杨舒楠：在气候行动最前线——关注极端灾害性天气

 

杨舒楠 中央气象台首席预报员

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一、天气、气候与气候变化

（一）大气的运动和尺度

天气的形成主要与大气的不断运动有关，且其运动会受到很多因素影响，比如太阳照射、地球转动等。虽然我们看不到大气，但实际上大气呈现为波状，且波长有长有短，与大气运动息息相关。

大气运动还有一个尺度的概念，就好像我们往湖里扔石子会引起波浪一样，但是这个波浪同样存在多种其他成因，比如风吹、潮汐等，甚至是叠加在一起的。大气中的波动也是这样，可以是不同尺度的波动叠加起来，也可能是一种非常复杂的波动。根据这些波动的时间和空间的范围、尺度的不同，我们可以将之分为天气和气候。一般来说，以日、周为尺度的就是天气的概念，以月、季度、年为尺度的就是气候的概念，以三十年为尺度的就是气候变化的概念。

（二）气候与气候变化

天气是指某一个地区距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态，比如晴天、下雨、打雷、闪电以及相关的气温等，而气候则是指一个地区大气的多年平均状况。天气可能存在一定的不稳定，比如今天是晴天，明天可能下雨，后天可能刮风，大后天可能是高温天气，但是气候总体上是有一定稳定性的。这一点也反映在世界气候分区上，比如中国是典型的季风气候区，即其季风气候具有一定的稳定性，且会持续很长一段时间，呈现出比较稳定的特点，包括夏季较热、湿润多雨，冬天寒冷、干燥少雨。此外，我们常说的四季、二十四节气，实际都是气候层面上的概念，指的是人们长年总结得出的经验，且同样具有一定的稳定性。根据世界气象组织的规定，我们通常把三十年作为一个标准的气候年，来计算气候的一些特征。

我们都非常关注的气候变化问题，其成因包括太阳和地球之间的星体运动、地球上地质环境的改变、人类的活动等，而其带来的影响如全球变暖是非常突出的。在2020年往后的八十至一百年里，气温如果持续增长的话，很可能会增长1.5-4℃，导致2020年以后新出生的人的生活环境与前人相比有着非常大的变化。气温的变化实际上会引发一系列的后果，比如生物多样性丧失，即很多动物将会面临灭绝的风险；旱灾导致大量人口陷入水资源缺乏的环境中，且粮食安全受到很大威胁；极端高温天气既会使火灾发生的概率明显增长，也不可避免地造成冰川融化，导致海平面上升与洪灾多发等。

 

二、气象灾害与灾害性天气

（一）气候变化背景下灾害性天气频发

近十年来，全球都处于一种极端自然灾害频发的状态中，比如美国的龙卷风、印度的高温、汤加火山喷发、澳大利亚山火、欧洲的洪水等。仅2022年一年，全球范围内有记录的较严重灾害就有300多次。从灾害类型来看，排名前10的高影响灾害都与气象相关，比如洪水、干旱、风暴等。相较于以往的数据，2023年的灾害数量呈现明显的上升趋势，特别是洪水、风暴、山火、干旱等与气候变暖相关的灾害。

（二）我国是世界上自然灾害最严重的国家之一

我国国土面积非常辽阔，且地形复杂，所以也是世界上自然灾害最严重的国家之一。在相关自然灾害中，71%都是气象灾害，实际影响最为严重的是暴雨洪涝、干旱、台风，而低温以及风暴、雷电也给我们带来了很大的损害。

1.暴雨

可以说，暴雨是我们在日常生活中遇到最多的灾害性天气，也就是下得很大的雨。什么是暴雨？中国气象上规定，24小时降水量为50毫米以上的强降雨称为“暴雨”。实际上，暴雨的标准各不相同，与各国、各地区特有的气候背景、总体下雨强度相关。比如，一些热带国家的降水量非常充沛，一年3000-4000毫米都是很常见的，所以一天100毫米都是比较常见的。

