孫河流域。

沙塵暴發(fā)生時，細小的沙粒在風(fēng)暴中形成漩渦，強風(fēng)裹挾著泥土、灰塵和其他物質(zhì)進行長途“旅行”。沙塵暴是一種可怕的天氣現(xiàn)象，可以越過數(shù)百千米，升到3千米的高空，沙塵暴發(fā)生時的風(fēng)速可以達到每小時40千米。

沙塵暴對環(huán)境的影響極大，它帶走大量的沙塵，甚至可以移動@座沙丘。有時候，沙塵暴的前鋒看上去就像一堵高達上千米的高墻。撒哈拉沙漠是沙塵暴的一個主要來源；上世紀50年代以來的半個世紀里，撒哈拉沙塵暴增加了約10倍，造成尼日爾、乍得，尼日利亞北部等地的表土流失。20世紀60年代初，毛里塔尼亞每年發(fā)生兩次沙塵暴，而如今，那里每年大約發(fā)生80次沙塵暴。

干旱和強風(fēng)是沙塵暴形成的兩個主要因素，而不適當?shù)霓r(nóng)業(yè)耕種方式和毀林建牧場，使得強風(fēng)更容易帶起大量松散的沙土。干旱地區(qū)土地管理不善，如忽視休耕制度等是來自沙漠邊緣地帶的沙塵暴日益增多的原因。沙塵暴的增多同時改變著局部和全球的氣候，并影響當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

像其他極端天氣一樣，沙塵暴會造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。澳大利亞遭受的沙塵暴使得這個國家每年要多花2000萬美元的醫(yī)療費，哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病的增多被認為是沙塵暴造成的結(jié)果。2007年2月24日下午，一場大規(guī)模的沙塵暴覆蓋了美國得克薩斯州大部分地區(qū)，對圍欄、屋頂?shù)冉ㄖ镌斐闪司薮蟮膿p壞，機場進出航班因此被延誤，當?shù)卦S多居民患上呼吸系統(tǒng)疾病和發(fā)生過敏性反應(yīng)，許多人前往醫(yī)院就醫(yī)，周圍地區(qū)的相對濕度下降到百分之一。

沙塵暴還會造成干旱地區(qū)的土壤流失。更糟糕的是，被沙塵暴刮走的較輕的沙塵粒子卻是含有機物和營養(yǎng)最多的，這就降低了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，并給莊稼幼苗帶來毀滅性的影響。沙塵暴的影響還有：使能見度降低，影響飛機和公路運輸；形成較多云層，減少照射到地面的陽光，升入高空的灰塵有時甚至?xí)谔毂稳?；使人吸入粉塵，造成健康危害，等等。

沙塵暴也并非一無是處，在塵埃落下之處也可能產(chǎn)生一些有益的影響。比如，中美洲和南美洲的熱帶雨林得到了來自撒哈拉沙漠的礦物營養(yǎng)成分；缺鐵的海洋地區(qū)得到了鐵；刮到夏威夷的塵埃提高了當?shù)氐南憬懂a(chǎn)量；在中國北方以及美國中西部，遠古時代沙塵暴沉積下來的沙塵形成了肥沃的黃土高原(不過，當保護土壤的植被遭到破壞時，這些地區(qū)又成為當代沙塵暴的主要來源)。

龍卷風(fēng)

龍卷風(fēng)到來時，恐啪拘黑色漏斗從天空罩向地面，并在飛速旋轉(zhuǎn)中席卷所經(jīng)之處的一切。美國國家氣象局將龍卷風(fēng)定義為“從雷暴中懸垂下的一股猛烈旋轉(zhuǎn)的氣流”。換言之，雷雨天氣是龍卷風(fēng)形成的首要條件，然后，如果其他條件合適，就有可能產(chǎn)生一個或多個龍卷風(fēng)。

