今天是第64个世界气象日，今年世界气象日的主题是“气候行动最前线”（At the Frontline of Climate Action）。该主题旨在呼吁全社会采取紧急行动，在减缓和适应气候变化领域进行更加有效的合作，积极应对不断变暖的地球给人类生存和发展带来的严峻挑战。
气候行动 “动”是关键
■魏科
2024年世界气象日的主题为“气候行动最前线”。这一主题再次提醒我们，气候变化已经成为当今全球面临的最重要挑战之一。
气候灾害大幅增加
近年来，全球极端天气呈发生数量大、影响区域广、极端性增强、屡创历史纪录、无前兆突发性事件增多的趋势。根据联合国减灾署发布的《灾害造成的人类损失2000—2019》报告，过去20年气候灾害大幅度增加，与更早前的20年相比，高温事件增加了232％，洪涝事件增加了134％，风暴事件增加了97％，山火事件增加了46％，干旱事件增加了29％。这些事件不仅给人类社会造成了巨大的破坏，也对生态系统和生物多样性造成了严重威胁。
近期，北半球正在进入暖季，极端天气也随之多了起来。我国北方刚刚经历了一轮沙尘天气的侵袭。同期，美国从得克萨斯州到南卡罗来纳州有超过3000万人面临严重冰雹、强风、暴雨和龙卷风等极端天气的威胁。南苏丹出现极端高温天气，已造成15名儿童中暑死亡，当地被迫关闭所有学校。南美洲玻利维亚强降雨引发洪水、山体滑坡、泥石流等灾害。南美洲乌拉圭西南及沿海地区，6天内降雨量超过300毫米，相当于正常3个月的降雨量，造成多地出现洪涝灾害。这些事件不仅影响社会的正常运行，破坏了农作物生长和水资源储备，还会摧毁家园和基础设施，影响粮食安全，进而加剧地区紧张和矛盾，是地区冲突的导火索。
如何应对成为关键问题
过去几十年，国际社会对于气候的关注点从介绍人与气候的关系，转向气候危机的应对与行动。例如，之前的主题为“天气、气候和水的志愿者”（2001年）、“降低对天气和气候极端事件的脆弱性”（2002年）、“关注我们未来的气候”（2003年）、“信息时代的天气、气候和水”（2004年），近期为“直面更热、更旱、更涝的未来”（2016年）、“早预警、早行动”（2022年）、“气候行动最前线”（2024年）。
气候变化的根源在于人类活动产生的温室气体排放，尤其是二氧化碳的排放。那些在地球上需要上千万年才形成的煤，在燃烧过程中，排放二氧化碳，仅需要短短几分钟。2000年，全球化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量为258亿吨。在过去20年，全球二氧化碳排放量以年均2％的速度持续飙升。根据国际能源署近期发布的《2023年二氧化碳排放》，2023年全球与能源相关的二氧化碳排放量总计达到374亿吨，比2022年增长1．1％。尽管增长速度已经明显放缓，但是依然处于人类历史上碳排放量的峰值，人类还未遏制住气候恶化的趋势。
减缓气候变化需要全球范围内的合作和行动，有赖于一场席卷全球的能源和技术革命。在短时间内，全球面临很多严峻的现实。我们需要加大对太阳能和风能等可再生能源的投资和利用力度，减少对化石燃料的依赖。我们需要改进建筑设计、智能交通系统和工业生产过程，推动能效的提高和节能措施的广泛应用。我们需要关注土地利用和保护，那些历经数万年形成的肥沃土地，在我们的农业生产中，仅仅历经几十年就会变薄、变瘦、变硬，亟须一场“土地保卫战”。我们还需要加强森林保护，采取可持续管理措施，并保护生物多样性。
每个人都是改变世界的力量
值得一提的是，我们每个人都是消费者，如果我们选择绿色低碳的产品，选择高品质可持续的产品，生产者就会革新生产工艺，以更低碳的方式生产，从而改变我们的生活方式。每个人都是改变世界的力量。
在我们采取行动彻底逆转气候恶化之前，还将经历日益严重的极端天气，我们必须发挥主观能动性，努力适应已经发生的气候变化和极端天气事件，这需要我们采取一系列措施来提高社会的适应能力和抗灾能力，加强基础设施建设，建设更绿色更安全的城市与乡村。我们还需要加强气象观测和预警系统，提高对极端天气事件的预测和预警能力。这将有助于及时采取措施，保护人民群众的生命和财产安全。
我们还需要加强对气候变化知识的普及，提高公众对气候变化和环境保护的认识，激发人们的环保意识和创造力。
（作者单位：中国科学院大气物理研究所）
