编辑：宁证期货房俊

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  中国气象局 

  去年12月以来全球极端天气气候事件频发空间天气事件也偶有发生美国龙卷、巴西暴雨、“尤妮斯”风暴等在全球天气舞台竞相上演为此，小编特意聚焦近期全球多地发生的极端天气气候事件及空间天气事件还原事件起源、影响带大家探寻事件背后的启示以及气候变化的身影。

  汤加火山爆发

  1月14日至15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛火山喷发并引发海啸，这是近30年来全球规模最大的一次火山爆发，该火山喷发的烟雾和灰烬给环境带来巨大影响，也引发了人们对其可能导致气候变冷的猜测。

  资料显示，大型火山爆发后，通常导致一到两年内全球气温异常下降。这是由于火山喷发将各种颗粒物和气体释放到大气中，其中最重要的气候效应是由向平流层释放的含硫气体（以二氧化硫为主）造成的。二氧化硫进入大气后，可在几周内形成硫酸盐气溶胶，其进入平流层后会快速向全球平流层输送，通过平流层“剩余经向环流”，在热带地区将火山气溶胶抬升，并在中纬度地区将其向极地输送，再在高纬度地区将它们带回对流层。

  一系列研究表明，火山爆发一般会对未来一到两年全球和东亚气候产生持续影响，大概出现0.3℃左右的降温效应。对于我国而言，火山爆发可减弱次年东亚夏季风强度，导致我国夏季雨带偏南。同时，还可能增加今年我国阶段性低温事件的概率，并可能导致今年我国降水总体区域减少，气象干旱发生概率上升。

  专家表示，一次剧烈的火山爆发带来短暂的地面气温降低，并不意味着全球气候变暖的趋势从此改变，因为随着大气环流和沉降等过程，火山活动产生的气溶胶粒子最终回到对流层内并从大气中消失，全球地面气温也将重新回到原本的上升轨道。因此，偶然的火山爆发可减缓长时间序列全球气候变暖的猜想是不切实际的。

  但正如前面所说，短时和区域尺度上的天气气候变化还是会受到火山活动的影响，目前对于云-气溶胶-辐射过程的相互作用和微物理过程认知仍很有限，对于基于气溶胶的太阳辐射干预（SRM）冷却潜力认知还有很大的不确定性。下一步研究工作中，有必要利用包括更完备的云-气溶胶-辐射过程的高分辨率模式，对SRM方法进行模拟研究，并加强在不同地点和时间实施的不同SRM方法对全球和区域气候影响的研究。

  巴西暴雨

  2月15日，巴西彼得罗波利斯突降暴雨，造成山体滑坡，截至2月22日已造成至少193人死亡、69人失踪。

  彼得罗波利斯是巴西里约热内卢州的一座山城，曾是巴西末代皇帝的避暑之地，但是连日来的暴雨让这座历史名城满目疮痍。2月15日，该地在短短6小时内下了260毫米的暴雨。巴西气象学家谢鲁契表示，这是当地近90年来最大雨量，高于以往2月一整月的降雨量。事实上，自去年12月以来，巴西东北部、东南部等地频降暴雨，并多次触发洪水和山体滑坡灾害。

  受暴雨影响，今年1月，全球第二大铁矿(755, 33.50, 4.64%)巨头也不得不暂停在米纳斯州部分铁矿山的生产，停工影响了约150万吨铁矿石的生产。此外，巴西也是世界著名的粮仓之一。早在2021年，世界各地发生的一连串极端天气事件破坏了许多农作物的生产，推高部分农产品价格。目前，暴雨已严重影响巴西农作物的收割，美国银行下调巴西谷物供应预测数据，且巴西天气状况仍不稳定，加剧了人们对今年农作物产量的担忧。英国《金融时报》预测，罕见的极端天气将持续，2022年粮食价格仍维持高位。

  在当前全球气候变化大背景下，极端天气愈加频发。特别是2021年底，拉尼娜现象连续第二年出现，预计这一现象将加剧世界各地的降雨和干旱。农业受气候变化影响严重，农作物减产和价格上涨可能导致一些适应能力较差、依赖进口的国家面临粮食短缺问题，并增加全球消费者的生活成本。提前对天气气候做好预判，进而作出积极应对，世界各国还有很长的路要走。

