科學(xué)應(yīng)對極端天氣氣候事件頻發(fā)新常態(tài)

高溫?zé)崂恕⒈┯辍⒑闈场⒏珊档葮O端天氣氣候事件正以前所未有的頻率和強度席卷全球，已成為威脅人類生存環(huán)境的常態(tài)化危機。氣候變化帶來兩個不爭的事實：全球變暖與極端天氣頻發(fā)強發(fā)。了解極端天氣概念、事件歸因和影響及我國科學(xué)應(yīng)對措施，傳播極端天氣防災(zāi)減災(zāi)知識和提高對極端天氣新常態(tài)的認(rèn)識，對于我們深入認(rèn)識和應(yīng)對極端天氣有著積極意義。

極端天氣氣候事件的概念

極端天氣氣候事件（以下稱“極端天氣”或“極端事件”）是指在一定時期內(nèi)，某一區(qū)域出現(xiàn)頻率小、強度大、影響廣的天氣氣候現(xiàn)象。事件發(fā)生概率一般低于10%或5%。極端天氣一般是罕見的，不是全球性的，而是區(qū)域和局地的現(xiàn)象，影響是重大的。

極端天氣氣候事件有極端冷暖事件，有降水極端多（洪澇）或極端少（干旱），以及臺風(fēng)強度與頻數(shù)、強對流天氣強度、沙塵暴強度等多種事件。

全球變暖與極端事件的關(guān)系

全球變暖使得地球氣候系統(tǒng)不穩(wěn)定性加大，全球極端天氣氣候事件呈現(xiàn)頻發(fā)與強發(fā)特征。20"世紀(jì)"80 年代以來，全球強臺風(fēng)（颶風(fēng)）占臺風(fēng)生成的比例增加。全球熱浪和干旱復(fù)合事件增多；沿海和河口地區(qū)的洪澇復(fù)合事件增多；歐亞、北美洲和大洋洲等地利于野火發(fā)生的復(fù)合天氣事件頻次增加。亞洲、非洲和南美洲均為洪水發(fā)生最頻繁、直接經(jīng)濟(jì)損失最大的地區(qū)"; 干旱是造成亞洲和非洲死亡人數(shù)最多的災(zāi)害；歐洲、北美洲和大洋洲受風(fēng)暴災(zāi)害影響最大。

根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告，目前對于"6 種極端事件的變化已有了比較清楚的了解。它們包括：極端溫度、降水極值、洪水、干旱、風(fēng)暴（包括溫帶和熱帶風(fēng)暴）與復(fù)合事件（上述事件中的"2種或2"種以上同時發(fā)生）。

溫度極端性。從"1950 年以來，全球氣候持續(xù)變暖，造成了極端最高和最低溫度出現(xiàn)的可能性和嚴(yán)重性增加。人類的影響極可能是主要原因。城市化則進(jìn)一步加劇了全球變暖的作用。氣候模型預(yù)測，這種情況將發(fā)生在整個"21 世紀(jì)，將影響幾乎全球所有人。隨著全球氣候變暖程度增加，極端事件將呈指數(shù)增長。以往百年一遇高溫?zé)崂耸录磥砜赡苊?—10"年一遇。

暴雨極端性。1950"年以來，全球陸地范圍的暴雨增強，尤其是全年在北半球高緯地區(qū)與冷季的中緯地區(qū)。在變暖的全球氣候下，極端降水將更強、更頻繁。由于暖氣候下融雪加快，洪水發(fā)生的季節(jié)性也已改變，如冬季變暖使得快速融雪造成冬季洪災(zāi)。另外，城市化也使城區(qū)洪水發(fā)生概率和極端降水增加。

干旱極端性。干旱的變化是比較復(fù)雜的，不同地區(qū)或不同的干旱類型表現(xiàn)出不同變化。但在大陸地區(qū)出現(xiàn)全球性干旱化趨勢。干旱和熱浪將更經(jīng)常同時發(fā)生，尤其在全球變暖超過"2 攝氏度條件下。

