極端天氣是什么

極端天氣又被稱為極端天氣氣候事件，是指那些在特定的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)發(fā)生的極其少見(jiàn)的，對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)和社會(huì)可能造成巨大危害和損失的異常天氣現(xiàn)象或天氣事件。與人們通常所期望的風(fēng)調(diào)雨順不同，極端天氣往往伴隨的是遠(yuǎn)超出正常范圍的降水、氣溫、大風(fēng)等。

常見(jiàn)的極端天氣有臺(tái)風(fēng)、暴雨、熱浪、寒潮、龍卷風(fēng)、冰雹、閃電、雪暴、干旱、洪澇、大霧等。從發(fā)生概率來(lái)講，相對(duì)于可大量觀測(cè)到的天氣而言，極端天氣事件的發(fā)生概率一般不超過(guò)5%。如果某個(gè)類型的極端天氣持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，比如一個(gè)月、一個(gè)季節(jié)，就被稱作極端氣候事件（如某一區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間降水極少形成的干旱）。

全球平均氣溫的上升導(dǎo)致極端天氣多發(fā)，夏天更熱，冬天更冷;與此同時(shí)全球大氣運(yùn)行現(xiàn)象也出現(xiàn)變化，比如臺(tái)風(fēng)的發(fā)生頻率、強(qiáng)度和移動(dòng)路徑都發(fā)生了改變，這給人們的生產(chǎn)和生活造成了很大影響。有關(guān)資料分析顯示，自1950年以來(lái)，全球的極端天氣出現(xiàn)頻率都在增加，特別是近10年來(lái)嚴(yán)寒冰凍天氣的發(fā)生頻率呈明顯上升趨勢(shì)。

?2008年1月16日中國(guó)南方暴雪中的城市（攝影 / 陳星）

?2011年2月美國(guó)中部勞倫斯暴雪過(guò)后（攝影 / 陳星）

?人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的破壞

2008年以來(lái)，冬季強(qiáng)冷空氣活動(dòng)頻繁，暴雪、冰凍等災(zāi)害性天氣幾乎每年都在世界各地發(fā)生。2008年1月中國(guó)南方發(fā)生罕見(jiàn)的冰凍災(zāi)害性天氣，此后幾乎每年冬季都有嚴(yán)寒暴雪天氣發(fā)生;美國(guó)中東部也頻繁出現(xiàn)暴雪天氣。

2018年，整個(gè)北半球“高燒”不退，極端高溫?zé)崂耸录黾樱袊?guó)經(jīng)歷了有記錄以來(lái)最熱的夏天，中央氣象臺(tái)史上首次連續(xù)33天發(fā)布高溫預(yù)警;這一年，先后有4個(gè)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)登陸中國(guó)，全國(guó)汛期極端強(qiáng)降水事件增加，城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增大。

極端天氣從哪來(lái)

為什么在全球氣候變暖的大背景下，極端天氣事件會(huì)增加？極端高溫?zé)崂顺霈F(xiàn)的同時(shí)，為什么還會(huì)出現(xiàn)極端嚴(yán)寒和強(qiáng)降雪、強(qiáng)降溫天氣？全球變暖到底有著怎樣的具體內(nèi)涵和系統(tǒng)影響？要回答這些問(wèn)題，需要認(rèn)識(shí)氣候變化的規(guī)律和事實(shí)。

地球氣候的歷史表明，氣候的冷暖變化有其自然規(guī)律，在寒冷和溫暖氣候背景下都會(huì)有不同的極端天氣發(fā)生。影響地球氣候變化的最根本原因是太陽(yáng)輻射，以及地球軌道參數(shù)變化造成的太陽(yáng)輻射在地球上的分布差異及變化。

同時(shí)，地球系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)圈層的相互作用也可能引起天氣和氣候異常。我們知道，地球系統(tǒng)包括五個(gè)自然圈層：大氣圈、巖石圈、水（海洋）圈、冰雪圈和生物圈。上述這些圈層的相互作用、反饋過(guò)程以及人類活動(dòng)，對(duì)地球天氣和氣候的變化都具有重要作用。

決定地球氣候穩(wěn)定態(tài)的最基本機(jī)制是：赤道受到很強(qiáng)的太陽(yáng)輻射的加熱，多余的熱量通過(guò)大氣和海洋環(huán)流被輸送到遠(yuǎn)離赤道的受太陽(yáng)輻射較小的地方（也就是高緯度和極地地區(qū)），使得這些地區(qū)和赤道地區(qū)的溫差減小，并維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，形成特定的大氣環(huán)流系統(tǒng)。

但是，除了緯度因素以外，地球表面的組成非常復(fù)雜，海洋、山脈、沙漠、森林、草原、城市等都表現(xiàn)出不同的熱力和動(dòng)力特性，使得太陽(yáng)輻射對(duì)地表的加熱極不均勻，從而形成更為復(fù)雜的局地大氣環(huán)流。各種天氣就是在這樣的背景下形成的，而極端天氣也是這些復(fù)雜因素共同作用的結(jié)果。