龍卷風(fēng)是如何形成的?最簡單的解釋是空氣的快速對流?？梢杂梅旁跔t子上的一鍋水來簡單說明這一原理。受熱后，鍋底的水最先熱起來，因為它更接近熱源，然后水分子加速運動，熱的水分子開始轟擊冷的水分子，并向上運動，導(dǎo)致鍋里溫度不同的水在不需勺子攪動的情況下快速旋轉(zhuǎn)起來。

龍卷風(fēng)就是這樣形成的。當?shù)孛嫔蠝嘏睗竦目諝饬鏖_始“煮沸”上升，并與大氣中上層干燥涼爽的大氣相接時，迫使氣流迅速向下流動，旋轉(zhuǎn)的空氣分子卷起地面上的污垢、塵埃和碎片，成為一團肉眼可見的黑色氣團。很難想象的是，肉眼不可見的極小的空氣分子一旦移動起來，會產(chǎn)生如此巨大的能量，形成如此壯觀的天氣現(xiàn)象。

龍卷風(fēng)具有摧毀一切的巨大破壞性威力，是地球上最猛烈的風(fēng)暴。美國春天多龍卷風(fēng)，因為那里的春天具有龍卷風(fēng)形成的有利條件。不過，龍卷風(fēng)也可能發(fā)生在一年中的任何時候，無論是白天還是晚上。美國大平原之間的落基山脈和阿巴拉契亞山地區(qū)是龍卷風(fēng)頻發(fā)之地，被稱為“龍卷風(fēng)巷子”。產(chǎn)生龍卷風(fēng)需要大量溫暖潮濕的空氣，而這里有著適合龍卷風(fēng)產(chǎn)生的有利條件。美國每年龍卷風(fēng)發(fā)生的次數(shù)多達1000次。

龍卷風(fēng)摧枯拉朽的范圍可超過1.6千米寬、80千米長，風(fēng)速最高紀錄為每小時483千米!1974年4月3日至4日發(fā)生在美國的“超級龍卷風(fēng)”是美國歷史上最嚴重的龍卷風(fēng)事件，波及美國13個州，前后歷時16小時，導(dǎo)致330人死亡，5484人受傷，破壞力覆蓋地區(qū)達4820千米。幸運的是，如此迅猛的龍卷風(fēng)非常罕見，只占到所有龍卷風(fēng)的2％。與龍卷風(fēng)類似的一種天氣現(xiàn)象是漏斗云，漏斗云是沒有接觸到地面的龍卷風(fēng)。

當龍卷風(fēng)發(fā)生在水面時，其巨大的吸力卷起大量海水，在龍卷風(fēng)內(nèi)形成一個噴水嘴。裹挾著大量海水的龍卷風(fēng)經(jīng)過陸地時會帶來一場大雷雨。關(guān)于龍卷風(fēng)還有許多匪夷所思的奇異故事，如天降“蛙雨”、“魚雨”等。

干旱

干旱幾乎發(fā)生在世界上所有的地方，但要給干旱下一個準確的定義卻并不容易，這要取決于不同的地區(qū)。一般來說，干旱是在一段較長時間內(nèi)沒有降雨，導(dǎo)致某一地區(qū)缺水危機的異常天氣現(xiàn)象。

干旱會對自然環(huán)境和人類生活造成一系列影響。當干旱發(fā)生時，農(nóng)業(yè)通常首當其沖受到影響，因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極大地依賴于土壤水分的存儲，漫長的干旱期將使土壤水分迅速枯竭。如果干旱繼續(xù)下去，除農(nóng)業(yè)之外的其他方面也將受到影響，曠日持久的干旱會影響到地表水(水庫、湖泊)和地下水的儲存量。干旱還會帶來另一個危險，這就是火災(zāi)。當植物枯萎時，一丁點火星就足以造成一片火災(zāi)。

