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最为气象来到,大家该怎么着面前蒙受?

2019-11-02 05:02

概念

撰文/陈星

2018年10月,联合国发布了最新的气候报告,认为极端天气将在全球范围内更频繁地出现。2019年1月30日,异常强大的寒流席卷美国中西部,极寒天气导致了学校停课、交通瘫痪等恶劣影响,并造成多人伤亡。

气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态 ,是该时段各种天气过程的综合表现。气象要素的各种统计量(均值、极值、概率等)是表述气候的基本依据。气候与人类社会有密切关系,许多国家很早就有关于气候现象的记载。中国春秋时代用圭表测日影以确定季节,秦汉时期就有二十四节气、七十二候的完整记载。气候一词源自古希腊文,意为倾斜,指各地气候的冷暖同太阳光线的倾斜程度有关。

(南京大学大气科学学院教授、气象学系副主任)

频发的极端天气到底是如何形成的?

由于太阳辐射在地球表面分布的差异,以及海洋、陆、山脉、森林等不同性质的下垫面在到达地表的太阳辐射的作用下所产生的物理过程不同,使气候除具有温度大致按纬度分布的特征外,还具有明显的地域性特征。按水平尺度大小,气候可分为大气候、中气候与小气候。大气候是指全球性和大区域的气候,如:热带雨林气候、地中海型气候、极地气候、高原气候等;中气候是指较小自然区域的气候,如:森林气候、城市气候、山地气候以及湖泊气候等;小气候是指更小范围的气候,如:贴地气层和小范围特殊地形下的气候(如一个山头或一个谷地)。

2018年10月,联合国发布了最新的气候报告,认为极端天气将在全球范围内更频繁地出现。2019年1月30日,异常强大的寒流席卷美国中西部,极寒天气导致了学校停课、交通瘫痪等恶劣影响,并造成多人伤亡。

极端天气的增加会给人类社会造成什么影响?

影响

频发的极端天气到底是如何形成的?

我们又应该如何应对极端天气?

气候变化对人类与自然系统有重要影响。由于生态系统和人类社会已经适应今天,如果这些变化太快使得生态系统和人类社会不能适应的话,人们将很难应付这些变化。对于许多发展中国家,这可能会对基本的人类生活标准(居住、食物、饮水、健康)产生非常有害的影响。对于所有的国家,极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险。气候变化对我国经济社会的影响有正面的,也有负面的影响,其中一些变化实际上是不可逆转的,因此我们更要关注的是负面影响。据统计,1950年到2000年,特别是1990年以后气象灾害造成的经济损失急剧增加。原因有两个,一方面极端天气事件的增多,另一方面我国总体经济体量增加,因此经济损失绝对值大幅升高。

极端天气的增加将给人类社会造成什么影响?

让我们一起去了解一下

气候变化对农业的影响是负面的。预计到2030年,我国三大作物,即稻米、玉米、小麦,除了浇灌冬小麦以外,均以减产为主。气候变化对水资源的影响也很大,全球变暖使水循环的过程速度加快,降水的空间不均匀性增加。气候变化对重大工程也有影响,如长江上游降水量的增加,导致地质灾害的频率会增加,对三峡水库的安全运营会造成一定的影响。另外气候变化也会影响青藏铁路和公路,大大增加铁路和公路运行维护的投资。

人们又应如何应对呢?

极端天气是什么?

同全球一样,我国的气候与环境已经发生了巨大的变化。气候变暖远远超出一般意义上的气候问题和环境问题,对我国经济社会发展已经带来十分严峻的威胁,这种威胁仍将持续并不断加剧。科技界应当特别关注气候变化问题,积极采取适应和减缓措施,不断提升气候系统、生态、环境保护的层次和水平,这是全面落实科学发展观,建立社会主义和谐社会的重要内容,是政府、公众和科学家的共同愿望。

明天是世界气象日,

极端天气又被称为“极端天气气候事件”,是指那些在特定的区域和时间内发生的极其少见的,对生命、财产和社会可能造成巨大危害和损失的异常天气现象或天气事件。与人们通常所期望的风调雨顺不同,极端天气往往伴随的是远超出正常范围的降水、气温、大风等。

