丁一匯，天氣與氣候?qū)W家。2005年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。國(guó)家氣候中心首任主任，中國(guó)氣象局氣候變化特別顧問(wèn)，國(guó)家氣候變化專家委員會(huì)顧問(wèn)。在氣候變化、亞洲季風(fēng)以及中國(guó)的災(zāi)害性天氣等領(lǐng)域取得諸多重要研究成果，是國(guó)際上氣候變化研究領(lǐng)域中有影響、有貢獻(xiàn)的科學(xué)家之一。曾獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、世界氣象組織杰出工作成就獎(jiǎng)等。

　　近年來(lái)，全球極端氣候事件頻發(fā)，如極端熱浪、暴雨洪澇和嚴(yán)重干旱，這些現(xiàn)象不僅對(duì)人類的生產(chǎn)生活造成重大影響，也威脅到生態(tài)平衡和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。面對(duì)這一緊迫問(wèn)題，理解極端氣候事件的成因機(jī)理、評(píng)估其影響效應(yīng)，并探索有效的應(yīng)對(duì)策略顯得至關(guān)重要。究竟何為極端氣候事件？它的形成原因是什么？將如何影響我們，又該如何應(yīng)對(duì)？

　　極端氣候事件的成因機(jī)理 

　　極端氣候事件是指顯著偏離歷史氣候平均狀態(tài)的異常天氣現(xiàn)象，包括極端高溫、持續(xù)性干旱、強(qiáng)降水、暴風(fēng)雪、寒潮及熱帶氣旋等。這類事件往往造成嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)系統(tǒng)破壞，是全球氣候變化研究的一個(gè)核心議題。在氣象學(xué)上，極端氣候事件通常采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法界定，一般將超過(guò)歷史同期第95或第99百分位閾值的氣象要素異常判定為極端事件。

　　極端氣候事件的成因可歸為自然驅(qū)動(dòng)和人為影響兩大因素。自然驅(qū)動(dòng)因素不僅包括氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率（如厄爾尼諾—南方濤動(dòng)、北大西洋濤動(dòng)等大尺度環(huán)流模態(tài)的變化），還包括外部自然強(qiáng)迫作用。例如，火山噴發(fā)通過(guò)向平流層注入氣溶膠可導(dǎo)致全球氣溫短期下降，太陽(yáng)活動(dòng)周期變化也可能對(duì)地球氣候系統(tǒng)異常產(chǎn)生調(diào)制作用。這些自然因素是通過(guò)改變輻射強(qiáng)迫或大氣環(huán)流形態(tài)，影響極端氣候事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度。

　　與此同時(shí)，人類活動(dòng)的影響日益顯著。工業(yè)革命以來(lái)，溫室氣體濃度持續(xù)上升導(dǎo)致全球變暖，這直接加劇了極端高溫、強(qiáng)降水等事件的發(fā)生概率。此外，城市化擴(kuò)張和土地利用變化等地表改造過(guò)程，也在局地尺度上改變極端天氣的發(fā)生特征，如城市熱島效應(yīng)加劇高溫事件，森林砍伐可能影響區(qū)域降水模式。

　　因此，現(xiàn)代極端氣候事件是自然變率（包括內(nèi)部變率和外部強(qiáng)迫）與人類活動(dòng)共同作用的結(jié)果。理解這些驅(qū)動(dòng)因素的相對(duì)貢獻(xiàn)及其相互作用機(jī)制，對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)極端氣候事件的變化趨勢(shì)至關(guān)重要。

　　極端氣候事件的影響效應(yīng) 

　　極端氣候事件不僅對(duì)自然環(huán)境造成直接沖擊，還通過(guò)復(fù)雜的連鎖反應(yīng)影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。隨著全球氣候變化加劇，極端天氣的頻率和強(qiáng)度持續(xù)上升，其多方面影響效應(yīng)已成為各國(guó)面臨的重大挑戰(zhàn)。

　　對(duì)自然系統(tǒng)的破壞性影響。極端氣候事件首先直接作用于自然生態(tài)系統(tǒng)。持續(xù)高溫和干旱會(huì)導(dǎo)致森林退化、生物多樣性銳減。水文系統(tǒng)同樣會(huì)遭受沖擊，暴雨引發(fā)洪水改變河流形態(tài)，而長(zhǎng)期干旱則導(dǎo)致濕地萎縮、地下水位下降。土地系統(tǒng)方面，極端降水加劇水土流失，高溫則加速土壤有機(jī)質(zhì)分解。而且這些自然系統(tǒng)的損害往往具有不可逆性，如海溫升高引起的珊瑚礁白化事件后生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)需要數(shù)十年周期。