過去一個世紀以來的大量研究表明，造成干旱的原因不是單一的，是大自然中許多因素互相作用的結(jié)果，所以干旱預(yù)測也不是一件簡單的事情。

造成干旱的直接原因是空氣的下沉運動，形成高氣壓，抑制云層形成，并導(dǎo)致相對濕度降低和降雨量減少。一年中大部分時間處于高氣壓環(huán)境的通常是沙漠，如撒哈拉沙漠、喀拉哈里沙漠和亞洲的戈壁沙漠。大多數(shù)氣候區(qū)往往根據(jù)季節(jié)的不同而在不同程度上受高氣壓的影響。大氣環(huán)流出現(xiàn)持續(xù)數(shù)月或者更長時期的異常，便會出現(xiàn)持久干旱。

干旱預(yù)測因地區(qū)、季節(jié)和氣候狀態(tài)的不同而有所不同。例如，氣象學(xué)家對熱帶地區(qū)天氣系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了重大進展。具體來說，現(xiàn)在已經(jīng)可以提前知道幾個月至幾年之間熱帶海洋表面的溫度和大氣變化，從而做出更可靠的氣象預(yù)報，減少氣候敏感部門面對極端天氣的風(fēng)險。溫帶地區(qū)的長期天氣預(yù)測的可靠性還十分有限，但氣象學(xué)家認為，所有氣候區(qū)提高一個季度或者一個季度以上可靠預(yù)測還是可以實現(xiàn)的。

洪水

洪水是最嚴重的天氣災(zāi)害之一，洪水到來時通常會帶來致命危害。山區(qū)高地的傾盆大雨可導(dǎo)致河水猛漲，幾分鐘內(nèi)將平原變成一片汪洋，當?shù)氐娜藗兺ǔＶ挥袠O短時間向高地轉(zhuǎn)移。洪水所到之處，房倒屋塌，公路和鐵路交通中斷，援助物資的運送十分困難。除了山洪暴發(fā)直接造成生命財產(chǎn)損失之外，洪水災(zāi)害還帶來其他一系列影響，比如水質(zhì)遭到污染，橋梁和公路遭到破壞(有的可能要花費數(shù)年時間才能修復(fù))，等等。

氣候?qū)＜揖嬲f，氣候變化和經(jīng)濟發(fā)展，特別是在沿河流域和洪泛平原的開發(fā)建設(shè)，使得越來越多的人在今后的歲月里更容易受到洪水災(zāi)害的侵襲。雖然人類為應(yīng)對洪水做了許多準備工作，因洪水死亡的人數(shù)不斷下降，但仍然有許多值得記取的經(jīng)驗教訓(xùn)。專家說，全球變暖可能使問題變得更糟糕。

暴風(fēng)雪

帶有強風(fēng)并符合其他一些條件的大規(guī)模降雪被稱為“暴風(fēng)雪”，其中一些會造成嚴重的雪災(zāi)。雪的密度比液態(tài)水要小得多，在略低于0℃時雪的密度只有液態(tài)水的1／10，因此降雨量為2厘米的水如果以雪的形式降下來，可形成20厘米的積雪。降雪量達到15厘米的暴風(fēng)雪相當危險，會阻塞道路，使汽車陷入積雪中；降雪量超過30厘米的暴風(fēng)雪則會壓塌屋頂，造成電力中斷，一些枯樹也有可能被積雪壓倒，足以對交通運輸和人們?nèi)粘Ｉ钤斐蓢乐氐挠绊憽?/p>

在溫帶大陸性氣候條件下，暴風(fēng)雪的發(fā)生不一定限于冬季，也有可能發(fā)生在晚秋或早春。當然，暴風(fēng)雪極少發(fā)生于夏季，除非是一個異常寒冷的夏天，如1816年夏天發(fā)生在美國東北部的暴風(fēng)雪。在北半球許多地方，最強大的冬季暴風(fēng)雪通常發(fā)生在3月份，在一些極冷的地區(qū)多發(fā)生在4月份。