形成因素

让我们一起去了解一下。

常见的极端天气有台风、暴雨、热浪、寒潮、龙卷风、冰雹、闪电、雪暴、干旱、洪涝、大雾等。从发生概率来讲,相对于可大量观测到的天气而言,极端天气事件的发生概率一般不超过5%。如果某个类型的极端天气持续时间较长,比如一个月、一个季节,就被称作“极端气候事件”(如某一区域长时间降水极少形成的干旱)。

气候的形成主要是由于热量的变化而引起的,因而对于气候的形成因素,主要存在以下三个方面:

极端天气是什么?

5533美高梅官方网站,有关资料分析显示,自1950年以来,全球的极端天气出现频率都在增加,特别是近10年来严寒冰冻天气的发生频率呈明显上升趋势。2008年以来,冬季强冷空气活动频繁,暴雪、冰冻等灾害性天气几乎每年都在世界各地发生。

辐射因素

极端天气又被称为“极端天气气候事件”,是指那些在特定的区域和时间内发生的极其少见的,对生命、财产和社会可能造成巨大危害和损失的异常天气现象或天气事件。

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太阳辐射是地面和大气热能的源泉,地面热量收支差额是影响气候形成的重要原因。对于整个地球而言,地面热量的收支差额为零,但对于不同地区,地面所接受的热量存在差异,因而会对气候的形成产生影响。同时,地面接受热量后,与大气不断进行热量交换,热量平衡过程中的各分量对于气候形成也有重要影响。

常见的极端天气有台风、暴雨、热浪、寒潮、龙卷风、冰雹、闪电、雪暴、干旱、洪涝、大雾等。从发生概率来讲,相对于可大量观测到的天气而言,极端天气事件的发生概率一般不超过5%。如果某个类型的极端天气持续时间较长,比如一个月、一个季节,就被称作极端气候事件(如某一区域长时间降水极少形成的干旱)。

2008年1月16日中国南方暴雪中的城市

地理因素

有关资料分析显示,自1950年以来,全球的极端天气出现频率都在增加,特别是近10年来严寒冰冻天气的发生频率呈明显上升趋势。2008年以来,冬季强冷空气活动频繁,暴雪、冰冻等灾害性天气几乎每年都在世界各地发生。

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地理因素对气候形成的影响表现在地理纬度、海陆分布、地形和洋流上,而地理因素对气候形成的影响归根到底还是可以归结到辐射因素上。地理纬度不同,所接受到的热量不同,引起不同的气候;由于海洋和大陆具有不同的热力学特性,如容积热容量、导热率等海洋与陆地显著不同,因而海洋和大陆在气候上差异很大,比较而言,大陆上的日较差和年较差比海洋大。温度的年较差是区分大陆性气候和海洋性气候的重要指标,并且,夏季大陆是热源,冬季海洋是热源,热源有利于低压系统的形成和加强,而冷源有利于高压系统的形成和加强,海陆的分布使行星风带分为若干个高低压活动中心,这些高低压活动中心对于气候形成有重要影响,此外,海陆分布的不同也影响天气的变化;地势对气候形成的影响在于,海拔高,太阳直接辐射增强,散射辐射降低,温度降低,湿度减小,而不同的地形也对气候影响不同,高原对气候的影响十分明显;而洋流对气候的影响也是因热量而成,海洋是地球表面热量的重要贮藏。

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2011年2月美国中部劳伦斯暴雪过后

环流因素

2008年1月16日中国南方暴雪中的城市

2018年,整个北半球“高烧”不退,极端高温热浪事件增加,中国经历了有记录以来最热的夏天,中央气象台史上首次连续33天发布高温预警;这一年,先后有4个强台风登陆中国,全国汛期极端强降水事件增加,城市洪涝灾害风险增大。

包括大气环流和天气系统,影响气候的因子包含气温、雨量、气压和风。

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太阳辐射因子、下垫面因子、大气环流因子和人类活动因子。

2011年2月美国中部劳伦斯暴雪过后

洪灾中的中国城市

太阳辐射因子是气候的根本动力来源。这类因子有:纬度因素、大气对太阳辐射的削弱作用强弱等。

2018年,整个北半球“高烧”不退,极端高温热浪事件增加,中国经历了有记录以来最热的夏天,中央气象台史上首次连续33天发布高温预警;这一年,先后有4个强台风登陆中国,全国汛期极端强降水事件增加,城市洪涝灾害风险增大。

极端天气从哪儿来?

