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2021 年，刷新的最熱 7 月

NOAA 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2021 年 7 月，是有氣象記錄以來最熱的 7 月。此前最熱的 7 月出現(xiàn)在 2016 年、2019 年和 2020 年。從數(shù)字上看，比 2016 年創(chuàng)造的 7 月平均溫度記錄僅高 0.01℃，但和 1900-1999 年的平均溫度高 0.93℃。

7 月是一年中，北半球最熱的月份，也是全球平均氣溫最高的月份。北半球陸地均溫，也刷新了有氣象記錄以來的最高記錄。8 月 9 日，IPCC 發(fā)布《氣候變化 2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》的最科學(xué)評估報(bào)告稱，從 19 世紀(jì)以來的溫室氣體排放，導(dǎo)致工業(yè)化之后全球溫度相比工業(yè)化之前高出 1.1℃，預(yù)計(jì) 20 年后，會上升到 1.5℃。除非立即、迅速、大規(guī)模減少溫室氣體排放，否則無法將升溫限制到 1.5℃甚至 2℃。

2021 年 6 月地表氣溫均平均值分布狀況，參照 1981-2010 年時(shí)段，紅色越深，表明高于平均值越多；藍(lán)色越深，表明低于平均值越多。

2021 年 6 月地表氣溫均平均值分布狀況，參照 1991-2020 年時(shí)段，紅色越深，表明高于平均值越多；藍(lán)色越深，表明低于平均值越多。

整體分布狀況：大多數(shù)陸地、大部分海洋的氣溫高于平均值； 高于平均水平地區(qū)分布：西伯利亞北部和鄰近的北冰洋、加拿大東北、非洲西北、西亞和青藏高原； 略高于平均水平分布：歐洲大部分地區(qū)； 低于平均水平分布：赤道東太平洋、北大西洋、南半球的海洋。

為了減少短期自然環(huán)境變化，如火山噴發(fā)、厄爾尼諾事件，造成氣溫平均水平劇烈震蕩，并減少各個(gè)數(shù)據(jù)源之間的差異，采用連續(xù) 60 個(gè)月的平均值提供全球溫度指標(biāo)。

左側(cè)坐標(biāo)軸表示近 60 個(gè)月平均溫度，右側(cè)坐標(biāo)軸為和前工業(yè)化水平對比差值，虛線為 1981-2010 年氣溫平均水平，其他曲線表示不同數(shù)據(jù)源的平均氣溫變化趨勢。

這里提供的所有數(shù)據(jù)集顯示，最近五年（2015-2019 年）的全球平均氣溫是有記錄以來最高的。和前工業(yè)時(shí)代（1850-1900 年）相比全球氣溫上升 1.1℃。1970 年代中期以來，平均每五到六年就增加 0.1°C，當(dāng)然不是勻速上升。例如，以 2003-2012 年為中心的五年均值幾乎不便， 2015-2019 年急劇上升。

1970 年代中期以來，全球平均氣溫、陸地平均氣溫上升分別約為 0.9℃、1.4oC。陸地表面的平均溫度上升速度大約是海洋表面的 2 倍。

20 年前，科學(xué)家們已發(fā)出警告?，F(xiàn)在，是該采取行動的時(shí)候了！加拿大的不列顛哥倫比亞省利頓鎮(zhèn)出現(xiàn) 49.6℃的高溫，讓專家感到震驚。正是在這樣的背景下，2021 年已經(jīng)發(fā)生了諸多極端高溫天氣：熱浪。前英國首席科學(xué)古文戴維·金說：“沒有安全的地方……誰能預(yù)料到不列顛哥倫比亞省能達(dá)到 48℃、49℃呢？”賓夕法尼亞州立大學(xué)的氣象學(xué)教授邁克爾·曼恩在其作品《新氣候戰(zhàn)爭》說，氣候變化的影響就在我們身邊，我們正處于這些戰(zhàn)爭的新階段。（當(dāng)初那些）徹底的否認(rèn)已經(jīng)演變成了 "欺騙、干擾和拖延”。現(xiàn)在，這個(gè)地球升溫極端天氣事故，未來會變得更加平常。