風(fēng)暴極端性。研究發(fā)現(xiàn)，在過去四十年，強度更強的熱帶風(fēng)暴（臺風(fēng)）在全球總數(shù)中的比例明顯增加。全球各海區(qū)熱帶氣旋的平均最大風(fēng)速將隨氣候變暖增加。另外，溫帶風(fēng)暴與強對流風(fēng)暴也將增加。

氣候變化歸因于人類活動的影響

研究表明，人類活動造成的大氣中溫室氣體濃度的增加是"20 世紀(jì)中期以來全球氣候變暖的主要原因，并導(dǎo)致全球極端天氣氣候事件的發(fā)生頻率、強度、空間范圍及持續(xù)時間發(fā)生改變。多種方法和數(shù)據(jù)均可以歸因出人類活動在極端溫度的變化中起到的作用，其中人類活動對極端溫度變化和高溫?zé)崂耸录挠绊懶哦茸罡撸浯问菢O端干旱和強降水。由于降水的區(qū)域性以及干旱事件中復(fù)雜的陸面反饋過程，對于極端降水的歸因結(jié)果來說，人類活動對陸地區(qū)域強降水增強的貢獻(xiàn)僅為中等信度；而對于干旱和人類活動的聯(lián)系，由于觀測資料的不確定性和對干旱年代變化的原因識別有困難，對于干旱的歸因是低信度。西北太平洋熱帶風(fēng)暴最強風(fēng)力的平均位置向北移動，且基本認(rèn)為這不可能由自然變化引起。

全球變暖會影響大尺度的大氣環(huán)流形勢，通過海—陸—氣等相互作用變化影響不同區(qū)域極端事件的發(fā)生規(guī)律。全球變暖造成的北極海冰加速消融進(jìn)一步影響北半球冬季的大氣環(huán)流形勢，進(jìn)而引起歐亞和北美大陸中高緯度地區(qū)極端低溫事件發(fā)生變化。北極海冰持續(xù)減少，其對全球增暖的放大效應(yīng)越發(fā)凸顯，加強了北極與中低緯度之間的聯(lián)系，加大了大氣環(huán)流季節(jié)內(nèi)和年際變率。

極端事件已成為新常態(tài)

面對未來，氣候的新常態(tài)意味著現(xiàn)在發(fā)生的破紀(jì)錄極端事件隨著氣候的變暖會變成經(jīng)常發(fā)生的事件。當(dāng)前全球氣候變化大致氣候系統(tǒng)處于高風(fēng)險狀態(tài)，多個氣候臨界點已經(jīng)被激活。在IPCC"第六次評估報告的術(shù)語表中，氣候臨界點表述為“氣候系統(tǒng)重組的臨界閾值，通常是突然的、不可逆的”。氣候臨界點事件是難以預(yù)測的，這也是其最危險的特性。盡管人們知道危險將會來臨，卻無法準(zhǔn)確預(yù)見何時到來。當(dāng)人們意識到臨界點來臨時，臨界點實際上已經(jīng)被觸發(fā)。目前，科學(xué)界明確的結(jié)論是全球氣候臨界點已經(jīng)增加到16"個，冰凍圈、海洋圈和生物圈中有"5 個臨界點可能已處于激活狀態(tài)。

極端天氣頻發(fā)強發(fā)對我國氣候的影響

在氣候不斷變暖的前提下，多種極端氣候事件發(fā)生的頻率不斷上升，并造成突發(fā)性天氣氣候災(zāi)害，它們已經(jīng)并將持續(xù)影響全球和我國天氣氣候，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

目前研究表明，近年來我國每年的農(nóng)業(yè)災(zāi)害發(fā)生頻率是"20 世紀(jì)"70 和"80 年代的"3 倍多，其中最主要的災(zāi)害是由區(qū)域或局地極端天氣與氣候事件產(chǎn)生的，而不是像"20 世紀(jì)"50 年代到"70年代多由大范圍旱澇造成。我國平均每年因氣象災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失約占國內(nèi)生產(chǎn)總值"GDP的1.7%。縱觀全球，本世紀(jì)以來，我國氣象災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失占比高于總經(jīng)濟(jì)體量相當(dāng)?shù)拿绹⑷毡镜葒遥哺哂谌司?GDP 相當(dāng)?shù)拿佤敗⒏鐐惐葋喌葒摇O端天氣氣候事件已顯著影響我國國民經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、水利及生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的安全。