多灾种早期预警有效应对极端事件与气候变化风险
■温家洪 陆启慧 董强
在全球变暖和极端天气气候事件频发的背景下，多灾种早期预警可以为防灾减灾救灾行动提供信息支撑，减轻灾害带来的损失。
世界各国一直致力于提升全球早期预警能力。据联合国减少灾害风险办公室（UNDRR）估计，提前24小时预警能将随后发生的灾害损失减少近三分之一，并获得超过10倍的投资回报。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的第六次气候变化评估报告指出，人类活动导致的气候变化，包括更加频繁和强烈的极端天气事件，已经影响并将继续威胁数以亿计人民的生命和财产安全。2022年，联合国就宣布采取新的行动，实施全民早期预警（Early Warnings for All）行动计划。联合国《2015—2030年仙台减少灾害风险框架》（SFDRR）已将改善早期预警系统作为七项战略目标之一，预计到2030年将大幅增加人们获得多种灾害早期预警系统服务的机会。
早期预警系统是什么？
早期预警是由指定机构提供及时有效的风险信息，使得面临极端事件影响的个人、社区和机构能够采取有效行动，以避免或减少风险带来的影响，并为有效响应做好准备。早期预警系统是一个由致灾因子监测、预测和预报，风险评估、沟通和备灾体系及流程组成的综合系统。预警具有不同的时空尺度，空间上可以从局部地区延展至国家，乃至于全球范围；时间上可以从近实时、日、周、月、年甚至更长时段，并针对不同行业、重大活动、重点区域以及重大灾害过程，开展风险监测和预警服务。由于采取了提前预警和有效响应，使得预警系统能够让人们在灾害事件发生前及时采取行动，从而极大地降低损失。
目前，多灾种早期预警系统成为早期预期系统的发展方向，它能够在极端事件单独、同时、级联或随时间累积发生的情况下，处理几种类似或不同类型的极端事件，并考量相互关联的潜在影响。系统通过协调和兼容的机制与能力，对一种或多种致灾因子和风险发出预警，从而提高预警效率和一致性。
近年来，多灾种早期预警系统的实践理念在持续深化，强调“端到端”“以人为中心”以及“定制性服务”，从基于事件的预报和基于影响的预警，转向基于风险的预警和面向行动的预警，并强调整合气候变化的相关信息。以行动为导向的预警，着力根据强化以人为本的理念改进预警体系，针对用户类型、潜在后果、减灾与应急行动实施预警信息分类，点对点传递给每个涉险用户，以达到针对不同用户简化表达、快速传递、高效行动指引的预警目标。
有效的“端到端”和“以人为本”的预警系统，主要包括四个关键要素：一是通过系统的数据采集，对致灾因子、暴露度、脆弱性等灾害风险要素评估获得的灾害风险知识；二是对致灾因子和潜在后果的检测、监测、分析和预测；三是通过官方渠道传播和传递权威、及时、准确和可操作的警告，包括可能性和影响的相关信息；四是所有层级获取警告，并做好准备和响应。这四个相互关联的组成部分，需要在部门内部、跨部门及多个层面开展协调，促使预警系统有效运作。同时，还需要一个持续改进预警系统的反馈机制。可以说，风险监测与评估、信息传播和有效响应是环环相扣、不可或缺的组成部分。预警系统中任何要素失效，都必将导致整个系统失效。因此，早期预警不仅是一套技术系统，更是一套解决方案和一个复杂的系统工程。其中，确保风险预测的准确性、增强全民灾害风险意识、提高协调力与领导力、做好充分的准备、完善应急预案和加强应急演练是预警响应的关键。
联合国的早期预警行动
2015年，联合国减灾办公室、世界气象组织以及其他政府机构共同构建起多灾种早期预警系统国际网络（IN－MHEWS），以此作为减少灾害风险、适应气候变化和提升韧性的国家战略的组成部分，目的在于分享多灾种早期预警系统的专业知识和优良做法，以期支持在全球推广多灾种早期预警系统。
自2017年以来，联合国减灾办公室先后召开了多次多灾种早期预警国际会议。2022年5月，在印度尼西亚巴厘岛举行的第三次多灾种早期预警国际会议，确定了若干需要优先填补的需求，即应用现代信息通信技术，改进预警数据、信息和服务，促进预防和应急行动；进一步利用新型信息通信技术和通用预警协议，以便向处于危险中的人们提供多种类型和不同格式的预警信息。遵循“不让任何一个人掉队”的原则，加强有效、包容和促进性别平等的预警系统和行动，需要积极主动地让妇女、残疾人和边缘化群体共同参与设计、制作和提供预警信息。
