极端天气

极端天气（英文：Extreme weather），是指超出当地正常天气强度范围的异常罕见的天气现象。极端天气会对自然环境、人类社会造成不同程度的破坏和损失。^[1]

极端天气的产生通常有自然变异、气候变化、人类活动影响等原因，并且对极端天气的判断标准也因地而异。^[1]政府间气候变化专门委员会（IPCC）^[注1]的研究报告将极端天气分为三类：极端的天气和气候变量，如极端降水、极端高温等；影响极端天气或气候变量发生或者其本身是极端的天气和气候现象，如厄尔尼诺、热带气旋；干预自然环境，如干旱、洪水等。^[2]近年来极端天气发生频率逐渐增多，如2022年夏天，北半球普遍遭遇高温热浪；^[3]2023年12月，中国境内集中出现寒潮、雨雪、低温、冰冻等各类冬季灾害性天气。^[4]

据《2023年中国气候公报》统计，2023年中国气象灾害造成农作物受灾面积1053.9万公顷，死亡失踪537人，直接经济损失3306.0亿元。^[5]世界气象组织发布的《2023年全球气候状况》显示，热浪、洪水、干旱、野火和迅速增强的热带气旋影响了数百万人的日常生活，并造成了数十亿美元的经济损失。^[6]人类可以通过加强相关科学研究、加强预警防范措施、提高救灾救助的预案措施能力、提高社会防范意识等方式来应对极端天气的危害。^[7][8]

政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究报告将极端天气定义为：某个异常天气或气候变量值的发生，该值高于(或低于)该变量观测值区间的上限(或下限)端附近的某一阈值，定量地确定极端天气或气候事件可以基于其发生概率，或者基于(可能与影响有关的)特定阈值。极端天气通常具有突发性强、不确定性大、叠加性强、破坏性大等特点。^[9][10]

极端天气的判断标准因地而异，通常取决于一个地方的天气情况和过往经历，以及该地区的准备情况。^[1]如下表所示北京、西安、杭州三地的极端天气判断标准。^[10][11][12]

自然界的气候现象会导致一些极端天气事件的发生，如产生于热带海洋的热带气旋会演变成台风、飓风等极端天气，产生于中高纬度地区的温带气旋也会带来暴雨、大风等极端天气。^[13][14]此外，ENSO（厄尔尼诺——南方涛动）现象也是极端天气产生的重要因素。^[15]

气候变化特别是全球变暖对极端天气的产生起到了重要的推动作用，以中国为例，自20世纪70年代以来，中国极端天气气候事件变化特征呈现出明显的差异。霜冻日数显著减少，高温热浪高温热浪频繁发生，极端降水事件变化趋势表现出较大的空间差异性，大风、热带气旋、冰雹、雾和霾、沙尘暴等表现为减小的趋势。中国华北、东北和西北东部地区干旱趋势明显。^[16]

IPCC第六次评估报告（AR6）显示，人类活动造成的气候变化已影响到全球每个区域的许多极端天气气候事件。如全球变暖问题，1880-2012年， 全球平均地表温度升高了0.85℃，人为排放温室气体是近百年全球变暖的主要原因。^[17]全球变暖还会导致降水变率增大，分布更不均匀，同时强降水强度增加，暴雨洪涝与干旱的频率与强度增大。^[18]人类的过度开垦和放牧、乱砍滥伐、过度樵采、破坏植被等行为导致了土地荒漠化加剧，使得干旱、沙尘暴等极端天气的发生频率与危害程度提高。^[19]

政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究报告将极端天气分为三类：极端的天气和气候变量，如极端降水、极端温度等；影响极端天气或气候变量发生或者其本身是极端的天气和气候现象，如厄尔尼诺、热带气旋；干预自然环境，如气象干旱、沙尘暴等。^[2]

极端降水包括极端暴雪、极端暴雨和极端干旱等天气。全球变暖使得地表蒸发加剧，导致大气保持水分能力增加，全球和区域水循环加剧，势必造成降水增多，即容易发生极端降水事件。中国对于极端降水阈值的定义有三种常用的方法：一是分级法，将降水分为小雨，中雨，大雨，暴雨，大暴雨多个等级进行考虑；二是标准差法，取距平均值值大于标准差一定倍数的值作为极端事件阈值；三是百分位法，即根据每一个测站的日降水量确定不同地区的极端降水事件的阈值：将气候基准时段(如1971—2000年)逐日降水序列的第95个百分位值的30年平均值定义为极端降水事件的阈值，当某站某日降水量超过这一阈值时，称为极端降水事件发生。^[20][21]