在暴雨之上，我们还制定了大暴雨、特大暴雨的标准，比如特大暴雨是24小时降水量达到250毫米以上。雨的强度越大、下得越急，带给城市排涝功能的压力就越大，积水的情况就会越明显，造成的整体伤亡和损失也会越严重。

所以，暴雨的灾害性是比较强的，除了强降雨过程中的严重影响外，还非常容易引发各种次生灾害。这些次生灾害的影响都是很大的，包括山洪、泥石流、城市内涝，还有严重损害农作物和农业设施、农业渍涝，以及对生态环境、公共卫生造成巨大影响。

2.台风

台风的结构基本上是螺旋状的近乎圆形的云系，中间有着漂亮的台风眼。台风通常是发生在热带海洋的海面上的天气系统，其特点是生成之后便开始移动，在移动到陆地上之后就会造成严重影响。在全球各地，台风有着不同的称呼，比如中国称其为台风、美国称其为飓风，而印度洋一带地区称其为热带风暴或气旋风暴。

我国主要是受西北太平洋和南海的台风的影响，也是全球整个热带系统中最为活跃的海域。关于台风的等级划分，不同海域、不同国家可能各不相同，我国基本上是划分为热带低气压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风、超强台风。基本上，风力达到8级的就会被称为热带风暴，并获得相应的编号（热带风暴是“台风编号”的起始级），如2023年第N号台风；风力达到12级以上的才达到台风的级别，并获得命名。

最开始，台风的命名是没有统一标准的，直到1997年在香港举行的世界气象组织台风委员会第30次会议决定，从2000年1月1日起，对西北太平洋和南海的热带气旋，采用具有亚洲风格的名字统一命名。现在，我们有了台风的命名表，共有140个名字，都是由受台风影响的国家提供的，每国提供5个名字。我国现在还在用的5个名字是海葵、银杏、风神、木兰、杜鹃，反映了我国的传统文化与自然景物。如果某个台风影响力非常强，造成了非常严重的灾害和伤亡，就会被永久赋予专用的名字，而命名表需要补充一个新的名字。

台风最直观、最重要的三个影响就是狂风、暴雨、风暴潮。其中，沿海地区的人对风暴潮的体会应该是比较深的，也就是很大的风浪，甚至能把房子掀开。台风同样也会造成一系列次生灾害，包括洪涝、泥石流、山体滑坡等。

关于台风的预防，主要还是针对暴雨的预防。此外，一个关键点就是，由于台风是一个移动的系统，所以我们要及时关注台风的移动信息，特别是可能出现突然转向或变化。沿海或经常有台风登陆地区的人，大多会把家里的窗户用胶带粘住，可以降低强风造成的影响。

3.强对流

强对流天气可能不像暴雨、台风那样熟悉，实际上就是突然发生、特别剧烈、破坏力极强的天气，且是由强烈的对流所引起的，包括雷电、雷暴、冰雹、龙卷风，以及局地的大风、强降水等，往往与雷暴云相关联。

关于应对强对流天气，除了预防通常的洪水、暴雨、冰雹外，我们还需要加强打雷闪电的防御，比如在雷阵雨天气下，不躲在树下、尽量不看电视，以及不在空旷的地方接打电话或扛着羽毛球拍、鱼竿、高尔夫球杆等尖锐物体行走。

4.沙尘暴

沙尘暴尽管得到了有效治理，但仍然是比较常见的。我们对沙尘暴的定义主要是沙、尘被强风吹散到空气中，很难沉降下来，造成了能见度非常小的严重天气。通常，我们对沙尘暴等级的划分主要是根据能见度与风的强度，从浮尘、扬沙到能见度明显降低。沙尘暴的天气经常伴随着强风，所以通常会对交通造成比较大的影响，还可能会对农业设施、临时建筑、输电线路等造成影响。此外，沙尘暴引发的空气污染还具有时间尺度更长、影响更持久的特点。

5.高温

高温天气也是我们经常会遇到的，在气象上是指35℃以上的天气，如果持续3天以上则被称为高温热浪事件。全球范围内对高温热浪或高温灾害性天气的定义，也是完全不同的，比如世界气象组织给出的参考值是32℃，依据是其所在地日内瓦的气候情况。