實(shí)際上，北美所經(jīng)歷的極端天氣事件，在 2021 年前 7 個(gè)月已經(jīng)發(fā)生多起?？茖W(xué)家們普遍認(rèn)為，人為因素因素是極端天氣變得更加頻繁、強(qiáng)烈的主導(dǎo)因素。

與此相關(guān)的研究、預(yù)測不太樂觀，大致要點(diǎn)有：

1. 全球氣候變暖導(dǎo)致極端天氣增多、強(qiáng)烈；

2. 現(xiàn)有氣象氣候模型在極端天氣下逐漸需要得到有效控制；

3. 溫室氣體排放速度放緩的 2020 年，全球氣候變暖的趨勢沒有放慢；

4. 沒有地區(qū)是安全的，全球需要攜手共同應(yīng)對氣候變化。

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更加寒冷的冬天

2021 年 2 月中旬，加拿大、美國和墨西哥北部的大部分地區(qū)出現(xiàn)了長時(shí)間的雨雪冰凍天氣部分地區(qū)出現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的極端低溫，造成交通受阻、電力中斷和數(shù)十人死亡。墨西哥灣海岸的溫度比常年平均溫度低 14-28℃，使得休斯頓出現(xiàn)了嚴(yán)寒、暴風(fēng)、大量冰雪堆積。得克薩斯州，和廣州緯度相當(dāng)，其部分地區(qū)甚至比北極圈內(nèi)的阿拉斯加還冷。

最根本的原因還是極地渦旋減弱，北極強(qiáng)冷空氣持續(xù)南下，一直推進(jìn)到墨西哥灣沿岸。而過去 40 年，極地渦旋偏弱的趨勢愈發(fā)顯著，特別是近年愈發(fā)顯著地表現(xiàn)出分裂。

極地渦旋，是指和極地近地面高壓對應(yīng)的，分布在極地上空 30 公里處形成的大面積低壓。它包含強(qiáng)冷空氣，在北半球呈現(xiàn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并使強(qiáng)冷空氣在極地附近停留更長時(shí)間。全球變暖的形勢下，極地升溫顯著，特別是冬春季節(jié)。全球變暖，北極地冬春季節(jié)升溫顯著，極地渦旋減弱，對冷空氣的束縛能力下降，導(dǎo)致極地高壓的冷空氣分裂，甚至碎裂，逃逸的冷空氣“揮師”南下，向北美洲、歐洲和亞洲地區(qū)入侵。

極地渦旋背后的科學(xué)

加拿大阻塞高壓強(qiáng)烈發(fā)展，高壓脊直指北極圈。同時(shí)，墨西哥低槽維持?！耙桓咭坏汀奔芷鹆艘蛔B接北極和美國南部的橋梁，冷空氣勢頭十足地從北極南下德克薩斯州，在遇到來自海洋豐富的暖濕氣流后，便形成了大范圍的雨雪冰凍天氣。

在全球變暖的背景下，北極渦旋等系統(tǒng)不穩(wěn)定導(dǎo)致的極端天氣、氣候事件發(fā)生頻率變得更高。2021 年 1 月，中國、俄羅斯在內(nèi)的歐亞部分地區(qū)也出現(xiàn)過強(qiáng)寒潮天氣，地中海沿岸的希臘發(fā)生大型暴風(fēng)雪。

寒潮影響地區(qū)廣泛。2014 年，美國紐約出現(xiàn) 118 年來最低溫；2016 年美國強(qiáng)冬季風(fēng)暴“喬納斯”；2016 年韓國南部極端寒流，2018 年 1 月美國東海岸爆發(fā)性氣旋影響打破近百年來最低紀(jì)錄、同年 3 月極端初寒流橫掃歐洲，2019 年 2 月哈薩克斯坦最低氣溫跌破-40℃。

2021 年 1-2 月，我國氣候總體偏暖，但氣溫冷暖起伏劇烈：前期偏冷，后期顯著偏暖，極端冷事件和極端暖事件頻繁發(fā)生。自 2020 年 12 月我國出現(xiàn)寒潮威脅，橫掃南北。1 月 6-8 日，我國中東部大部地區(qū)遭遇強(qiáng)冷空氣寒潮襲擊，降溫幅度大、影響范圍廣、低溫極端性強(qiáng)、大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長，京津冀、山東、陜西等?。ㄊ校?0 余個(gè)國家級氣象觀測站的最低氣溫達(dá)到或突破建站以來最低紀(jì)錄，北京大部地區(qū)最低氣溫在-24～-18℃。