　　對(duì)社會(huì)系統(tǒng)的復(fù)合型沖擊。農(nóng)業(yè)部門是受極端氣候影響最嚴(yán)重的領(lǐng)域之一。全球糧食和農(nóng)業(yè)信息及預(yù)警系統(tǒng)特別警報(bào)顯示，極端天氣導(dǎo)致全球谷物產(chǎn)量年際波動(dòng)顯著加劇。公共衛(wèi)生系統(tǒng)承受雙重壓力：熱浪期間，心腦血管疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著上升，部分研究顯示高達(dá)20%；而洪水過(guò)后，因水源污染與環(huán)境惡化，在衛(wèi)生條件欠佳或疾病本已流行的地區(qū)，部分疾病的暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)可上升至數(shù)倍。城市基礎(chǔ)設(shè)施在極端天氣面前尤為脆弱，特別是滯后于極端降雨的城市排水系統(tǒng)。更深遠(yuǎn)的影響在于氣候移民問(wèn)題，世界銀行報(bào)告指出，到2050年，全球最多可能有超過(guò)2億的人口因氣候變化影響被迫在國(guó)內(nèi)遷移。

　　對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。極端氣候事件頻發(fā)對(duì)能源系統(tǒng)構(gòu)成多重挑戰(zhàn)。一方面，熱浪期間制冷負(fù)荷激增，城市用電高峰時(shí)段負(fù)荷可增加30%至40%；另一方面，國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)顯示，2022年嚴(yán)重干旱導(dǎo)致歐洲水電發(fā)電量同比下降19%，創(chuàng)近年來(lái)最大跌幅。保險(xiǎn)業(yè)賠付壓力顯著攀升，慕尼黑再保險(xiǎn)報(bào)告指出，2023年自然災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)總損失約2500億美元，保險(xiǎn)賠付金額約950億美元，接近歷史高位。全球供應(yīng)鏈脆弱性亦凸顯：2021年2月美國(guó)德州寒潮引發(fā)多家半導(dǎo)體工廠因電力中斷停產(chǎn)，進(jìn)一步加劇全球半導(dǎo)體短缺，導(dǎo)致汽車產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)線停擺與斷供危機(jī)。尤為值得關(guān)注的是，氣候?yàn)?zāi)害經(jīng)濟(jì)損失長(zhǎng)期快速攀升。數(shù)據(jù)顯示，20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)10年代，全球極端氣候直接造成的經(jīng)濟(jì)損失增長(zhǎng)了約7倍；歐洲環(huán)境署報(bào)告也顯示，2010年代歐洲年均損失較1990年代增長(zhǎng)約27%。

　　歷史演變與未來(lái)趨勢(shì) 

　　一是過(guò)去百年極端事件的變化趨勢(shì)。過(guò)去一個(gè)世紀(jì)，全球范圍內(nèi)極端氣候事件在頻率和強(qiáng)度上總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)（高置信度）。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第六次評(píng)估報(bào)告顯示，自20世紀(jì)中葉以來(lái)，人類觀測(cè)到的極端高溫事件發(fā)生頻率顯著增加，極端低溫事件則顯著減少（高置信度）。多數(shù)陸地區(qū)域極端高溫日數(shù)、熱浪持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度均增加，且創(chuàng)紀(jì)錄高溫事件更為頻繁（高置信度）。

　　極端降水事件整體呈增強(qiáng)趨勢(shì)，尤其是短時(shí)強(qiáng)降水的頻率和強(qiáng)度增加（高置信度），這與全球大氣水汽含量增加密切相關(guān)。多個(gè)中緯度和熱帶區(qū)域出現(xiàn)百年一遇強(qiáng)降水事件復(fù)現(xiàn)頻率提高的現(xiàn)象，城市內(nèi)澇和山洪風(fēng)險(xiǎn)隨之上升。干旱的觀測(cè)結(jié)果顯示，盡管區(qū)域差異顯著，地中海、中亞、西非和澳大利亞等干旱敏感區(qū)域的氣象干旱及土壤水分減少事件頻率和持續(xù)時(shí)間有所增加，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)構(gòu)成負(fù)面影響（中等置信度）。關(guān)于熱帶氣旋，全球總數(shù)量變化缺乏顯著趨勢(shì)且置信度較低，但強(qiáng)熱帶氣旋（3級(jí)及以上）的比例在過(guò)去幾十年內(nèi)顯示增加趨勢(shì)（中等置信度）。另外，熱帶氣旋的最大風(fēng)速和降水強(qiáng)度也有增強(qiáng)跡象。