2022年3月，联合国宣布将发布新的“全民早期预警行动”倡议。2022年11月，联合国发布了全民早期预警行动计划，要求联合国及全球150多个相关组织行动起来，在未来五年（2023年—2027年）投资31亿美元，凭借四大支柱，即灾害风险知识与管理、观测监测与预报、预警发布与传播、备灾与响应，向全球民众提供预警，以期抵御日益显著的极端天气事件和风险。
持续加强灾害风险监测预警
中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。气候变化加快了自然灾害的发生频率，加大了强度，导致极端事件和灾害多发，迫切需要精准的预警响应。2018年10月10日召开的中央财经委员会第三次会议强调，实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力。2021年5月，应急管理部印发《关于推进应急管理信息化建设的意见》，提出建设自然灾害综合风险监测预警系统。
此前，中国自然灾害预警主要依托于各行业部门制定的预警标准，开展信息发布。2018年政府机构改革后，确定由应急管理部门负责自然灾害的综合监测预警工作，各行业部门则负责单一的灾害风险监测预警工作。
中国灾害风险监测预警未来的发展趋势表现在：强化气候变化与极端天气气候事件的监测预测预警，提升气候风险管理和综合防灾减灾能力。充分利用物联网、工业互联网、遥感、视频识别、第五代移动通信（5G）等技术提高灾害事故监测感知能力，优化自然灾害监测站网布局。完善综合风险预警制度，增强风险早期识别能力，发展精细化气象灾害预警预报体系，提高安全风险预警公共服务水平。建立突发事件预警信息发布标准体系，优化发布方式，拓展发布渠道和发布语种，提升发布覆盖率、精准度和时效性，强化针对特定区域、特定人群、特定时间的精准发布能力。持续优化点对点精准预警和滚动式更新，强化预警的指向性，加强预警和应急响应之间的联动。
未来的多灾种早期预警系统，将见证技术革新与跨领域合作的深化，特别是人工智能、大数据、物联网的集成应用，将极大地提高气候变化与灾害风险监测评估的准确性和时效性。精细化和个性化的预警服务将成为未来发展的新趋势。社区参与和公众教育将成为提升预警系统效果的关键环节。通过社区预警网络和灾害预防教育，不断提升公众的灾害应对能力。通过建立健全灾害预警制度，推动灾害预警与应急响应的高效联动，继而构建起一个更有韧性、安全、可持续的未来。
（作者单位：上海师范大学环境与地理科学学院）
关注极地气候变化 —— 最敏感、脆弱之地对人类安全影响最大
■雷瑞波 张若楠 安璐 刘成彦
南北两极拥有全球20％的海洋、87％的淡水资源、90％的冰雪、90％的多年冻土、69％的冰川以及几乎全部的海冰。极地深藏着关乎地球气候与环境变迁的自然密码，是全球海洋与气候变化研究的前沿阵地。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》指出，极地系统变化主要包括冰盖和冰川的融化退缩以及其导致海平面加速上升，北半球高纬度积雪覆盖范围的缩小，北极海冰范围和厚度的减小，以及多年冻土温度升高和面积退缩等。
两极气候变化带来的威胁
受气候变化的影响，全球海洋温度升高，极地冰盖以及山地冰川的融化加剧，观测得到的结论是全球海平面呈现明显的上升趋势。近20年来，全球海平面平均上升速率约为每年3．5毫米，中国沿海海平面上升速率高于全球平均水平，为每年4．2毫米。引起全球海平面长期变化的主要因素有两个：首先是由于海水吸收热量发生膨胀。其次是由于气温升高，极地冰盖和山地冰川不断融化，大量的融水流入海洋中。冰盖和冰川物质损失在所有因素中占重要地位，贡献率占41％，其中北极格陵兰冰盖和南极冰盖的贡献率分别占了24．5％和4．1％。在全球变暖的大背景下，南大洋持续变暖开始威胁南极冰盖边缘地带，尤其是冰盖底部以上海平面以下的区域。南极冰盖不稳定区域已经从西南极向东南极蔓延，东南极海洋温度自20世纪早期以来最多上升了约2℃，使得东南极冰盖在海洋变暖面前变得更加脆弱。若南大洋变暖的海水能够持续跨越陆架，南极冰盖的不稳定性将会继续加剧，成为全球海平面变化预测中最不确定的因素。如果南极冰盖全部融化，可导致全球平均海平面上升58米。