在這種復(fù)雜背景下，加之人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的改變，例如溫室氣體的人為排放、土地利用對(duì)地球表面特征的改變（如森林砍伐、沙漠化、城市化等），地球的大氣環(huán)流系統(tǒng)也隨之發(fā)生了變化，最終導(dǎo)致異常和極端天氣的發(fā)生。

例如，2018年2月北極圈遭極端暖流入侵，出現(xiàn)罕見(jiàn)的升溫，就是因?yàn)橹芯暥拳h(huán)流系統(tǒng)異常強(qiáng)大，將暖空氣輸送到北極圈內(nèi)，造成了短時(shí)間的氣溫異常升高;緊接著，3月寒流又橫掃歐洲多國(guó)，致60余人遇難。這種“暖”和“冷”的巨大反差正是由大氣環(huán)流異常造成的，而這種異常反映了中低緯度的暖空氣與極地的冷空氣在強(qiáng)度和空間上的“對(duì)抗”，這也是許多極端天氣和氣候發(fā)生的基本機(jī)制之一。右側(cè)的北半球大氣環(huán)流演變示意圖就是大氣環(huán)流變化的兩種形態(tài)。全球變暖則可能加劇后一環(huán)流型出現(xiàn)的頻率和強(qiáng)度，而使高低緯度地區(qū)的冷暖變化加劇。

?北半球大氣環(huán)流演變示意圖。上圖：非異常氣候時(shí)，氣流平直，不利于南北氣流的交換，保持南暖北冷的基本格局;下圖：氣候異常使氣流在經(jīng)線方向的交換加強(qiáng)，有利于南北冷暖氣流交換，此時(shí)中低緯度的暖空氣可以長(zhǎng)驅(qū)直入到本應(yīng)較為寒冷的高緯度和極圈，造成異常升溫;與此同時(shí)，極地冷空氣也可大舉南下，造成中緯度地區(qū)的嚴(yán)寒降溫

? 2017年12月美國(guó)加利福尼亞州因圣安娜風(fēng)（干熱風(fēng)）引起的山火（攝影 / 柳杰琪）

? 山火后一片焦土（攝影 / 柳杰琪）

全球變暖增強(qiáng)了冷暖氣團(tuán)之間的對(duì)比，并激發(fā)了更強(qiáng)烈的大氣水平和垂直運(yùn)動(dòng)，總體上來(lái)說(shuō)還會(huì)增加海陸、不同地表之間的熱力差異，增加海洋湖泊等水體的水汽蒸發(fā)，使大氣中水汽含量增加，進(jìn)而有利于形成降水。而大氣中水汽凝結(jié)時(shí)釋放出的大量潛熱則有助于增強(qiáng)大氣的不穩(wěn)定性和強(qiáng)對(duì)流，進(jìn)而促進(jìn)強(qiáng)烈天氣現(xiàn)象的發(fā)生。

全球變暖還可能使區(qū)域性極端天氣加劇。如2018年11月，由于受前期高溫少雨影響，美國(guó)加利福尼亞州爆發(fā)山火，這場(chǎng)山火刷新了全美山火致死和毀壞程度紀(jì)錄，這就與大氣環(huán)流的劇烈變化有關(guān)。雖然美國(guó)加利福尼亞州所處地區(qū)的氣象條件本就極易發(fā)生山火，但是全球氣候變化可能會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化這些條件，更易于極端天氣的發(fā)生。

因此，全球變暖是許多極端天氣發(fā)生的重要原因之一。有關(guān)資料分析已經(jīng)表明，全球變暖可能導(dǎo)致中國(guó)強(qiáng)降水、高溫?zé)崂?、臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和登陸頻率增加，同時(shí)冬季嚴(yán)寒暴雪等極端天氣強(qiáng)度和頻率也會(huì)增加。

由此可見(jiàn)，地球天氣形成的各因素的變化都可能引起極端天氣的發(fā)生。更為重要的是，除了自然因子的變化外，人類活動(dòng)造成的對(duì)地球環(huán)境的改變?cè)黾恿颂鞖庾兓牟淮_定性，有可能放大自然變化過(guò)程中的某些異常，從而使極端天氣事件增加。

極端天氣如何面對(duì)

一方面，我們要認(rèn)識(shí)到極端天氣現(xiàn)象是一種自然現(xiàn)象，需要客觀面對(duì)。雖然目前人類對(duì)氣候變化與極端天氣之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)還是有限的，但隨著科學(xué)研究和探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們?cè)诖罅坑^測(cè)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入的研究，可以較好地揭示極端天氣發(fā)生的機(jī)制，做出有效的預(yù)警和預(yù)報(bào)。

另一方面，我們也要意識(shí)到人類活動(dòng)可能產(chǎn)生的潛在影響，努力減緩氣候變暖趨勢(shì)。如盡可能減少溫室氣體排放，合理利用土地資源，減少對(duì)地球自然植被的破壞;科學(xué)規(guī)劃城市用地面積和布局，降低城市的熱島效應(yīng)。此外，我們還應(yīng)增強(qiáng)減災(zāi)意識(shí)，健全各種應(yīng)急與預(yù)防體系，做好各種極端天氣的應(yīng)對(duì)措施，最大限度地減少極端天氣造成的各種災(zāi)害損失。