相關(guān)鏈接 世界上最干旱的地方

南美洲智利北部的阿塔卡馬沙漠是地球上最干旱的地方。南極也被認為是地球上最干旱的地方，因為那里的冷空氣里很少或根本沒有水分，唯一的水是積雪。因此，除南極外，阿塔卡馬沙漠是地球上最干旱的地方。

阿塔卡馬沙漠中的某些地區(qū)已有400年沒有下雨，通常情況下每100年才下一場雨。具有諷刺意味的是，阿塔卡馬沙漠這個世界上最干旱的地方，卻臨近世界上最大的水體一太平洋。

人們可能會認為沙漠里從不下雨，其實并非如此。每當溫暖氣流影響太平洋，世界各地氣候發(fā)生變化時，世界上最干旱的沙漠地區(qū)有時也會降下幾場透雨。即使阿卡塔馬沙漠幾乎沒有降雨，但沙漠里的鹽湖、山頂積雪、地下水里都有上一次降雨留下的水。

一般人不會想住到阿塔卡馬沙漠里去，但還是有一些動植物甚至人類生存在這個世界上最干旱的沙漠里。一些適應(yīng)了沙漠環(huán)境的植物會將它們的主根伸向極深的地底下吸取水分。阿塔卡馬沙漠中甚至還有一個叫做卡拉馬的城鎮(zhèn)，鎮(zhèn)上有汽車旅館、餐館和商店。至今為止，鎮(zhèn)上的人從沒看到過降雨。除了一小部分動植物和人類之外，沙漠里大部分地方一片荒涼孤寂。由于氣候條件極其干燥，一些被埋葬在這里的印第安人的尸體保存完好，最終成為木乃伊。也就是說，埃及不是唯一有木乃伊的地方。

世界上最炎熱的地方

非洲尼日利亞的寬干谷和美國加利福尼亞的死谷是世界上最炎熱的地方。

寬干谷是一片沙漠地區(qū)，有的地方在海平面以下100米處，是地球上沒有被海洋覆蓋之處的最低點。這里有著熾熱的黃色硫磺，其間閃著發(fā)亮的白色鹽層。炎熱并不是寬干谷唯一的特點，這里經(jīng)常有地震發(fā)生，還有好幾座活火山。寬干谷究竟有多熱呢?在有陽光的日子里，溫度可高達63℃。

死谷的溫度也高達49℃，世界排名第二。在那里，沙丘、山脈、火山巖石和其他多色彩的巖石綿延不斷達數(shù)百千米，看起來更像是一個外星球。難怪電影《星球大戰(zhàn)6：絕地大反攻》和其他一些電影里的部分鏡頭要在這里拍攝。

世界上最寒冷的地方

世界上最冷的地方是南極，最低溫度為零下89.4℃。南極洲的空氣中幾乎沒有水分，所以也可以稱是世界上最干旱的地方。但南天極卻有著地球上最晴朗最平靜的天氣，狂風(fēng)疾風(fēng)多發(fā)生在南極大陸的海岸線周圍，其猛烈程度可與颶風(fēng)相比，時速高達304千米!

南極是地球上最冷、風(fēng)最大、海平面最高的地方，平均高出海平面2300米。南極雖被冰雪覆蓋，但降雨極少，只比撒哈拉沙漠稍多一點，可算得上是地球上最大的沙漠了。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極的條件與火星十分相似，這對他們尋找極端環(huán)境下的生命有著特殊的意義。南極還是研究太空旅行的天然實驗室，科學(xué)家可以在這里開發(fā)探索外星世界和地外生命的新技術(shù)?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，生活在南極附近海域的海洋生命為了適應(yīng)這里接近冰點的海水，體內(nèi)血紅素含量低到它們的血液都不是紅色的!除此之外，它們的血液中還含有防凍劑，正因此它們才能在這極端寒冷的環(huán)境中不致被凍死。如果你在南極抓到一條魚，會發(fā)現(xiàn)其魚腮和身體內(nèi)的器官都是白色的。