海平面上升在全球尺度上的影响主要反映在大陆沿海和岛屿海岸线的变迁上。随着海平面的不断上升，在海浪、潮汐、洋流，乃至风暴潮的共同作用下，海岸线侵蚀加剧，所导致的土地流失和沿海水灾威胁对地势低洼区域更为显著，甚至危及岛礁安全，对沿海各国海洋权益构成威胁。对中国沿海地区来说，海平面的变化会直接影响海岸线、海岸带生态系统，具体表现为海岸线侵蚀、河口海岸航道迁移、三角洲湿地变化、珊瑚礁和其他沿海生态环境变化等。在我国，经济发达的长三角、珠三角和环渤海地区可能将面临海平面上升叠加风暴潮所引起的城市洪涝、经济损失、环境破坏、生命威胁和基础设施受损等重大问题。
两极气候变化如何影响我们
在南极近岸的陆架海域，当寒冷的海风掠过海面时，会有大量的海冰生成。伴随着海冰的生长，冰体中的盐分析出，从而形成盐度较高、温度较低、密度较大的陆架重水。当这些在南极陆架上生成的重水沿着大陆坡流入南大洋后，即被称为南极底层水。南极底层水是全球海洋中密度最大的水团，它以全球大洋经向翻转环流下层分支的角色维系着大洋传输带的正常运输。全球变暖导致了南极冰盖的加速融化，冰川融水可能是造成南极底层水减少的主要原因。南极底层水的萎缩可能进一步影响大洋传输带，并造成地球气候系统的剧变。由于人们尚不清楚南极深海翻转环流对气候变化脆弱性的影响，南极冰盖融化速率的变化已经成为全球海洋变化最不确定的驱动因素之一。南极深海翻转环流调控着南大洋营养物质和碳运输，对南大洋生态系统、生物资源以及碳收支都具有重要意义。作为全球海洋最重要的碳汇区域，南大洋对全球海洋负排放的贡献高达40％。因此，南大洋碳收支对全球碳源汇格局至关重要，其吸碳能力的变化会改变海洋生物群落的结构和功能，进而影响整个南大洋食物链的稳定性以及人类的远洋渔业。
自1979年以来，北极变暖的速度是全球平均水平的3倍至4倍，变暖放大效应日益突出。中国是近北极国家，北极冰雪与气候系统变化显著地影响着中国天气气候。近年来，中国寒潮、暴雪、高温热浪、沙尘、雾霾以及强降水过程等灾害性天气频繁出现。尽管这些极端天气事件的成因复杂多变，但均可能与北极气候及其变化有关。例如，中国在2020年夏季经历了严重的洪涝灾害，长江流域出现了1998年以来最严重汛情，与近十年平均水平相比，气象灾害造成的直接经济损失偏大。研究发现，长江流域的这次极端强降水事件与晚春至早夏北极海冰的偏少密切相关，北极系统通过影响南下冷空气活动，改变了背景冷空气条件，引发了极端强降水。紧接着，在同年冬季，北极海冰的持续减少伴随极涡的分裂南移，使得中纬度西风急流弯曲，西伯利亚高压增强，极冷的极地气团向南输送，形成连续袭击中国5次之多的超级寒潮，中东部大部分地区发生降温及雨雪天气，部分地区发生低温冷冻灾害，多站气温突破历史极值，导致短时间内能源供应紧张和交通大面积瘫痪。
从极地预报因子角度提升极端天气预测水平
中国极地考察已经走过40载历程，迄今为止，已成功组织开展了40次南极科学考察、13次北冰洋科学考察和19个年度的北极黄河站科学考察，形成了“两船七站一飞机一基地”的极地考察保障体系，为人类认识南北极冰雪与海洋环境变化及其全球联动机制积累了丰富的观测数据。
2024年2月，中国南极秦岭站建成并投入使用，为中国和全世界科学工作者持续进行相关探索提供有力保障。目前，我们仍需围绕极地系统关键过程及其全球联动的重要机制，进一步解决极地极端环境跨圈层、跨时域、多平台和多学科协同观测的技术瓶颈问题；聚焦极地的冰—水相变和水热循环过程，将南北极大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈作为一个有机整体开展观测与研究；拓展“雪龙2”号等破冰考察船协同调查能力，完善南极秦岭站等科考站的科学观测系统，广泛开展国际合作；优化地球系统模式冰盖和海冰等冰雪分量模式，提高极地气候与冰雪的预测预报能力，从极地预报因子的角度提升极端天气事件预测水平，增强防灾减灾能力。从极地系统与全球变化共振的视角提升应对气候和生态环境变化的能力。
【作者单位分别为中国极地研究中心、复旦大学、同济大学、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）】