中国年极端降水事件的时间变化特征存在很明显的地域差异，近五十年来，东北、西北东部、华北年极端降水事件表现为减少趋势，西北西部、长江中下游、华南及青藏高原表现为增加趋势，特别是东北、西北西部及青藏高原的变化更为显著，而西南近50年来极端降水事件没有明显的长期变化趋势。^[22]世界范围内的极端降水时间也非常频发，如2024年2月，美国加州等地遭遇了“大气河”现象及冬季风暴引发的强降雨，引发泥石流和洪涝灾害，已造成至少3人死亡。^[23]

极端温度包括极端高温和极端低温，即热浪和寒潮。IPCC第六次评估报告（AR6）显示，自20世纪50年代以来，全球尺度暖昼和暖夜天数增加，冷昼和冷夜天数减少；最暖日温度和最冷日温度均呈升高趋势。在大陆尺度上，结果也存在这种变化趋势，其中亚洲、欧洲、北美洲和澳大拉西亚区域的信度^[注2]为很可能，中南美洲为高信度，非洲为中等信度。在未来全球气候进一步变暖情形下，全球尺度和大陆尺度以及所有人类居住的区域，极端热事件（包括热浪）将继续增多，强度加强；极端冷事件将减少，强度将减弱。^[24]

全球各地出现的极端温度事件也不断增多，如2022年夏天，北半球普遍遭遇高温热浪；世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）认证，2023年是有记录以来最暖的一年，极端高温影响了健康、助长了野火。^[3][25]

厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation，ENSO)，是地球系统里重要的现象之一，它表现为热带东太平洋海表温度每隔2-7年大范围变暖或变冷的现象。其中暖的ENSO事件称为厄尔尼诺事件，冷的ENSO事件称为拉尼娜事件。^[15]

ENSO与世界上的许多灾害性天气气候现象有联系，当厄尔尼诺发生时，热带中、东太平洋海温的迅速升高，首先直接导致了中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨，洪涝灾害频繁，同时使得热带西太平洋降水减少，印度尼西亚、澳大利亚一带发生严重干旱。它还会通过大气环流的作用，影响到中高纬度地区。厄尔尼诺常常引起非洲东南部和巴西东北部的干旱、加拿大西部和美国北部暖冬以及美国南部冬季暖湿多雨。在中国，厄尔尼诺事件会导致夏季风强度减弱，造成季风雨带偏南，中国北方地区夏季往往出现高温、干旱，而南方易发生低温、洪涝，厄尔尼诺发生年的冬季往往出现暖冬。^[26]

拉尼娜发生时，太平洋西海岸暖湿气流的上升运动强烈，澳大利亚东部和东南亚一些国家，如菲律宾、印度尼西亚、印度以及非洲降水增多，容易出现暴雨洪涝等灾害。而在南美洲西海岸，由于多下沉气流，降雨减少，秘鲁等国容易出现旱灾。另外，美国、俄罗斯、西欧国家往往降温明显。由于大气环流以及副热带高压的变化，台风比较活跃，影响中国的夏季风明显增强，强劲的夏季风将大量暖湿空气带到内陆，使中国北方地区夏季降水增多。而到了冬季，拉尼娜现象造成东亚地区经向环流异常，有利于中国北方冷空气的南下，造成大范围大风降温天气。^[26]

2024年3月，世界气象组织发文称：2023-2024年的厄尔尼诺现象是有史以来最严重的几次之一，自2023年6月以来，每个月的温度都创下了新纪录，2023年是迄今为止有记录以来最暖的一年，尽管正在逐渐减弱，但在未来几个月将继续影响全球气候。^[27]

热带气旋是一种强烈的快速旋转的圆形风暴，其特点是低气压、大风和大雨。热带气旋起源于温暖的热带海洋，根据其位置和强度的不同，有着不同的称呼。在北大西洋和北太平洋东部，它们被称为飓风，在北太平洋西部，热带气旋被称为台风。在南太平洋西部和印度洋，它们被称为强热带气旋、热带气旋或简称为气旋。^[13]按照世界气象组织 (World Meteorological Organization, WMO) 的统一规定， 热带气旋共分为5级。按风速从小到大分别为:热带低压 (tropical depression) 、热带气旋、热带风暴 (tropical storm) 、强热带风暴 (severe tropical storm) 和台风 (typhoon) 。当中心风力达到8～9级的热带气旋为热带风暴，达到10～11级的称为强热带风暴，超过12级则为台风和飓风。^[28]

