导读

地球大气是人类赖以生存的主要空间，它给人类提供了合适的温度环境、丰沛的降水资源，农业、林业、畜牧业才得以发展，人才有足够的食物；它同时给人类一个适宜居住的环境。但是，也有严寒、干旱、暴雨、沙尘等现象发生，产生了严酷的自然条件，给人类带来许多困难。人们必须与之奋斗，求生存。因此，我们必须研究它，利用它的规律，趋利避害、化凶为吉。

最近两三年，我们国家出现了许多异常的天气气候事件。我国极端气候事件发生频率和强度变化明显表现在：1.夏季高温热浪天气增多；2.区域干旱加剧；3.强降水增多。极端天气事件以及灾害的出现根本上来自于“大气环流的异常”。大气环流是什么？什么是它的正常与异常，产生异常的因素有哪些，本文给予了科学解释。

极端天气谁惹的祸？——原因在“大气环流异常”

造成今年如此频繁的极端天气事件原因何在？还要从根源上说起，我简单给大家一个非常明确的回答就是“大气环流的异常”。大气环流总有一个正常状态，如果出现异常，在局部地区就会产生极端天气。

例如2008年南方的冰冻雨雪灾害。造成如此严重灾害的重要原因就是大气环流的异常变化。在乌拉尔山（它是欧亚两洲的分界线）通常有一个高压脊，在它的右边会有一个低压槽，冷空气走高压脊的右边，从西伯利亚带到我国。2008年冬天，这种环流形势稳定不变，这样就会有一次一次的冷空气从西伯利亚带下来；并且那个低压槽比较深，强劲的冷空气一下子就到达了我国南方；盘踞不动的低压槽使得四次强的冷空气连续下到南方，持续了10～20天，导致南方接连不断的冰冻雨雪天气。

大气环流为什么会异常？

那么，大气环流为什么异常，什么情况叫正常呢？首先认识一下“大气层的垂直结构”。自地表起随着海拔升高，大气层通常分为5层：对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。随海拔升高，空气变得越来越稀薄，大气压也逐渐降低，进入外太空后，气压接近于零。

我们现在主要关注的，就是“对流层大气”，即平均12千米以下的这部分大气层。在赤道地区可以到18-19千米，在极地只有8-10千米。大气中成云致雨等主要的天气现象都发生在只有平均12千米左右的“对流层”。所谓对流就是气体能上下流动。因为地面受热，空气就上升，但是到了一定程度，升不上去就会下沉。所以一般我们把围绕地球的大气在全球范围展开的环流运动统称为“大气环流”。“大气环流”是地气系统进行热量、水分等交换和能量转换的重要机制，也是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。

大气环流起什么作用？地球的地轴是倾斜的，地轴绕着太阳转的时候，都是朝着同一个方向倾斜，所以它在不同的位置，太阳直射的区域也发生变化。一会儿太阳照射到北半球，北纬23.5度以南的位置；一会儿到赤道，一会儿又到南半球，南纬度23.5度以北的位置。所以在南北纬23.5度之间，太阳是直射，地球收入热量，以维持地球万物的生存。大气运动的根本能源也是太阳辐射能，地球的自转和公转不仅带来了四季，还使得地球高低纬度间产生温度的差异，而太阳辐射能在地球上的非均匀分布，正是大气环流的原动力。

如此一来，赤道地带即南北两半球23.5度以内的区域受热最多，空气就上升，上升过后，在高空积累压力大了，就要往南北两极走，大概走到30度纬度的时候就要下沉，下沉过后一部分回到赤道，一部分又往北走；而极地呢，由于热量的亏损，不断降温，气体堆积变成高压，它的冷空气就不断南下，这样就形成了“大气环流”。

大气在南北之间的热量交换，导致了水汽的交换，也导致了叫做动量的交换。那么大气环流靠什么交换，靠大气的涡旋。台风就是大气涡旋之一，它带有大量热带的热量和水汽，由于运动就有了动量，就要向北走，否则南北就不平衡了。因此台风既带来了灾害，也使大气运动得到平衡。

由于地球表面的不均匀性，全球的大地形、海陆分布和陆面植被分布的差异，造成了“大气环流格局的不均匀”。

比如海陆分布，海洋的热量积累跟陆地热量是不一样的。而陆面植被也不均，南方有很多植被，接受热量就缓和了，北边的黄土高原一晒就热。还有一个重要因素是“大地形”，如“青藏高原”。大家想想看，有的气流如果从西边来，爬不过青藏高原，只能从高原两边绕着走，这就叫“绕流”。一般气流是很难爬过青藏高原的，因此，这种环流格局就决定了在北纬30度左右，就有又干又热的下沉气流，所以这个地带都是比较旱比较热，所以有沙漠，如我国甘肃、内蒙古、宁夏一带地区，该地区有大风来袭时，就有可能发生沙尘暴。