  太阳风暴摧毁美国“星链”卫星

  美国太空探索技术公司（SpaceX）于北京时间今年2月4日发射的49颗“星链”卫星，因受到地磁暴影响，约40颗“星链”卫星无法进入轨道。

  此次事件是由太阳风暴造成的最大规模的卫星损失，以及首次因大气密度增加而引发的大规模卫星故障。

  据悉，此次引发大面积卫星失效的空间环境扰动过程的来源包括一次日冕物质喷发（CME）和后续的冕洞高速流，地球磁层的响应指标只有2月3日和5日的两次最小级别的地磁暴。但经过中国气象局国家空间天气监测预警中心的综合分析显示，伴随着地磁暴过程，地球两极地区的能量注入非常巨大，其规模超过中等地磁暴所引起的能量注入。这种能量由地磁活动中被加速的高能粒子注入两极区域，将能量传递给这里的高层大气，造成大气加热，并向低纬地区扩散。底层大气受热膨胀，使卫星轨道上的大气密度增加，卫星所受阻力增大。

  此外，值得注意的是，自2021年下半年开始，太阳爆发活动明显增加，不仅是发生频率，对地球的影响（包括地球磁场和天气气候等）也明显增强，这是太阳活动进入第25个高年的特征。应对这种状况的有效前提是准确预报，综合利用风云系列气象卫星和地面技术支撑，将有利于提升太阳活动预报的准确性。

  美国西部干旱

  当地时间2月21日，美国加利福尼亚州由于持续干旱，湖水水位仍然很低，周围土地干裂。加州州长加文·纽森早在2021年10月就宣布，该州将长期进入“干旱紧急状态”，并要求加州人主动减少15%的用水量。美国干旱监测机构也表示，该地区在2020年末至2021年一直处于干旱状态。

  这是2021年8月20日在美国内华达州博尔德附近的米德湖拍摄的提示岩石的浮标。受美国西部地区干旱天气影响，科罗拉多河进入缺水状态，位于内华达州和亚利桑那州之间的美国最大水库米德湖水位降至历史低点

  当前，美国西部大部分地区出现长达20年的干旱，属于最严重的特大干旱。2020年夏季至2021年夏季的高温和低降水量，导致干旱形势变得更加严峻，因此，需要出现多个多雨的年份来挽救旱情带来的损失。换句话说，这场前所未有的干旱，不会因为一个多雨的年份而终结，至少旱情不会在今年缓解。

  此外，除了降雨，高山冰雪融水作为河流的重要水源，也很难得到补充。一般情况下，冬季降雪补充山中的积雪，夏季气温升高，积雪融化，形成地表水。但随着气候变化加剧和冬季气温升高，降雪量将减少，这对于缓解干旱极为不利。加州大学洛杉矶分校气候科学家丹尼尔·斯温直言，如果没有气候变暖的问题，普通的旱灾不会演变成特大干旱。因此，人类必须改变与自然的关系，否则还会有更糟糕的情况出现。

  马达加斯加洪涝

  2月以来，马达加斯加先后受热带气旋“巴齐雷”“杜马科”登陆影响，出现严重的暴雨洪涝灾害和人员伤亡。

  马达加斯加位于西印度洋海域，是热带风暴多发区。2月6日凌晨在马达加斯加岛菲亚纳兰楚阿附近地区登陆的“巴齐雷”，登陆时中心附近最大风力16级（相当于我国的超强台风级）。受“巴齐雷”影响，马达加斯加中南部地区出现强风雨天气。风云气象卫星监测显示，其登陆时风暴中心眼区清晰，结构对称，环流中心附近及外围云带强对流发展旺盛，登陆后造成东部沿岸地区严重洪涝灾害。我国气象部门利用风云卫星资料对上述地区的水体变化进行了监测，可以看到菲亚纳兰楚阿省沿海多处河道明显增宽。

  值得注意的是，此前马达加斯加正遭遇气候变化带来的长期干旱，很多农作物无法正常生长。特别是2021年，马达加斯加经历40年来历时最久的干旱，给当地农业造成严重打击，但近期的洪水将会对长期干旱有所缓解。