2 為什么會出現(xiàn)極端天氣

極端天氣氣候事件給人類帶來重大生命財產(chǎn)損失，尤其是近年來極端天氣氣候事件的發(fā)生呈現(xiàn)越來越頻繁、強度越來越大趨勢，這令科學(xué)家十分擔憂。那么，是什么原因?qū)е聵O端天氣氣候事件頻繁發(fā)生?科學(xué)家認為，這是地球內(nèi)部和外部多種因素綜合影響的結(jié)果，包括溫室氣體濃度增加使全球變暖、厄爾尼諾、地球本身的動態(tài)運動、人類活動對自然的干預(yù)、太陽輻射的變化、地球軌道偏離，等等。

科學(xué)家還認為，地球?qū)夂蜃兓嬖谥环N天然的反饋機制，可擴大或減少外來的正面和負面的力量，以維持地球氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定，如果沒有這樣的機制，氣候系統(tǒng)就可能走向極端，不是太熱就是太冷。但是，如果外部壓力過大，則可能導(dǎo)致氣候系統(tǒng)崩潰，于是災(zāi)難性的極端天氣氣候事件就會頻頻發(fā)生。

全球變暖

冰川作用被公認為是最敏感的氣候變化風(fēng)向標——氣候變冷時，冰川向前延伸；氣候變暖時，冰川向后撤退。科學(xué)家根據(jù)收集到的每年冰川向后退縮的數(shù)據(jù)資料，以及空中拍攝的照片和地圖，匯編了世界上10多萬座冰川的詳細清單資料，證明全世界的冰川現(xiàn)在的確在明顯萎縮。特別是從20世紀80年代中期至今，冰川一直在加速后退。這表明，全球變暖是毋庸置疑的事實。

世界氣象組織指出，2009年1月份(代表冬季)和4月份(代表春季)的全球地表氣溫分別比歷史同期平均值高出1.89℃和1.37℃，都超過了1998年的最高水平，為1880年有記錄以來的同期最高值。2007年1至7月，我國平均氣溫為1951年以來歷史同期最高，也是1997年以來的連續(xù)第11個偏高年。全球變暖不僅可使氣溫的平均值發(fā)生變化，而目還會增大氣候的變率，也就是加大最高值與最低值之間的差距。氣溫平均值與變率的增加都可能引起極端天氣氣候事件的發(fā)生。

全球變暖對極端天氣氣候事件究竟有什么樣的影響?可以從兩方面來看。從概率上看，如果某一地區(qū)或也點的天氣在多年平均條件下呈正態(tài)分布，那么極大與極小狀態(tài)下的天氣就不易出現(xiàn)；從溫度上看，如果偏冷和偏熱天氣出現(xiàn)的概率較小，那么極冷或極熱的天氣出現(xiàn)的可能性就更小。而全球變暖使氣溫的平均值增大，偏熱天氣出現(xiàn)的概率明顯增加，原來很少出現(xiàn)的極熱天氣頻繁出現(xiàn)，高溫熱浪等極端事件變得更加頻繁。

根據(jù)氣象學(xué)原理，全球變暖使得地表氣溫升高，引起水面蒸發(fā)加大，使蒸發(fā)到大氣中的水汽總量增加，同時也使水循環(huán)的速率加快。由于大氣中的水分增多了，更多的降水就會在更短的時間內(nèi)發(fā)生，強暴雨、強暴雪等極端降水事件以及局部洪澇出現(xiàn)的頻率會增加，個別地區(qū)的龍卷風(fēng)、強雷暴以及狂風(fēng)、冰雹等強對流天氣也會增加。另外，從植物、土壤、湖泊和水庫的蒸發(fā)加快，水分耗損增加，再加上氣溫升高，一些地區(qū)將遭受更頻繁、更持久或更嚴重的干旱。

