全球的异常气象与气候变化

发布时间：84年12月01日

编译蔡仁兴

近年来，异常气象在世界各地几乎每年发生。表1为当今世界上发生的主要的异常气象。1980年夏季，美国及日本等国家和地区发生的罕见的热浪与冷夏尤为引人注目。异常气象给人类社会的日常生活与经济活动造成了巨大的影响，引起人们的广泛注意。

所谓异常气象即出现明显偏离过去30年气候值的天候。具体地说就是：在过去30年中，各气象测站没有测到过的月平均气温和月降水量。或者说，在月平均气温呈正态分布时，将月平均气温距平大于2倍的场合定为异常高温或异声低温，将月降水量大于或小于过去30年中任何一个值的场合定为异常多雨或异常少雨。由此可见，异常气象是指气温和降水量的异常。

1. 世界的异常气象

从全球范围看，1930年代至1940年代多为异常高温，1950年代以后多为异常低温。1930年代至1960年代，异常低温频繁发生，证实了地球气候的冷化趋势。但从1960年代至1970年代的十多年中，世界气候发生了逆向变化，地球气候趋向暖化。根据全球气候趋向，可将世界分成七个地区：苏联、亚洲北部，欧洲，北美，南美经常发生异常低温，非洲多发异常高温，亚洲南部，澳大利亚异常高温与异常低温的发生数基本相等。

全球降水量的异常状况不明显，但各地区降水量的差异十分悬殊，如欧洲、北美、苏联、亚洲北部雨量异常偏少，亚洲南部、澳大利亚雨量异常偏多。

2. 全球气候的演变

到1920年代止，北半球处在低温期，在这以后的30 ~ 40年中，北半球趋向暖化。自1960年代下半期至今，北半球暖化现象加速，尤其是1981年的年平均气温达到了近百年来的最高值。最近，有关学者向人们发出营告，二氧化碳的温室效应今后会使地球气温有所升高。但是，1980年代初期北半球气温迅速上升的现象又很难与二氧化碳温室效应直接联系起来。

其次，近10年的气温（1973 ~ 1982）与前10年相比，北美与苏联等高纬地区气温明显上升，其他地区也略有上升，澳大利亚北部与北美南部部分地区的气温略有下降。从降水量来看，欧亚大陆雨量偏多，澳大利亚雨量偏少。

气候变化直接反映出广区大气状态的变化，大气的移动由极地与赤道太阳辐射的不均质加热所致。极地与赤道的温差是大气运动的动力源。从长期倾向来看，1960年代下半期后，极地与赤道间的温差减少，由此推论，最近的大气动力源有所减弱。

3. 异常气象与气候变化的原因

异常气象的生成归咎于大气环流形式的变化。大气环流分为东西环流与南北环流两大型式。据说，当大气呈南北环流形式时，容易发生异常气象。可是在东西环流形式场合也有可能发生异常气象。因此很难以大气环流的不同形式来阐明异常气象的发生机制。一般地说，偏差大的气压分布持续一个月以上是致发异常气象的直接原因。促使大气环流持续出现大的偏差的主要原因有以下几个方面。

由力学因素引起偏西风波动的变化

目前，长期持续稳定的大气气流是以复数形式存在的这一学说引起人们的注意，这是以大气阻塞现象（偏西风气流持续大蛇行大多会诱发异常气象）提出的一种假说。此外，由海陆分布与西藏高原引起的强制性稳定扰动同大气固有的扰动作用共鸣形成的大气阻塞现象、大气中扰动的相互作用与气流的力学不稳定生成、维持的阻塞现象等学说也受到人们的重视。这些观点都认为异常气象是由大气运动本身的性质引起的。

海面水温的变化

太平洋东部赤道海面几年出现一次的海面水温明显升高是近年来异常气象多发的一大原因。这就是埃尔尼诺现象。赤道海域水温的变化极大地影响着低纬度大气的动向，并涉及到中、高纬度大气的运动，改变了中、高纬度的气压场。中、高纬度海水温度的变化又促使这一广大区域内的天候发生异常变化。

火山爆发

火山爆发后产生的大量二氧化硫气体与水汽升腾到平流层，在平流层中滞留几年之久的这类微粒子遮蔽了太阳的直射，减少了到达地面的日射量，使地面气温下降。随之地球上的气温分布发生变化，大尺度大气运动也随之变化，导致了异常气象的发生。

冰雪面的变化

当南北两极、西伯利亚以及北美大陆等地区的冰雪面积与海冰面积发生变化时，地球表面的日射反射量以及与大气热量的应答、蒸发及降水量也会发生变化，从而改变了地球的气温分布，大尺度大气运动也相应变化，促成了异常气象。

土壤水分的变化

亚热带等半干燥地带土壤水分的变化会改变蒸发扩散与日射反射、日射吸收量。例如，土壤水分减少会增大日射反射量，下降气流随着气温下降而增强，引起干燥气候。

接着再分析一下造成气候变化的原因。地球气候的形成除了取决于太阳入射能与地球放出能的平衡以外，还不可忽视大气、海洋、冰雪、陆地及生物圈之间能量交换的平衡。一旦这种平衡状态发生变化，气候也会相应变化。与能量平衡相关的因素除了自然原因之外，目前着重提出了人类活动对能量平衡所产生的影响。

太阳活动

直至地球大气上限的太阳能是一个太阳常数，其增减幅度为1 ~ 2%。据气象卫星雨云7号的观测，太阳常数的变化幅度为平均值的0.45%。

太阳黑子增大则表示太阳活动频繁。太阳黑子的变化对能量变化的影响不大，但紫外线与微粒子流的强度则相对发生很大的变化，它与气候变化之间存在着统计相关。但其物理过程有待研究探明。

海洋

海洋占地球面积70%以上，整个海洋的热容量极大，海水温度与海流的变化是造成气候变化的一大因素。海面附近的水温分布不但直接左右着大气与海洋之间的热能与水汽交换，而且还给大气环流造成了莫大的影响。海流则对地球上热量的南北输送基本上与大气作出同等的贡献。一般地说，要明确海洋与气候的关系，必须经常地把握海面水温分布，搞清海流的热输送过程，从而掌握海洋环流的机制。但是，海洋与大气的相互关系极为复杂，目前尚没有充分的认识它。

4. 气候趋势预测

根据日本及世界各国气候专家及各国气象组织的见解，今后世界气候趋势预测例示在表3中。