热带气旋在全球范围内的发生频率很高，2023年全球海洋共生成编号热带气旋73个，强度达到强热带气旋（南半球达到四级强热带气旋及以上强度，北半球达到极强气旋风暴／强台风／四级飓风及以上强度）的气旋有29个，占比达40％。其中北半球生成58个，南半球生成15个，主要分布在北大西洋、东北太平洋和西北太平洋。北半球热带气旋活跃时段集中在6-10月；南半球集中在1-3月。^[29]

温带气旋是出现在中高纬度地区而中心气压低于四周近似椭圆型的空气涡旋，是影响大范围天气变化的重要天气系统之一。温带气旋的直径平均1000公里，小的也有几百公里，大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动，前部为暖锋，后部为冷锋，两者衔接处的波动南侧为暖区。温带气旋从生成，发展到消亡整个生命史一般为2-6天。同一锋面上有时会接连形成2-5个温带气旋，自西向东依次移动前进，称为“气旋族“。温带气旋对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响，多风雨天气，有时伴有暴雨或强对流天气，有时近地面最大风力可达10级以上。^[14]

东亚沿海春季气旋活动频数较高的地区主要位于中国东北到俄罗斯远东和中国长江中下游到日本一带，存在两条明显的气旋活动集中路径，一条为长江中下游—日本南部，另一条为中国东北到俄罗斯远东及其沿海地区。气旋频数变化具有年代际特征，中国东北到俄罗斯远东地区在80年代气旋活动频繁，中国长江中下游到日本一带在90年代气旋活动频繁，60年代气旋活动频数较少。^[30]

气象干旱指某时段内，由于蒸发量和降水量的收支不平衡，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。根据国家气候中心制定的国家标准《气象干旱等级标准》，气象干旱可分为轻旱、中旱、重旱、特旱4个等级。轻旱为降水较常年偏少，地表空气干燥，土壤出现水分轻度不足；中旱为降水持续较常年偏少，土壤表面干燥，土壤出现水分不足，地表植物叶片白天有萎蔫现象；重旱为土壤出现水分持续严重不足，土壤出现较厚的干土层，植物萎蔫、叶片干枯、果实脱落；对农作物和生态环境造成较严重影响，工业生产、人畜饮水产生一定影响；特旱为土壤出现水分长时间严重不足，地表植物干枯、死亡；对农作物和生态环境造成严重影响、工业生产、人畜饮水产生较大影响。^[31]

联合国防治荒漠化公约秘书处发布的《2023年全球干旱概况》报告指出，全球干旱事件的发生愈加频繁且严重，水库水位不断下降，农作物产量日益减少，生物多样性不断丧失，饥荒持续蔓延。2022年，欧洲遭遇了500年未有的干旱，2023年5月，美国本土5%的地区遭受严重至极端干旱。^[32]

沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度低于1千米的天气现象。其中沙暴指大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。对沙尘暴强度的等级划分，一般采用风速和能见度两个指标。中国将沙尘暴划分为3个等级：即4级<风速≤6级，500米≤能见度<1000米，称为弱沙尘暴；6级<风速≤8级，200米≤能见度<500米；称为中等强度的沙尘暴；风速≥9级，能见度<200米，则称之为强沙尘暴。，与上述的定义大体相同，只是在强沙尘暴的等级范畴内，又划分出了特强沙尘暴，即50米≤能见度<200米时，称为强沙尘暴，当其达到最大强度(瞬时最大风速≥25米\5秒-1，能见度<50米，甚至降到0米)时，称为特强沙尘暴。^[33]

2023年11月，《联合国防治荒漠化公约》秘书处在公约执行情况审查委员会第21次会议上发出警告，沙尘暴目前在全球某些地方发生频率激增，每年估计有20亿吨沙尘进入大气。在一些地区，沙尘在上个世纪增加了一倍。^[34]2023年春季，中国共发生13次沙尘天气过程，影响范围涉及西北、华北、东北、华东、华中、华南等23个省（自治区、直辖市）的1777个县（市、旗、区），受影响国土面积约508万平方公里，受影响人口9.4亿人。^[35]2024年2月，新疆遭遇沙尘暴，多地发布沙尘暴橙色预警。^[36][37]

各种极端天气的发生对自然生态产生了不利的影响，由于全球变暖，高原和两极的冰川和积雪融化。冰川融化导致海平面的升高，沿海的生态系统受到威胁。同时随着全球变暖，干旱出现的几率增大，荒漠化趋势增大，草原面积减少，很多野生动物失去了栖息地，这些都加速了物种的灭绝。^[38]

随着气候变暖，干旱越来越频发，加剧土地荒漠化问题，如非洲持续干旱的气候是荒漠化的直接原因。同时荒漠化的加剧使得沙尘暴天气更加频繁，又会进一步使得荒漠化现象不断扩张。^[39]