下垫面因子对气候的形成有着相当重要的作用。这类因子有:洋流、地面植被、下垫面对太阳辐射的吸收和反射、折射、散射等。

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为什么在全球气候变暖的大背景下,极端天气事件会增加?极端高温热浪出现的同时,为什么还会出现极端严寒和强降雪、强降温天气?全球变暖到底有着怎样的具体内涵和系统影响?要回答这些问题,需要认识气候变化的规律和事实。

大气环流因子本身是气候的组成部分,对某地气候的形成起着直接性的影响。主要因子有:气团的平均状况、气流的平均状况等。

洪灾中的中国城市

地球气候的历史表明,气候的冷暖变化有其自然规律,在寒冷和温暖气候背景下都会有不同的极端天气发生。影响地球气候变化的最根本原因是太阳辐射,以及地球轨道参数变化造成的太阳辐射在地球上的分布差异及变化。

气流因素

极端天气从哪儿来?

同时,地球系统内部各个圈层的相互作用也可能引起天气和气候异常。我们知道,地球系统包括五个自然圈层:大气圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和生物圈。上述这些圈层的相互作用、反馈过程以及人类活动,对地球天气和气候的变化都具有重要作用。

一、由于赤道低气压带/副热带高气压带/副极地低气压带/极地高压带的影响

为什么在全球气候变暖的大背景下,极端天气事件会增加?极端高温热浪出现的同时,为什么还会出现极端严寒和强降雪、强降温天气?全球变暖到底有着怎样的具体内涵和系统影响?要回答这些问题,需要认识气候变化的规律和事实。

决定地球气候稳定态的最基本机制是:赤道受到很强的太阳辐射的加热,多余的热量通过大气和海洋环流被输送到远离赤道的受太阳辐射较小的地方(也就是高纬度和极地地区),使得这些地区和赤道地区的温差减小,并维持在一个相对稳定的状态,形成特定的大气环流系统。

二、三圈环流中干燥的极地东风/信风带大气的干湿影响

地球气候的历史表明,气候的冷暖变化有其自然规律,在寒冷和温暖气候背景下都会有不同的极端天气发生。影响地球气候变化的最根本原因是太阳辐射,以及地球轨道参数变化造成的太阳辐射在地球上的分布差异及变化。

但是,除了纬度因素以外,地球表面的组成非常复杂,海洋、山脉、沙漠、森林、草原、城市等都表现出不同的热力和动力特性,使得太阳辐射对地表的加热极不均匀,从而形成更为复杂的局地大气环流。各种天气就是在这样的背景下形成的,而极端天气也是这些复杂因素共同作用的结果。

三、三圈环流随季节的变化

同时,地球系统内部各个圈层的相互作用也可能引起天气和气候异常。我们知道,地球系统包括五个自然圈层:大气圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和生物圈。上述这些圈层的相互作用、反馈过程以及人类活动,对地球天气和气候的变化都具有重要作用。

在这种复杂背景下,加之人类活动对地球环境的改变,例如温室气体的人为排放、土地利用对地球表面特征的改变(如森林砍伐、沙漠化、城市化等),地球的大气环流系统也随之发生了变化,最终导致异常和极端天气的发生。

四、下垫面状况

决定地球气候稳定态的最基本机制是:赤道受到很强的太阳辐射的加热,多余的热量通过大气和海洋环流被输送到远离赤道的受太阳辐射较小的地方(也就是高纬度和极地地区),使得这些地区和赤道地区的温差减小,并维持在一个相对稳定的状态,形成特定的大气环流系统。