特定的大气环流格局，产生极端的天气事件

我们先来认识一个天气系统，叫“西太平洋副热带高压”，简称“副高”。这个系统与我国的天气变化息息相关。副高内部盛行下沉气流，天气晴朗，所以当副高长时间控制某一地区时，往往会造成该地区的高温、干旱。而副高北侧自海洋吹来的西南暖湿气流与自北而下的冷空气遭遇时，就会产生降雨天气。台风一般生成于副高的南侧，移动过程与副高相互影响。

2010年西南地区罕见的干旱也是大气环流发生异常的表现。2009年秋冬季西太平洋副高脊异常西伸，长期控制云南地区，阻断了从孟加拉湾和南海到云南的水汽输送。再加上2009年冬季东亚中高纬度的冷空气活动路径偏北偏东，对地处低纬高原的云南地区影响不大，因此冷暖空气不能在西南地区上空“相遇”，造成云南、贵州等地降水偏少，干旱愈演愈烈。这就是该下雨的时候不下雨，这就是大气环流的异常，它在特殊地区的异常，导致特殊地区出现极端天气。我们再来讲一讲“梅雨”天气，长江流域每年6月初入梅，这时候副高脊线位于北纬20～25度左右（正在江淮之间），北方的冷空气与副高带来的暖湿气流交汇，形成梅雨天气。我国的雨带随着副高脊线的北抬而向北推进，依次产生华南前汛期降雨、江淮梅雨、华北东北降雨过程。如果副高脊线的北抬有所变化，梅雨就可能比较北一点，或比较南一点。所以大气环流的异常与各种环境变化都有大的关系，特定的大气环流格局会产生极端的天气事件。

“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现象是否对大气环流格局有影响？

当然也有人要问了，“厄尔尼诺”现象是不是对大气环流有影响？

海洋热容量比较大，它的热量吸收和释放都会影响大气的运动。因此海水温度的偏高或偏低，肯定会导致大气环流运动的格局不一样，也肯定会对中国的天气气候产生影响。宏观地讲，拉尼娜现象可能会导致台风形成比较多、比较强，但不是绝对的。大气的演变规律是极其复杂的。

如何科学应对极端天气灾害？

气象部门要在“预”字上下功夫，进一步完善监测预警与服务系统。

首先要在意识上下功夫，意识上要做好“监测—预报—警报—服务”这一系列工作。预报要传得出去，传不出去，就用不上。有一次北京下暴雨，预警信息倒是通过手机渠道发出去了，但是很多人却没收到，传不出去还是会出问题。

其次是气象监测，现在我们国家的气象监测能力是不错的。现在国家有2400多个气象观测站，有30000多个自动观测站，这在过去是没有的。可以说，现阶段我国已形成了一个立体的气象综合探测系统。天上是风云卫星监测，空中是探空、飞机探测，地面是地面观测站、海洋观测站、雷达观测等等。

再次是进一步加强“灾害监测—研究—预警—服务”系统体系的建设，尤其是加强“短时临近预报预警”系统的建设和完善。加强地面加密常规要素的观测、及了解其影响情况（如：滑坡、泥石流、洪水等）；建立能够及时捕捉台风、暴雨、洪水、泥石流、滑坡、强对流、沙尘暴等极端天气事件和次生灾害的立体观测系统；建议加强山区山地灾害的普查和自然灾害风险区划的编制工作等等。

针对政府部门，就是要加强政府防灾减灾的组织行为，全面规划民生工程建设。

首先，政府应对气象部门的工作给予更多支持。气象部门有较完备的通讯系统和服务网络作保障，因此不同于其他自然灾害，只要国家对气象事业给予持续的关注和投入，气象部门是可以预报、可以防范气象灾害的；其投入产出比效益高，效果好。

其次，是要加强部门之间的基础资料共享，提高防灾减灾综合效益。现阶段部门、行业之间的资料封锁、不能全面开放共享，这在很大程度上影响了防灾减灾综合效益的发挥。打破部门、行业之间的资料封锁，既可以做到对灾害发生规律的研究和实时监测的准确判断，又可以形成部门之间的快速联动，更快速、科学、准确进行灾害防御和灾害救助。另外，对地球环境的现有资料共享，可以使跨学科的研究成果更科学、更准确。建议国家统一规划，统一地球环境资料信息的获取方式，改变目前重复建设、人力与资源浪费的状况。

再次，政府要做好基本建设。开展全国性的灾害普查工作，包括地质状况普查、建筑用地规划、气候状况评价，尤其是乡镇一级的建设用地规划。政府要作为一项大工程开展此项工作，把地方用于形象工程建设的钱优先用于民生安全工程建设。要开展公共避难场所的建设，或开辟现有资源作为灾害避难场所，并告知群众。开展各种主要自然灾害的避难演习，普及紧急情况下的自救、互救知识，建立紧急情况下的应急通讯联络机制，并建立一支当地的应急抢险自愿者队伍。

加强气象科普宣传，群众自救。加强了科普知识宣传，群众了解了规律，掌握了避灾自救技巧，民众是可以自救互救的。