　　總體而言，過(guò)去百年全球極端高溫、強(qiáng)降水、干旱和強(qiáng)熱帶氣旋事件均表現(xiàn)出更頻繁、更劇烈的變化趨勢(shì)，氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性正持續(xù)上升，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類活動(dòng)構(gòu)成越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　二是未來(lái)極端氣候事件的發(fā)展趨勢(shì)。在全球氣候持續(xù)變暖的背景下，極端氣候事件預(yù)計(jì)將更加頻繁和劇烈。IPCC第六次評(píng)估報(bào)告指出，隨著全球升溫水平上升，各類極端氣候事件的發(fā)生概率和強(qiáng)度都將隨之變化，部分事件呈非線性加劇態(tài)勢(shì)，可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)構(gòu)成更大威脅。

　　極端高溫事件將持續(xù)增加。由于人類活動(dòng)引起的氣候變化，極端高溫事件的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間將在未來(lái)幾十年持續(xù)增加，這一趨勢(shì)在所有溫室氣體排放情景下均成立，且在高排放情景下更為顯著（高置信度）。評(píng)估顯示：與1850—1900年基準(zhǔn)相比，當(dāng)全球平均氣溫升高2℃時(shí)，極端高溫事件的發(fā)生概率約為工業(yè)化前的數(shù)倍，同時(shí)極端高溫事件的強(qiáng)度也將顯著增強(qiáng)（高置信度）。在某些熱帶和亞熱帶地區(qū)，地球溫度可能在本世紀(jì)內(nèi)接近或超過(guò)35℃的人類生理耐受極限，尤其在高排放情景下（中等置信度，部分區(qū)域?yàn)榈椭眯哦龋?。城市地區(qū)由于城市熱島效應(yīng)，極端高溫的局地增強(qiáng)效應(yīng)更加明顯（高置信度），加之許多城市人口密集、基礎(chǔ)設(shè)施脆弱，使得低適應(yīng)能力的低收入群體面臨更高的健康風(fēng)險(xiǎn)和能源需求壓力（高置信度）。

　　極端降水事件增多、強(qiáng)度增強(qiáng)。全球變暖顯著增強(qiáng)了大氣的持水能力，這一變化遵循克勞修斯—克拉佩龍關(guān)系，即每升高1℃，大氣可容納的水汽量增加約7%。這一機(jī)制在未來(lái)將深刻改變極端降水事件的特征。有關(guān)報(bào)告顯示，極端日降水事件的強(qiáng)度普遍呈現(xiàn)每升溫1℃約增加7%的響應(yīng)關(guān)系，而中高緯度地區(qū)與季風(fēng)區(qū)域（如東亞、南亞）對(duì)極端降水的增強(qiáng)尤為敏感（高置信度）。此外，短小時(shí)尺度的短時(shí)強(qiáng)降水事件潛在增強(qiáng)幅度可能超過(guò)日尺度，特別是在城市區(qū)域，將顯著加劇內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)與排水系統(tǒng)負(fù)荷（中等至高置信度）。盡管不同氣候模型對(duì)極端降水重現(xiàn)期的預(yù)測(cè)存在一定不確定性，但基于多模式預(yù)測(cè)結(jié)果，在高排放情景下，北半球高緯度地區(qū)原本百年一遇的極端日降水事件，其重現(xiàn)期可能縮短至約50年（中等置信度），意味著極端降水事件將從罕見向常態(tài)化轉(zhuǎn)變。這些變化已對(duì)城市排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和山地災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)質(zhì)性挑戰(zhàn)。

　　干旱事件范圍擴(kuò)大、強(qiáng)度增強(qiáng)。干旱是另一個(gè)未來(lái)需高度關(guān)注的高風(fēng)險(xiǎn)氣候事件。雖然其變化存在較大區(qū)域差異，但在許多干旱易發(fā)地區(qū)，如地中海地區(qū)、南非、西南澳大利亞和美國(guó)西南部，未來(lái)幾十年干旱事件的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度預(yù)計(jì)將明顯加重（中等至高置信度）。干旱包括氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱和生態(tài)干旱。其中，農(nóng)業(yè)干旱（即土壤濕度顯著下降）將在溫帶和副熱帶地區(qū)更為常見（中等置信度），直接影響糧食安全。此外，干旱頻次的增加常常與極端高溫事件疊加出現(xiàn)，兩者的復(fù)合發(fā)生將進(jìn)一步加劇作物產(chǎn)量波動(dòng)、水資源緊張與生態(tài)退化（高置信度）。

　　熱帶氣旋強(qiáng)度增加，快速增強(qiáng)事件可能更頻繁。熱帶氣旋（包括颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)）在未來(lái)的總數(shù)量變化存在較高不確定性，但第六次評(píng)估報(bào)告指出，強(qiáng)熱帶氣旋（即3級(jí)及以上颶風(fēng)/臺(tái)風(fēng)）所占比例很可能上升。尤其在西北太平洋、大西洋和印度洋部分區(qū)域，模擬結(jié)果顯示未來(lái)熱帶氣旋的最大風(fēng)速和降水強(qiáng)度將增強(qiáng)，這一結(jié)論具有中等至較高置信度。此外，部分研究表明快速增強(qiáng)型氣旋的發(fā)生頻率可能上升，盡管目前對(duì)此仍存在較大不確定性（低置信度）。這類氣旋常在接近登陸前數(shù)小時(shí)內(nèi)迅速加強(qiáng)，增加了預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)的挑戰(zhàn)。熱帶氣旋的降水能力也預(yù)計(jì)隨氣溫上升而增強(qiáng)，風(fēng)暴中心附近的降雨強(qiáng)度可能顯著高于工業(yè)化前水平（高置信度）。