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五、人类活动

但是,除了纬度因素以外,地球表面的组成非常复杂,海洋、山脉、沙漠、森林、草原、城市等都表现出不同的热力和动力特性,使得太阳辐射对地表的加热极不均匀,从而形成更为复杂的局地大气环流。各种天气就是在这样的背景下形成的,而极端天气也是这些复杂因素共同作用的结果。

人类活动对自然环境的破坏

在这种复杂背景下,加之人类活动对地球环境的改变,例如温室气体的人为排放、土地利用对地球表面特征的改变(如森林砍伐、沙漠化、城市化等),地球的大气环流系统也随之发生了变化,最终导致异常和极端天气的发生。

例如,2018年2月北极圈遭极端暖流入侵,出现罕见的升温,就是因为中纬度环流系统异常强大,将暖空气输送到北极圈内,造成了短时间的气温异常升高;紧接着,3月寒流又横扫欧洲多国,致60余人遇难。这种“暖”和“冷”的巨大反差正是由大气环流异常造成的,而这种异常反映了中低纬度的暖空气与极地的冷空气在强度和空间上的“对抗”,这也是许多极端天气和气候发生的基本机制之一。下面的北半球大气环流演变示意图就是大气环流变化的两种形态。全球变暖则可能加剧后一环流型出现的频率和强度,而使高低纬度地区的冷暖变化加剧。

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人类活动对自然环境的破坏

北半球大气环流示意图

例如,2018年2月北极圈遭极端暖流入侵,出现罕见的升温,就是因为中纬度环流系统异常强大,将暖空气输送到北极圈内,造成了短时间的气温异常升高;紧接着,3月寒流又横扫欧洲多国,致60余人遇难。这种“暖”和“冷”的巨大反差正是由大气环流异常造成的,而这种异常反映了中低纬度的暖空气与极地的冷空气在强度和空间上的“对抗”,这也是许多极端天气和气候发生的基本机制之一。下面的北半球大气环流演变示意图就是大气环流变化的两种形态。全球变暖则可能加剧后一环流型出现的频率和强度,而使高低纬度地区的冷暖变化加剧。

上图:非异常气候时,气流平直,不利于南北气流的交换,保持南暖北冷的基本格局。

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下图:气候异常使气流在经线方向的变化加强,有利于南北冷暖气流交换,此时中低纬度的暖空气可以长驱直入到本应较为寒冷的高纬度和极圈,造成异常升温;与此同时,极地冷空气也可大举南下,造成中纬度地区的严寒降温。

北半球大气环流示意图

全球变暖增强了冷暖气团之间的对比,并激发了更强烈的大气水平和垂直运动,总体上来说还会增加海陆、不同地表之间的热力差异,增加海洋湖泊等水体的水汽蒸发,使大气中水汽含量增加,进而有利于形成降水。而大气中水汽凝结时释放出的大量潜热则有助于增强大气的不稳定性和强对流,进而促进强烈天气现象的发生。

上图:非异常气候时,气流平直,不利于南北气流的交换,保持南暖北冷的基本格局。

全球变暖还可能使区域性极端天气加剧。如2018年11月,由于受前期高温少雨影响,美国加利福尼亚州爆发山火,这场山火刷新了全美山火致死和毁坏程度纪录,这就与大气环流的剧烈变化有关。虽然美国加利福尼亚州所处地区的气象条件本就极易发生山火,但是全球气候变化可能会进一步强化这些条件,更易于极端天气的发生。2017年美国加利福尼亚也曾发生山火。

下图:气候异常使气流在经线方向的变化加强,有利于南北冷暖气流交换,此时中低纬度的暖空气可以长驱直入到本应较为寒冷的高纬度和极圈,造成异常升温;与此同时,极地冷空气也可大举南下,造成中纬度地区的严寒降温。