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北美熱浪

2021 年 6 月底，熱浪席卷美國西北部、加拿大西南部等地，一些地區(qū)氣溫飆升至約 49.6℃，致數(shù)百人喪生。從 6 月 25 日到 7 月 1 日，加拿大不列顛哥倫比亞省驗(yàn)尸官辦公室收到了 700 多起死亡報(bào)告，這一數(shù)據(jù)是正常數(shù)量的 3 倍，而其中大多數(shù)與極端高溫有關(guān)。民眾不斷向當(dāng)?shù)匦l(wèi)生服務(wù)部門施壓，要求就“為何沒有為應(yīng)對高溫?zé)崂俗龊脺?zhǔn)備”給出解釋聲明。

2021 年 6 月開始的北美高溫很極端

上圖中，加拿大的不列顛哥倫比亞省利頓鎮(zhèn)出現(xiàn) 49.6℃的高溫，讓專家感到震驚。正是在這樣的背景下，2021 年已經(jīng)發(fā)生了諸多極端高溫天氣：熱浪。前英國首席科學(xué)古文戴維·金說：“沒有安全的地方……誰能預(yù)料到不列顛哥倫比亞省能達(dá)到 48℃、49℃呢？”

賓夕法尼亞州立大學(xué)的氣象學(xué)教授邁克爾·曼恩在其作品《新氣候戰(zhàn)爭》說，氣候變化的影響就在我們身邊，我們正處于這些戰(zhàn)爭的新階段。（當(dāng)初那些）徹底的否認(rèn)已經(jīng)演變成了 "欺騙、干擾和拖延”?，F(xiàn)在，這個(gè)行星（指地球）升溫如此危險(xiǎn)的天氣事故，（未來）會變得更加平常。

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歐洲也有極端高溫？

6 月最后一周，歐洲出現(xiàn)極端高溫。7 月底，西歐和斯堪的納維亞半島遭遇第二次破紀(jì)錄的熱浪襲擊。世界天氣歸因組織（WWA）對此次廣泛的熱浪天氣發(fā)布報(bào)告表示，此次極端高溫最重要的原因是人類活動。若沒有人類影響，如此極端的氣溫天氣在德國和英國為數(shù)百年一遇。受常年氣候溫和的影響，歐洲西部家庭空調(diào)普及率在 2017 年不足 5%，因此，夏日會很難過。

歐洲 7 月的極端高溫激烈而短暫，維持了 4 天左右。

7 月 25 日，法國北部、中部，多地高溫紀(jì)錄在大幅抬升。巴黎的極端高溫從 40.4℃刷新到 42.6℃

比利時(shí)和荷蘭，第一次超過 40℃。德國巴伐利亞州極端高溫從 40.3 刷新到 41.2℃。英國劍橋測得歷史最高氣溫 38.7℃。高溫在西歐肆虐，而后向北蔓延。27 日，斯堪的納維亞半島 28 個(gè)地區(qū)出現(xiàn)超過 20℃；次日，芬蘭赫爾辛基測得 33.2℃的新紀(jì)錄。

歸因研究：氣候變化導(dǎo)致高溫天氣更易再現(xiàn)

與 6 月高溫成因類似，7 月源于西歐的一條高壓脊與伊比利亞半島近海的低壓系統(tǒng)配合，引發(fā)了從西北非、西班牙到法國、德國、比利時(shí)、荷蘭、盧森堡的強(qiáng)烈熱空氣平流，幾天后最終到達(dá)斯堪的納維亞半島。

世界天氣歸因組織用 8 組不同的計(jì)算機(jī)模型對熱浪進(jìn)行模擬計(jì)算發(fā)生的可能性。結(jié)論是，7 月下旬的熱浪在西歐大陸上非常極端，沒有人為氣候變化的條件下，相同強(qiáng)度的熱浪在英國和德國將變?yōu)?30-300 年一遇，而在法國和荷蘭，將變?yōu)榍暌挥?，并且這些熱浪肆虐的國家均溫將下降 1.5℃-3℃。但當(dāng)前氣候條件下，7 月熱浪在英國和德國約為 10-30 年一遇，在法國、荷蘭約為百年一遇。