提升防范極端災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報服務(wù)能力

面對全球氣候變暖及其帶來的挑戰(zhàn)，我國氣象部門作為應(yīng)對氣候變化的科技支撐部門，構(gòu)建了世界上保障領(lǐng)域最廣、機制最健全、效益最突出的氣象服務(wù)體系；建立了當(dāng)今世界上規(guī)模最大、覆蓋最全的綜合氣象觀測系統(tǒng)和先進(jìn)的氣象信息系統(tǒng)和無縫隙智能化的氣象預(yù)報預(yù)測系統(tǒng)；積極參與國際多災(zāi)種早期預(yù)警系統(tǒng)計劃和示范項目、全球氣象預(yù)警系統(tǒng)和亞洲區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)；發(fā)展客觀定量化致災(zāi)臨界氣象條件分析技術(shù)和氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警技術(shù)，發(fā)布?xì)庀箫L(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品。

應(yīng)對極端天氣的科學(xué)策略

面對日益“發(fā)燒”的地球、面對此起彼伏的極端天氣，人類需要采取緊急行動科學(xué)應(yīng)對氣候變化及其影響，降低氣候變化對生命、財產(chǎn)以及健康帶來的各種損失和影響。氣候科學(xué)領(lǐng)域提出的科學(xué)應(yīng)對策略包括五個核心方面。

第一，將防范氣候變化風(fēng)險納入國家安全體系。充分重視未來氣候變化下極端事件災(zāi)害風(fēng)險對國家安全體系和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來的嚴(yán)重影響。

第二，強化適應(yīng)氣候變化能力建設(shè)，建立氣候安全早期預(yù)警體系。在重點區(qū)域加密建設(shè)氣象、水文等災(zāi)害觀測網(wǎng)，著力建設(shè)天地空一體化、面向多行業(yè)多領(lǐng)域的氣候安全早期預(yù)警系統(tǒng)。

第三，加強氣候變化風(fēng)險防范科學(xué)研究，提高氣象災(zāi)害風(fēng)險管理能力。加強對極端災(zāi)害發(fā)生規(guī)律、致災(zāi)機理的基礎(chǔ)研究，發(fā)展面向重點領(lǐng)域的災(zāi)害風(fēng)險應(yīng)對技術(shù)。

第四，加大人工智能技術(shù)在氣象防災(zāi)減災(zāi)和氣候變化趨利避害大模型建設(shè)的力度，提升極端天氣檢測預(yù)測預(yù)警、影響風(fēng)險預(yù)估，大幅減少預(yù)測耗時、延長預(yù)報周期，并提高準(zhǔn)確性和服務(wù)效益。

第五，加強防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)傳播力度，提高公眾災(zāi)害風(fēng)險防范意識。充分利用各種信息發(fā)布和傳播手段，健全預(yù)警信息接收和傳播機制，提高應(yīng)急處置和災(zāi)害防御的時效，筑牢防災(zāi)減災(zāi)第一道防線。

《2025 年全球風(fēng)險報告》指出，極端天氣事件無疑是直接、短期乃至長期最為緊迫的風(fēng)險之一。極端天氣新常態(tài)是人類面臨的長期挑戰(zhàn)，需要科學(xué)技術(shù)與社會行動的共同應(yīng)對。通過科學(xué)認(rèn)知氣候變化規(guī)律，發(fā)展先進(jìn)的預(yù)測預(yù)報技術(shù)，建立健全風(fēng)險防范體系，提升公眾防災(zāi)減災(zāi)意識，人類社會定能構(gòu)建起應(yīng)對氣候變化的堅實防線，為子孫后代創(chuàng)造更加美好的生存環(huán)境。

（作者周兵系國家氣候中心研究員、全國氣候變化科學(xué)傳播首席專家，廖雪萍系廣西壯族自治區(qū)氣象科學(xué)研究所編審、《氣象研究與應(yīng)用》主編、正研高工，何潔琳系廣西壯族自治區(qū)氣候中心正研高工、廣西氣象局首席專家）