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全球变暖增强了冷暖气团之间的对比,并激发了更强烈的大气水平和垂直运动,总体上来说还会增加海陆、不同地表之间的热力差异,增加海洋湖泊等水体的水汽蒸发,使大气中水汽含量增加,进而有利于形成降水。而大气中水汽凝结时释放出的大量潜热则有助于增强大气的不稳定性和强对流,进而促进强烈天气现象的发生。

2017年12月美国加利福尼亚州因圣安娜风引发山火

全球变暖还可能使区域性极端天气加剧。如2018年11月,由于受前期高温少雨影响,美国加利福尼亚州爆发山火,这场山火刷新了全美山火致死和毁坏程度纪录,这就与大气环流的剧烈变化有关。虽然美国加利福尼亚州所处地区的气象条件本就极易发生山火,但是全球气候变化可能会进一步强化这些条件,更易于极端天气的发生。2017年12月美国加利福尼亚州也曾发生山火。

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山火后一片焦土

2017年12月美国加利福尼亚州因圣安娜风引发山火

因此,全球变暖是许多极端天气发生的重要原因之一。有关资料分析已经表明,全球变暖可能导致中国强降水、高温热浪、台风强度和登陆频率增加,同时冬季严寒暴雪等极端天气强度和频率也会增加。

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极端天气如何面对?

山火后一片焦土

一方面,我们要认识到极端天气现象是一种自然现象,需要客观面对。虽然目前人类对气候变化与极端天气之间关系的认识还是有限的,但随着科学研究和探测技术的发展,科学家们在大量观测资料的基础上进行深入的研究,可以较好地揭示极端天气发生的机制,做出有效的预警和预报。

因此,全球变暖是许多极端天气发生的重要原因之一。有关资料分析已经表明,全球变暖可能导致中国强降水、高温热浪、台风强度和登陆频率增加,同时冬季严寒暴雪等极端天气强度和频率也会增加。

另一方面,我们也要意识到人类活动可能产生的潜在影响,努力减缓气候变暖趋势。如尽可能减少温室气体排放,合理利用土地资源,减少对地球自然植被的破坏;科学规划城市用地面积和布局,降低城市的热岛效应。

极端天气如何面对?

此外,我们还应增强减灾意识,健全各种应急与预防体系,做好各种极端天气的应对措施,最大限度地减少极端天气造成的各种灾害损失。

一方面,我们要认识到极端天气现象是一种自然现象,需要客观面对。虽然目前人类对气候变化与极端天气之间关系的认识还是有限的,但随着科学研究和探测技术的发展,科学家们在大量观测资料的基础上进行深入的研究,可以较好地揭示极端天气发生的机制,做出有效的预警和预报。

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另一方面,我们也要意识到人类活动可能产生的潜在影响,努力减缓气候变暖趋势。如尽可能减少温室气体排放,合理利用土地资源,减少对地球自然植被的破坏;科学规划城市用地面积和布局,降低城市的热岛效应。

小编的话:

此外,我们还应增强减灾意识,健全各种应急与预防体系,做好各种极端天气的应对措施,最大限度地减少极端天气造成的各种灾害损失。

我国是世界上自然灾害种类最多的国家,除了干旱、洪涝等极端天气,地震、山体崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害也十分频繁,严重危害人类社会生活。

本文转载自:地震三点通

面对自然灾害,人类并非无能为力。我国早在2200多年前修建的都江堰水利工程,就充分展示了中国人民在应对和治理自然灾害方面的杰出智慧,开创了人类变水害为水利的先河。这给我们的一个重要启示:人类可以在应对自然灾害中总结经验、增长智慧,尽可能把自然灾害带来的损失降到最低,实现人与自然和谐相处。

提高自然灾害防治能力,也离不开社会力量的广泛参与,只有加强政府与社会力量、市场机制的协同配合,充分调动社会各方面的积极性,才能形成灾害防治工作的强大合力。

在第24个中小学生安全教育日来临之际,我们向您倡导,除了教会孩子一些必要的安全常识以及处理突发事件的方法,也要注意培养孩子的自我保护能力及良好的应急心态,并在日常生活中为预防和减轻自然灾害做出力所能及的努力。

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