我们需要注意的是这一类情况，比如尽管气象台公布的今天温度是30℃，但体感却远远不止，这是因为气象意义上的气温与人的体感温度是有差异的。气象上的气温指的是观测仪器——百叶箱检测的自然流动的空气的气温，而体感的温度不只与气象上的气温相关，还与湿度、风速、有没有太阳照射、个人的着装以及心情有很大关系。比如，在气温都是30℃的夏天，如果相对湿度是50%，那么体感温度可能是31℃，而在相对湿度达到90%时，体感温度可能就有40℃了；如果到了冬天，相对湿度越高则体感温度可能越低。

应对高温天气，最好的办法就是尽量待在房间里，如果去室外的话，一定要注意做好防晒措施、补充水分。此外，夏天室内空调的温度也不建议开得太低，因为室内外温差较大会对人造成很多不良影响。

（三）灾害不是孤立的

我们经常面对的灾害性天气，往往不是简单的高温仅高温、暴雨仅暴雨的情况，而是多种灾害性天气在同一段时间内发生，比如高温热浪叠加森林火灾、干旱，热带气旋伴随暴雨、强对流天气等。因此，我们要积极应对、综合性预防灾害性天气。

 

三、灾害性天气预报预警

天气预报是指使用现代科学技术对未来地球大气的状态进行预测。实际上，天气预报不是一个新词，即古代的人类由于农业生产、军事等需求，就已经开始想办法来预报天气了，比如总结关于天气的谚语等。但是，我们今天的天气预报则有很大不同，是通过先进的计算机收集和处理大量的数据，并结合对大气的客观认识来进行预报的，即天气预报是一门关于大气运动的科学。大气运动是可以用数值公式来进行描绘的，其实际上是一种流体，与水相比有着很大的相似性。计算机的高精尖计算、实时观测，以及对AI技术的应用等，都成为我们进行天气预报的必要手段。

从新中国成立到20世纪70年代，我们的天气预报基本上是比较落后的纯手工预报，即预报员每天都要手工绘制天气图并分析图上的发展演变来进行预报，最重要的就是预报员的个人经验；20世纪70年代末，我们开始向现代化的气象预报发展，其中一个关键因素就是计算机的发展，使得我们可以通过复杂的公式以及一些人机交互的方式来进行天气预报；21世纪初，我们开始向精细化、数字化的天气预报发展，将更多的观测资料、高分辨率的数值模式、集合预报以及AI技术等放到天气预报的模型中，制成无缝隙、数字化的预报产品。

天气预报有一显著特点，就是在现有状态的基础上去做未来的预报。也就是说，我们对现有状态的观测是十分关键的，所以就有了构建庞大的实时观测系统和网络的必要性。实时观测数据会先进入数据资料交换处理中心，包括全国乃至全球的数据，在被处理与加工之后兵分两路，一路进入超级计算机，另一路进入预报员平台，最终汇总到预报员的分析中，通过会商制度得到发布结果。如果有灾害性天气发生时，我们会发布相关预警。此时的工作流程会变得更加复杂，预报员的作用也会更加突出。当灾害性天气发生时，预报员会发出一个加密的观测请求，包括更频繁的观测、提高卫星的分辨率、雷达监测频次加强等，再形成一系列综合分析，并结合针对灾害性天气、涉及相关地区相关部门的专题会商研讨，最终制作出预警产品并对外发布。发布流程之后，预报员还会对预警进行记录、对预报准确率进行分析、对预报过程进行复盘。

目前，我们天气预报业务的范围和种类处在一个不断拓展的状态中，即在每日天气预报与灾害性天气预警两个部分的基础上增加了很多专业预报，包括专门针对台风、海洋状况或强对流天气，以及环境水文、农业、全球天气的预报等。总体上，灾害性预警有着蓝、黄、橙、红四种颜色的等级划分，其中部分预警可能只有两种或三种颜色。颜色划分的依据是灾害性天气的影响程度以及可预报时效，比如面对暴雨，当我们收到橙色或红色预警时，就必须马上有所行动。此外，预警的时效也是非常重要的，即在我们收到预警时，不仅要关注预警的颜色，还要关注预警的提前量及后续更新情况。我们还要注意的是，不同地区的预警标准是有差异的，地方预警的阈值是根据当地的气候背景、灾害性天气特征总结出来的，有着更大的指导意义。