太陽活動

一些研究認為，周期性太陽黑子活動期間太陽輻射的增加對全球氣候變暖也會產(chǎn)生影響。科學(xué)家主要通過觀察太陽黑子和鈹同位素的變化來了解太陽活動在過去幾百年中的變化。對地球氣候系統(tǒng)來說，太陽是最大熱量來源(月球引力作用提供的能量較少，表現(xiàn)為潮汐發(fā)電)。太陽能量在地球表面轉(zhuǎn)化為熱量，成為地球氣候不可分割的一個組成部分。從較短的時間尺度來看，太陽也有各種變化，包括以11年為周期的太陽黑子活動。太陽輻射強度變化被認為影響并引發(fā)了小冰河期，以及1900年至1950年期間的氣候變暖瑚象。目前人們尚未完全理解太陽活動周期性變化的性質(zhì)。

地球軌道變化

地球軌道的周期性變化，在一定程度上是太陽對地球影響的延伸——地球軌道的細微變化將導(dǎo)致陽光到達地球表面的分布和多寡的變化。地球軌道的周期性變化被稱為“米蘭科維奇周期”，它直接影響地球接收太陽輻射的增加或減少，從而引起地球氣候系統(tǒng)的變化和地球冰川的進退，另外還產(chǎn)生其他一些微妙的變化，例如撒哈拉沙漠的反復(fù)進退就與地球軌道的周期性變化兩相呼應(yīng)。

全新世的冰河期和間冰期的循環(huán)是一個重要的例子。雖然地球軌道變化是否直接影響冰川撤退并與到達地面的陽光輻射熱成正比這一點尚存爭議，但冰蓋將陽光反射回太空，事實上可能導(dǎo)致了冷卻效果并產(chǎn)生了更多的冰，這就是所謂的反照率反饋效果。同樣，海平面下降和冰山的擴大可能會減少植物生長并間接導(dǎo)致二氧化碳和甲烷下降，使氣候變得更冷。反之，氣溫升高和溫室氣體排放將導(dǎo)致冰雪覆蓋率減少，較暗的地面會吸收更多的陽光，導(dǎo)致冰川進一步后退。無論出現(xiàn)哪種情況都足以令人擔心，這些變化可能使地球內(nèi)部的氣候穩(wěn)定系統(tǒng)超載并崩潰，導(dǎo)致突發(fā)性和災(zāi)難性的氣候變化。

厄爾尼諾現(xiàn)象

“厄爾尼諾”指的是太平洋東部和中部海域中溫度持久性異常偏高，并導(dǎo)致極端天氣頻頻出現(xiàn)的現(xiàn)象?！岸驙柲嶂Z”一詞最早源于秘魯和厄瓜多爾海岸每年圣誕節(jié)前后發(fā)生的季節(jié)性海水水溫升高現(xiàn)象，到3月份以后暖流消失，水溫逐漸變冷，當?shù)厝朔Q這種現(xiàn)象為“厄爾尼諾”，西班牙語“圣嬰”之意(圣誕節(jié)時誕生的男孩)，這種現(xiàn)象已有幾千年的歷史了。

如今所說的厄爾尼諾現(xiàn)象，一般指每隔幾年發(fā)生的海水溫度升高造成大氣環(huán)流異常，嚴重影響世界各地氣候的異常情況。正常情況下，西太平洋溫暖的海水由東往西流，而大洋深處冷水區(qū)域的海水沿著南美海岸浮上海面。每隔一些年份，信風(fēng)改變方向，溫暖的海水改變方向由西向東流，阻擋了深海較冷海水的上浮，這些變化引發(fā)了與厄爾尼諾現(xiàn)象有關(guān)的全球氣候變化。每當厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，世界上許多地方的颶風(fēng)、龍卷風(fēng)、暴風(fēng)雪、暴雨和洪澇災(zāi)害等極端天氣就會增多，如美國南部和秘魯降雨量增加，西太平洋地區(qū)形成破壞性的洪水和干旱等災(zāi)害，澳大利亞的一些森林火災(zāi)也與厄爾尼諾現(xiàn)象有關(guān)。而隨著全球變暖，厄爾尼諾現(xiàn)象越顯頻繁，滯留時間也更長?？茖W(xué)家普遍認為，厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生與人類活動導(dǎo)致自然環(huán)境日益惡化有關(guān)，是地球溫室效應(yīng)增加的直接結(jié)果，與人類向大自然過度索取而不注意保護環(huán)境有很大聯(lián)系。