值得關(guān)注的是，從歐洲熱浪近年極端高溫的發(fā)生時(shí)間 2003 年、2010 年、2015 年、2017 年、2019 年 6 月和 2019 年 7 月來看，極端高溫（熱浪）變得更加強(qiáng)烈、出現(xiàn)概率更高。

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強(qiáng)降水增多

歐洲中西部地區(qū)連日出現(xiàn)強(qiáng)降雨，引發(fā)大規(guī)模洪水，德國西部的重災(zāi)區(qū)至少 179 人死亡。英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的海利·福勒教授等人研究發(fā)現(xiàn)，受氣候變化影響，未來產(chǎn)生強(qiáng)降雨的風(fēng)暴在歐洲發(fā)生的頻率可能會顯著增加?！斑@（項(xiàng)研究）與當(dāng)前歐洲發(fā)生的洪澇一起敲響警鐘，需要我們改進(jìn)緊急預(yù)警和管理系統(tǒng)，并將氣候變化安全因素納入我們的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)中?！?/p>

天氣與氣候?qū)W家丁一匯認(rèn)為，氣候變化影響下，全球氣候帶正在發(fā)生著變化。且大氣比濕增大，則更易出現(xiàn)降水。對于東亞夏季風(fēng)區(qū)，季風(fēng)水汽輸送帶將會更強(qiáng)，并且北推更明顯，中國北方可能更將面臨更強(qiáng)的降水與持續(xù)性強(qiáng)暴雨。中國科學(xué)院大氣物理研究所高守亭分析，總體而言，同過去 20 年相比，華北降水已出現(xiàn)緩慢回升趨勢，未來會越來越多。

7 月 20 日，24 小時(shí)內(nèi)鄭州市平均降水量 627.4 毫米，相當(dāng)于過去一年的降水量。16:00-17:00 的 1 小時(shí)內(nèi)降水最大達(dá) 201.9 毫米，刷新了超過我國陸地小時(shí)降雨量極值。15:00-18:00 的 3 小內(nèi)，鄭州降水超過 300 毫米。而鄭州最強(qiáng)降雨歷史記錄中，1986 年 7 月 3 日降水 6 小時(shí)累計(jì) 201 毫米。

中國氣象局在會上通報(bào)，造成此次河南省強(qiáng)降雨的原因共有四點(diǎn)：

大氣環(huán)流形勢穩(wěn)定。副高和大陸高壓分別穩(wěn)定維持在日本海和我國西北地區(qū)，二者之間的低壓天氣系統(tǒng)在黃淮地區(qū)停滯少動，造成河南中西部長時(shí)間出現(xiàn)降水天氣。隨著全球氣候變暖，北極冰蓋融化，北半球高、中緯度溫度梯度減小，大氣上層西風(fēng)帶減弱，這將造成副熱帶高壓明顯東移，進(jìn)而使中國華北地區(qū)降水帶東移。 水汽條件充沛。7 月中旬河南處于副高邊緣，對流不穩(wěn)定且能量充足，18 日西太平洋有臺風(fēng)“煙花”生成并向我國靠近。受臺風(fēng)“煙花”外圍和副高南側(cè)的偏東氣流引導(dǎo)，大量水汽向我國內(nèi)陸地區(qū)輸送，提供了充沛的水汽。 地形降水效應(yīng)顯著。受深厚的偏東風(fēng)急流及低渦切變天氣系統(tǒng)影響，加之太行山區(qū)、伏牛山區(qū)特殊地形對偏東氣流起到抬升輻合效應(yīng)，強(qiáng)降水區(qū)在河南西部、西北部沿山地區(qū)穩(wěn)定少動，山地迎風(fēng)坡前降水增幅顯著。 “列車效應(yīng)”明顯。穩(wěn)定天氣形勢下，中小尺度對流反復(fù)在伏牛山前地區(qū)發(fā)展并向鄭州方向移動，形成“列車效應(yīng)”，導(dǎo)致降水強(qiáng)度大、維持時(shí)間長，引起局地極端強(qiáng)降水。中小尺度天氣系統(tǒng)由大尺度系統(tǒng)孕育，中小系統(tǒng)產(chǎn)生、壯大后，對大尺度系統(tǒng)起到反饋?zhàn)饔茫沟帽┯晗到y(tǒng)加強(qiáng)和延續(xù)。一次大暴雨的生命史是復(fù)雜的，這讓不同天氣尺度系統(tǒng)相互作用是一種非線性問題，暴雨預(yù)報(bào)的困難即在于此。