 

四、天气预报的挑战

为了提高预报的准确率，我们每次做完预报之后都会进行复盘和分析。在台风路径预报的误差方面，我国从2014年开始就已经小于美国和日本，未来也将持续保持这种领先的水平；关于暴雨预报的评分，我国从2021年开始首次高于美国，并处于一个持续增长的趋势中；对于强对流天气预报的评分，我国也处于一个明显提高的趋势中。

为什么我们有时还是觉得天气预报不是很准，尤其是大家更容易记住那些报得不准的时刻，那是因为天气预报是不可能实现100%准确的。从蝴蝶效应来看，大气是一个非常复杂的非线性系统，哪怕是有一个微小改变都可能会让原本的轨迹发生巨大变化，也就是所谓的混沌状态、混沌理论。对于大气的演变，我们只可能实现一定程度上的预测，即初始场中的微小差别会随着时间的推移产生非常多可能性的变化。也就是说，天气预报实际上是一个概率的问题，而以概率为形式的天气预报也是我们未来的发展方向。实际上，为了提高预报的准确率，我们还有非常多的工作要做，比如目前的主要研究还是以大气圈为主，我们对其他圈层的认识，特别是其物理过程还很有限。此外，东边日出西边雨，天气还有着很强的局地性，尤其是灾害性天气的局地性、突发性格外明显。面对这一挑战，我们需要进行更加精细的观测，比如建立更加密集的观测网、构建全球观测系统、应用更加先进的新型观测设备、大力发展高性能计算机、构建人工智能大模型等等，推进天气预报产品的数字化、智能化、算法精细化。

 

五、面对极端灾害性天气，我们能够做什么

在当下这一气候变化显著、极端灾害性天气频发的大背景下，我们每一个人都要积极学习气象知识、熟练掌握应对方法。

第一，关注气象预报和灾害性天气预警，成为防灾减灾的践行者。我们现在的信息技术十分发达，每天刷一下手机就能了解天气的基本情况。如果有什么灾害性天气发生的话，我们也能够快速获得相关的预警信息。因此，我们要更加关注预警的时效性，不要因为当前天气还很暖和就忽视寒潮预警，不要因为当前天气还很晴朗就忽视暴雨预警。我们还要掌握应对不同灾害性天气的不同方法、措施，比如在面对暴雨时一定不能够贪恋财物。

第二，掌握天气预报及预警知识，成为气象科普的宣传者。我们要正确认识气象科普的必要性，不仅要掌握关于天气的必要知识，还要帮助周围的人掌握这些知识。我们都是参与者，要一起来做好这件事，共同保卫人民群众的生命安全。

第三，热心关注天气变化，成为气象科技的爱好者。实际上，气象与我们生活的各个方面都息息相关，尽管你有时可能根本没有察觉到。比如，我们出去旅游时都希望当地的天气是最合适的，因为很多景象的主要成因都是气象方面的，包括云海、日出、荧光海等。此外，气象知识在现代医学、建筑等方面也有着举足轻重的地位，比如研究气象环境对人体健康的影响，不同气象环境下有着不同的建筑要求等。

第四，保持对大自然的敬畏之心，做生命安全的守护者。实际上，在大自然面前，人类是非常渺小的；在宇宙之中，地球也是非常渺小的。所以，大自然完全不需要有人类，而人类却不能离开大自然。大自然产生了气象，那么气象就是不可避免的，比如一场台风就要来了，我们不可能做到不让它来。大自然也自有其规律，而人类唯一要做的就是想尽办法去认识它、了解它，掌握大自然的规律并拥抱它、热爱它，然后通过科学的预报方法更好地实现趋利避害。

责任编辑：王瑱

文章来源：http://www.71.cn/2025/0116/1253309.shtml