火山活動

火山活動是將地球深處物質(zhì)轉(zhuǎn)移到地球表面的活動，是地球?qū)⑵鋬?nèi)部多余的熱量和壓力釋放出來的過程?；鹕交顒訉Φ厍驓夂虻挠绊懸膊豢傻凸?，每隔幾個世紀大爆發(fā)一次的火山活動，造成地球在幾年甚至更長時間內(nèi)溫度下降。1991年皮納圖博火山爆發(fā)，是20世紀中僅次于1912年諾瓦魯普塔火山爆發(fā)的陸地火山大爆發(fā)，對地球氣候產(chǎn)生了極大的影響，全球氣溫下降了約0.5℃。更大規(guī)模的火山噴發(fā)每1億年才發(fā)生幾次，但卻有可能改變地球氣候達數(shù)百萬年之久，并造成大量物種滅絕?；鹕交顒釉诤荛L的地質(zhì)時期內(nèi)釋放出地球內(nèi)部的二氧化碳，抵消了沉積巖和其他地質(zhì)學(xué)意義上的二氧化碳吸收器的作用。但據(jù)科學(xué)家估計，人類活動產(chǎn)生的二氧化碳排放是火山活動的130倍。

人類活動

人類活動將對地球氣候產(chǎn)生影響。人類燃燒化石燃料以及毀林引起大氣中溫室氣體濃度的增加而帶來的溫室效應(yīng)，大氣中氣溶膠濃度變化形成的“陽傘效應(yīng)”，以及土地利用和陸面覆蓋變化引起的地表反照率變化等，都將影響地球氣候。

在各種人類活動——交通、工業(yè)生產(chǎn)、取暖、制冷、發(fā)電以及其他方面，化石燃料燃燒對二氧化碳排放的“貢獻”最大，占到人類活動總排放量的70％至90％，其余的二氧化碳排放來自土地利用活動，如畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)、空地以及森林退化等。

在普遍使用化石燃料之前，人類對地球氣候的最大影響是對土地的使用，人類的農(nóng)業(yè)耕種和灌溉、森林砍伐、讓河水改道或破壞動物棲息地等，都會使環(huán)境產(chǎn)生根本性的改變。有證據(jù)顯示，在公元前700年至公元元年之間，希臘等地中海國家大量砍伐木材用于造船、建筑和燃料，永遠改變了當?shù)氐纳指采w格局，現(xiàn)代該地區(qū)氣候變得炎熱而干燥。同樣，人類于4萬年前到達澳大利亞后不久，也永久性地改變了那里大片土地的面貌，大面積的溫帶雨林被焚毀改造成牧場，用來放牧新定居者喜愛食用的牲畜。

一項有爭議的假說認為，農(nóng)業(yè)的崛起以及帶來的毀林造田活動可能是5000年至8000年前地球大氣中二氧化碳和甲烷含量顯著增加的原因。

人類引起氣候變化的假說已爭論多年，但目前科學(xué)家逐漸取得共識：過去幾十年來地球氣候的迅速變化與人類活動有著莫大的關(guān)系?，F(xiàn)在科學(xué)家爭論的焦點，在很大程度上已轉(zhuǎn)移到在未來如何減少人類對氣候影響的問題上來。