　　極端氣候事件的“復(fù)合性”與“系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)”增強(qiáng) 

　　IPCC第六次評(píng)估報(bào)告首次將復(fù)合極端事件列為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，明確在全球變暖背景下，這類事件的發(fā)生頻率與強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)（高置信度）。所謂復(fù)合極端事件，是指兩種及以上極端氣候事件在時(shí)間或空間上重疊、相互作用，或連續(xù)發(fā)生——例如熱浪與干旱同步出現(xiàn)、強(qiáng)降水后伴隨風(fēng)暴潮，或是多個(gè)極端事件連續(xù)沖擊同一地區(qū)。報(bào)告指出，這類事件增多可能突破傳統(tǒng)單一災(zāi)害管理體系，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)、能源、公共衛(wèi)生、交通等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施及社會(huì)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)失效，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)（中等置信度）。而系統(tǒng)性氣候風(fēng)險(xiǎn)不僅是損失的疊加，更體現(xiàn)為不同社會(huì)—生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用、反饋及放大效應(yīng)（中等置信度），這對(duì)未來(lái)氣候適應(yīng)與減緩策略形成了多層級(jí)、多部門的挑戰(zhàn)。

　　應(yīng)對(duì)極端氣候事件的路徑 

　　在極端氣候事件日益頻發(fā)的背景下，全球需從“減緩—適應(yīng)—治理”三大維度統(tǒng)籌應(yīng)對(duì)，構(gòu)建更具韌性的氣候安全體系。

　　減緩策略。遏制極端事件加劇的根本在于控制溫室氣體排放。依據(jù)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)，即到本世紀(jì)末，把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并努力控制在1.5℃以內(nèi)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需各國(guó)制定并執(zhí)行強(qiáng)化的國(guó)家自主貢獻(xiàn)，推動(dòng)能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型以及碳定價(jià)機(jī)制等有效實(shí)施。同時(shí)，以自然為本的解決方案日益受到重視。這類策略通過(guò)恢復(fù)森林、濕地與沿海生態(tài)系統(tǒng)，提升碳匯能力并增強(qiáng)生態(tài)緩沖。例如，紅樹林修復(fù)不僅有助于固碳，還可緩解風(fēng)暴潮侵襲和海岸侵蝕，具有多重協(xié)同效益。

　　適應(yīng)策略。即便全球減排取得進(jìn)展，部分極端事件已不可避免，適應(yīng)行動(dòng)因此變得至關(guān)重要。首先，應(yīng)提升多災(zāi)種早期預(yù)警系統(tǒng)的覆蓋面與準(zhǔn)確性，并投資于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的氣候韌性建設(shè)，如防洪排水、電力系統(tǒng)和醫(yī)療服務(wù)等設(shè)施的抗災(zāi)能力。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)推廣抗逆作物、優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，以減少干旱和熱浪帶來(lái)的產(chǎn)量損失。水資源管理方面，需加強(qiáng)跨流域調(diào)配能力與節(jié)水技術(shù)應(yīng)用，適應(yīng)降水不確定性與干旱風(fēng)險(xiǎn)。公共健康系統(tǒng)也應(yīng)強(qiáng)化對(duì)熱浪、洪澇后傳染病等的應(yīng)急響應(yīng)能力，提升脆弱人群的防護(hù)水平。

　　治理機(jī)制與公眾參與。極端氣候的系統(tǒng)性特征要求各級(jí)政府加強(qiáng)政策協(xié)同，建立跨部門、跨地區(qū)、多尺度的風(fēng)險(xiǎn)治理框架。國(guó)家層面應(yīng)將氣候適應(yīng)納入發(fā)展戰(zhàn)略和財(cái)政預(yù)算，地方層面則需推動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)知情的城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施更新。公眾參與同樣關(guān)鍵。通過(guò)社區(qū)共治、基層組織動(dòng)員和科普教育，可提升居民風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和自救能力，構(gòu)建“最后一公里”的應(yīng)急響應(yīng)體系。同時(shí)，必須關(guān)注氣候公正問(wèn)題，保障低收入群體、邊緣社區(qū)在氣候行動(dòng)中的知情權(quán)、參與權(quán)與受益權(quán)，避免陷入更不利的境地。