极端天气首先会对人的建康和生命安全造成危害。全球变暖使热浪事件发生得更加频繁，在欧洲的希腊、西班牙等影响比较严重的国家，每年都有森林大火，几乎每年都有市民热死。高温状况下，病毒和病菌更加活跃，人体的免疫力下降，导致呼吸系统和心血管疾病的发病率增加。极端天气也为登革热、霍乱等传染病提供了滋生的环境。气候变热，大气中污染物质和导致过敏的物质含量增加，使一些传染性疾病的传播范围扩大，造成恶性循环。极端天气事件频发，对人的心理也会产生很大的冲击，往往使人会变得烦躁，容易患抑郁症。^[38][40]

极端天气也会对人类社会和经济生活造成不利影响。寒潮使农作物冻伤冻死，造成了农业经济的损失，沿海地区的台风会摧毁城市基础设施，影响风力、水力发电。^[38]

极端天气还会带来很多次生灾害，如极端高温和干旱可能增加火灾的风险，2009年澳大利亚森林火灾发生前，澳大利亚遭遇了长时间的干旱和创纪录的极端高温，35天连续无雨，最终使这个通常为火灾中低风险的地方很快变为火灾高风险区。^[40]

极端降水也易引发洪涝灾害，1998年长江流域经历了长时间的暴雨，强度大、面积广、过程频繁，最终引发了长江流域特大洪水。洪水过后各类疾病极易传播，进一步危害了人类的生命安全。^[41]

为了应对越来越频发的极端天气，要加强对极端天气事件的科学研究，特别是加强对高影响的极端事件监测和研究，深入探究极端天气气候事件的形成机理和预测技术，不断提高灾害天气气候预警水平。并将研究成果及时应用到科学规划和决策中。^[7][8]

在极端天气监测方面，美国国家气候资料中心(NCDC)极端事件网页有北美气候极值监测、美国不同时间尺度极值记录、美国极端气候事件记录、国家气候极值委员会及其活动和州气候极值委员会及其活动。美国气候预测中心(CPC)有关极端事件的有美国及北美的干旱监测、全球台站降水和气温逐日变化监测。美国亚利桑那州立大学与WMO合作建立了天气气候极值网站，内容含盖全球天气气候极值、半球天气气候极值、各大洲天气气候极值、世界龙卷风极值和世界热带气旋极值。中国自20世纪90年代末建立气象干旱监测业务，又建立了以全球极端气温和极端降水为主的实时极端事件滚动监测。^[42]

加强高影响极端事件的防御能力建设。改善人类面对极端事件时的脆弱性和暴露度有利于提高一个国家的防灾、抗灾和减灾能力。例如，针对高温热浪天气频发，可以通过加强预警系统建设、完善公共场所的制冷设施、改善城市基础设施等加以应对；针对强降水频率和强度增加，为减少突发洪水的危害性，可加强防洪工程建设，提高建筑质量、改善城市排水系统等风险防御措施；对于重大干旱事件的增加，可通过加强节水农业技术发展、加强水资源管理的抗旱工程建设等措施减少旱灾的影响。^[8]

中国许多城市皆出台了极端天气风险防范的相关措施文件，内蒙古通辽市还在2022年11月颁布了中国首部应对极端性天气地方性法规《通辽市极端天气应对条例》。^[43]

人类面临的气象灾害具有很大的地域性特点和经济社会影响属性，需要根据当地的实际情况，评估灾害的风险因子，因地制宜地制订风险管理措施有利于降低极端天气气候事件所带来的影响。^[8]2024年1月，中华人民共和国国务院办公厅印发了新修订的《国家自然灾害救助应急预案》，其中就详细规定了包括极端天气在内的自然灾害的救灾救助方法，明确了指挥体系、灾情信息发布、灾情救助准备、国家应急响应，以及灾后的救助保障等全流程救灾救助保障措施。^[44]

加强科普宣传、舆论引导，提高全社会的气候变化意识，把宣传气候变暖背景下如何防御极端天气灾害作为重中之重。通过新闻媒体、中小学教材等各种形式宣传和引导广大群众，提高防灾减灾意识和能力。向广大群众灌输风险意识、危机意识，普及救灾和自救知识，增强抗灾救灾意识。在观念上变灾害的抢救为灾害的预防，建立危机管理教育、训练系统。^[7]

中国的《国家自然灾害救助应急预案》中便规定了组织开展全国性防灾减灾救灾宣传活动，宣传应急法律法规和灾害预防、避险、避灾、自救、互救、保险常识，组织好“全国防灾减灾日”“国际减灾日”“世界急救日”“世界气象日”等活动，提高公民防灾减灾救灾意识和能力。^[44]