7 月，日本靜岡縣和神奈川縣等地普降大雨。日本氣象協(xié)會分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，從靜岡縣、神奈川縣創(chuàng)下有記錄以來降雨量最高值。印度多個(gè)邦的降雨量大大超過多年平均值，其中暴雨引發(fā)的災(zāi)害在馬哈拉施特拉邦已造成至少 138 人死亡。印度科學(xué)和環(huán)境中心的研究發(fā)現(xiàn)，從 2020 年 4 月到 2021 年 3 月，印度累計(jì)發(fā)生 185 萬次雷擊事件，較上年同期增長 34%。

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臺風(fēng)威脅

海洋擁有遼闊的面積、巨大水體，為大氣提供熱力驅(qū)動、水汽來源，是氣候系統(tǒng)最大的熱量儲備庫，在氣候系統(tǒng)中扮演著重要角色。海洋表面提供的暖濕水汽，為颶風(fēng)的形成和發(fā)展提供了充足的動力。海洋變暖使颶風(fēng)（臺風(fēng)）更強(qiáng)，還令其登陸后衰減速度變慢，持續(xù)時(shí)間更長。

1949-2016 年，颶風(fēng)移動速度減慢了約 10%。颶風(fēng)移動變慢的原因之一，是全球氣候變暖使夏季熱帶環(huán)流減弱。氣溫變暖，導(dǎo)致西風(fēng)帶向極地推進(jìn)過程，伴隨較弱的中緯度天氣擾動，這些變化可導(dǎo)致颶風(fēng)移動速度在亞洲、北美一些人口稠密地區(qū)減慢。2018 年《自然》上的一項(xiàng)研究提出，颶風(fēng)的平均時(shí)速從 1949 年 19 公里/時(shí)下降為 2016 年的 17 公里/時(shí)。

臺風(fēng)煙花移動路徑

2021 年 7 月，臺風(fēng)“煙花”登陸中國東部沿海之后，從舟山普陀到嘉興平湖的 130 公里路程，花費(fèi) 21 小時(shí)，速度約為 6 公里/小時(shí)，而普通人正常步行速度大約 4-4.5 公里/小時(shí)。還有比臺風(fēng)“煙花”移動速度更加緩慢的臺風(fēng)：2018 年 16 號臺風(fēng)貝碧嘉，最慢時(shí)速為 3 公里/時(shí)。

由于其移動速度慢、覆蓋范圍廣，極易出現(xiàn)大范圍、持續(xù)性強(qiáng)降雨，導(dǎo)致江河洪水峰高量大，洪澇和山洪地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率大，加上恰逢天文大潮，將形成風(fēng)、暴、潮、洪共同作用的極端不利局面。

令人擔(dān)憂的是，過去 80 年，每個(gè)十年都比前十年更暖。2020 年，受全球新冠肺炎疫情影響，全球碳排放量有所下降，但全球海洋溫度上升刷新了歷史記錄，這與海洋對氣候變化響應(yīng)的緩慢和滯后性有關(guān)。

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結(jié)束語?

2021 年美國十億美元損失的天氣氣候?yàn)?zāi)害

全球變暖使暴雨、洪澇、干旱、臺風(fēng)、高溫?zé)崂?、寒潮、沙塵暴等極端天氣頻繁發(fā)生。

并非每次極端天氣氣候事件都要和氣候變暖有直接關(guān)系，不過，每次極端天氣，都給人類敲響了警鐘：全球氣候變暖，給自然地理環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn)，是我們需要亟需著手應(yīng)對的生存、發(fā)展挑戰(zhàn)。