迅猛、突兀、剧烈且极具破坏性！“气候鞭打”事件正在加剧
2025年1月，美国加利福尼亚州，干燥的圣安娜风掠过同样干燥的植被，将野火向远处吹得更旺。
2022年冬季和2023年冬季，加州经历了破纪录的降水，极为湿润的冬季导致草木茂盛生长。紧随其后的2024年夏季异常炎热，地表迅速干燥，为2025年冬季野火提供了肆意蔓延的条件。
从破纪录降水到干旱、野火，这种某一地区在短时间尺度内从一种极端天气气候状态迅速转变为相反极端状态的现象，被称作“气候鞭打”(Climate Whiplash)。例如，从长期干旱骤然转为暴雨成灾，称为“降水鞭打”或“水文气候鞭打”。从气温偏高骤然转为偏低，称为“气温鞭打”或“气温快速反转”。美国加州便是全球“气候鞭打”现象研究的热点区域之一，其典型特征是极端干旱和暴雨之间快速切换。
“气候鞭打”这一术语形象地描绘了极端天气之间那种犹如鞭子抽打般迅猛、 突兀、剧烈且极具破坏性的切换过程。
1月9日发表在《自然评论-地球与环境》的一项国际研究将加剧的干湿波动与大气海绵一样的降水和吸水能力联系起来。“大气犹如一块海绵，温度每升高1℃，其水汽承载能力可提升约7%。”张颖娴解释。这意味着在全球变暖背景下，大气能容纳更多水分，从而在特定条件下释放出更强烈的降水。同时，显著升温通过增强蒸发作用，使地表迅速干燥。正是这种类似海绵效应的大气特征，导致极端干旱或强降水等天气气候事件的强度不断增强，且发生快速转换的可能性也在增加。
近日，香港科技大学发表于《自然-通讯》的一项研究发现,最早将于2028年出现更频繁的“降水鞭打”现象，即旱灾与暴雨急剧交替的情况。研究认为，这一风险加剧的主要原因是全球变暖背景下, 快速传播型“马登-朱利安振荡” (Madden-Julian Oscillation，简称MJO)的现象将会显著激增。所谓MJO，是指一种向东传播的行星尺度扰动现象，主导着北半球冬季热带地区的季节内（指30至90天）气候变率，对全球降雨、极端天气、热带气旋生成、季风系统及中纬度环流型态皆有深远影响。
论文第一作者、香港科技大学博士后研究员郑达勋解释研究成果时指出，MJO事件的加速将大大缩短应对复合灾害的反应时间，若无适当调适措施，社会将措手不及。例如，2022年美国加州出现旱涝急转，当地首先经历了严重的干旱与山火，随后遭遇破纪录的暴雨，引发洪灾与山崩。他进一步指出，随着气候暖化，快速MJO事件将日益频繁，将带来更频繁的干湿交替极端天气。
张颖娴表示，“气温快速反转”事件通常与大尺度环流系统的迅速重组密切相关。例如，在北美和东亚的冬季，当西风带波动增强，极涡南移与副热带高压交替发展时，冷暖气团频繁交汇，便可能引发剧烈的气温波动。此外，厄尔尼诺-南方涛动、北极涛动、北大西洋涛动等大尺度大气环流模态的快速转变，也可能打破原有的气候平衡，使原本平稳过渡的气温变化过程变得更加突发、剧烈。
此外，地表条件的变化也通过地气反馈机制影响气温、降水等要素的演变，进而参与“气候鞭打”事件的形成与发展。 例如，前一季节的丰沛降水会提高土壤湿度、促进植被生长；但若紧接着出现干旱高温天气，土壤水分迅速流失，植被枯萎，地气之间的水热交换关系随之改变，从而加剧干热过程的强度。类似地，冰雪覆盖的减少，以及森林砍伐、城市扩张等大规模土地利用变化，也可能扰乱气候系统的稳定性，进一步放大气温和降水的波动幅度。
剧烈天气波动破坏了生态系统的稳定性，对农业生产和粮食安全构成威胁，使公共健康风险急剧攀升，同时对基础设施的承受能力带来严峻考验。
最新气候模式预测结果表明，随着全球变暖，“降水鞭打”事件、“气温快速反转”事件、暴雨与暖干复合事件之间发生突变的“复合型鞭打”事件发生概率呈增加趋势。不仅如此，其发生强度将增强、 过渡持续时间显著缩短、影响范围扩大， 且过去较少出现旱涝急转的地区、人口密集且持续增长的地区将会成为新的高风险区域。未来，不同地区在应对快速且剧烈的“气候鞭打”事件时，将面临更为复杂的灾害风险管理和适应挑战。
而身处东亚地区的我国，也常受“气候鞭打”事件加剧的影响，相关研究也在持续推进。针对气温快速反转，传统识别指标（如温度方差）难以充分反映这些事件中气温演变的特征问题，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用重点实验室研究团队近日提出了一种全新的识别指标——“骤冷” (flash-cold)指标，用于监测地表气温的急剧下降，以更准确地捕捉温度的骤变。该指标不仅能有效揭示近年来“天气鞭打”事件的变化趋势，还能实现对气温骤变的逐日追踪。
张颖娴表示，未来“气候鞭打”风险大小在很大程度上可能取决于降低碳排放的努力。但应对复合风险，亟需跨学科协同，包括采取完善排水系统、推进水资源综合管理、提高用水效率等措施，全面提升防洪抗旱能力，以构建更具韧性的社会体系。
本期嘉宾：国家气候中心正高级工程师 张颖娴
采访人：刘蕊