  近年来，受全球气候变暖影响，旱涝急转在我国也频繁发生，特别是华南和西南等地，为了尽可能减少极端天气给当地带来的影响，应加强此类天气发生的机理研究，提升预报预警能力。

  “尤妮斯”风暴

  2月18日，大西洋风暴“尤妮斯”侵袭英国、德国、荷兰、比利时等欧洲多国，已造成多人死亡，并导致大量航班取消、列车停运和渡轮停航。“尤妮斯”可能是英国近30年来遭遇的最强风暴，英国气象局发布了最高级别风暴红色预警。

  “尤妮斯”属于温带气旋，在冷暖空气激烈对抗时伴随锋面出现。同一锋面上有时会接连形成两到五个温带气旋，自西向东依次推进。受全球变暖和拉尼娜事件影响，2月以来北大西洋海表温度异常偏暖，大西洋副热带高压异常偏强。与此同时，极涡偏向大西洋和欧洲大陆，在大西洋中高纬地区形成相对稳定的锋面，为温带气旋的形成创造非常有利的条件。来自极地的冷气团快速南下进入西风带，有利于气旋维持稳定并不断发展，而英国南部持续受气旋系统南部的异常西风影响，最终形成强风暴事件。

  此外，“尤妮斯”风暴之所以造成如此巨大的破坏，很可能与大西洋东部上空出现的刺状急流有关，这种在风暴内部形成的细小而狭窄的气流，可在100公里以内的区域范围内产生强风。刺状急流会随着风暴而移动，且像一条风暴生产线，源源不断地每一到两天产生新的风暴。它是强风的核心，有时会在快速加强的低压区域形成并向地面延伸。

  刺状急流发生在某些类型的温带气旋中，它在距地表上方大约5公里处形成，然后下降到气旋的西南侧，靠近其中心，在此过程中不断加速，并从大气上层带来快速移动的空气，可持续1小时至12小时。此外，刺状急流难以预测且相对罕见，这使风暴变得更加危险。

  对未来气候的预测表明，到2100年，具有刺状急流前兆的气旋比例将增加45%，在未来气候变化背景下，具有刺状急流前兆的爆发性气旋引起的相关风险在欧洲将大幅增加。

  美国“超级龙卷”

  当地时间2021年12月10日晚至11日凌晨，龙卷重创美国中南部多地，造成近百人伤亡，此次龙卷灾害有影响范围广、强度大、持续时间长等特点。

  龙卷是强对流天气的一种，充足的水汽和不稳定能量是强对流发生的必要条件。通常来说，美国龙卷多发于春季，由于冬季气象条件总体不太利于强对流活动，属龙卷淡季，特别是12月发生龙卷和强龙卷的概率总体较小。此外，龙卷属于小尺度天气过程，不仅影响范围相对较小，持续时间也不会太久。但此次龙卷事件持续4个多小时，其中一个被称作“四州龙卷”的单体，行程超过375公里，跨越阿肯色州、密苏里州、田纳西州和肯塔基州。

  我国风云三号D星监测图像显示，此次过程的主要影响天气系统为锋面气旋云系，其头部位于加拿大东南部，锋面主要影响美国中东部地区。专家认为，在锋面右侧出现明显的向外流出的卷云羽，说明对流层高层的辐散较强，有利于强对流天气的发生。

  此外，在龙卷发生时，存在深厚的西风带大槽，地面则为典型温带气旋发展。强大的高空干冷急流叠加在强盛的西南低空暖湿急流之上，冷暖交汇造成强烈的不稳定大气层结。值得注意的是，龙卷的发生还需要较强的低空垂直风切变。2021年12月10日，美国中南部地区有强冷锋过境，而此时近地面气温较高，积聚了大量不稳定能量。同时，水汽输送和低层风垂直切变条件较为有利，形成了发生大范围强对流天气的物理环境。

  在强对流天气监测预报综合能力方面，美国在全球的水平首屈一指。但由于此次龙卷发生在夜间，加大了防范和避险难度，此次预报预警也略显保守。为了减少不同极端天气带来的影响和风险，强化极端天气科学机理研究，构建综合气象保障服务体系等十分必要。

  在未来很长一段时间内，全球天气气候波动将变得更加剧烈，增强气候韧性、荡起“韧性”的双桨，可能是应对气候变化、为人类遮风挡雨的有效“武器”之一！