迅猛、突兀、劇烈且極具破壞性！“氣候鞭打”事件正在加劇
2025年1月，美國加利福尼亞州，乾燥的聖安娜風掠過同樣乾燥的植被，將野火向遠處吹得更旺。
2022年冬季和2023年冬季，加州經歷了破紀錄的降水，極為濕潤的冬季導致草木茂盛生長。緊隨其後的2024年夏季異常炎熱，地表迅速乾燥，為2025年冬季野火提供了肆意蔓延的條件。
從破紀錄降水到乾旱、野火，這種某一地區在短時間尺度內從一種極端天氣氣候狀態迅速轉變為相反極端狀態的現象，被稱作“氣候鞭打”(Climate Whiplash)。例如，從長期乾旱驟然轉為暴雨成災，稱為“降水鞭打”或“水文氣候鞭打”。從氣温偏高驟然轉為偏低，稱為“氣温鞭打”或“氣温快速反轉”。美國加州便是全球“氣候鞭打”現象研究的熱點區域之一，其典型特徵是極端乾旱和暴雨之間快速切換。
“氣候鞭打”這一術語形象地描繪了極端天氣之間那種猶如鞭子抽打般迅猛、 突兀、劇烈且極具破壞性的切換過程。
1月9日發表在《自然評論-地球與環境》的一項國際研究將加劇的乾濕波動與大氣海綿一樣的降水和吸水能力聯繫起來。“大氣猶如一塊海綿，温度每升高1℃，其水汽承載能力可提升約7%。”張穎嫺解釋。這意味着在全球變暖背景下，大氣能容納更多水分，從而在特定條件下釋放出更強烈的降水。同時，顯著升温通過增強蒸發作用，使地表迅速乾燥。正是這種類似海綿效應的大氣特徵，導致極端乾旱或強降水等天氣氣候事件的強度不斷增強，且發生快速轉換的可能性也在增加。
近日，香港科技大學發表於《自然-通訊》的一項研究發現,最早將於2028年出現更頻繁的“降水鞭打”現象，即旱災與暴雨急劇交替的情況。研究認為，這一風險加劇的主要原因是全球變暖背景下, 快速傳播型“馬登-朱利安振盪” (Madden-Julian Oscillation，簡稱MJO)的現象將會顯著激增。所謂MJO，是指一種向東傳播的行星尺度擾動現象，主導着北半球冬季熱帶地區的季節內（指30至90天）氣候變率，對全球降雨、極端天氣、熱帶氣旋生成、季風系統及中緯度環流型態皆有深遠影響。
論文第一作者、香港科技大學博士後研究員鄭達勳解釋研究成果時指出，MJO事件的加速將大大縮短應對複合災害的反應時間，若無適當調適措施，社會將措手不及。例如，2022年美國加州出現旱澇急轉，當地首先經歷了嚴重的乾旱與山火，隨後遭遇破紀錄的暴雨，引發洪災與山崩。他進一步指出，隨着氣候暖化，快速MJO事件將日益頻繁，將帶來更頻繁的乾濕交替極端天氣。
張穎嫺表示，“氣温快速反轉”事件通常與大尺度環流系統的迅速重組密切相關。例如，在北美和東亞的冬季，當西風帶波動增強，極渦南移與副熱帶高壓交替發展時，冷暖氣團頻繁交匯，便可能引發劇烈的氣温波動。此外，厄爾尼諾-南方濤動、北極濤動、北大西洋濤動等大尺度大氣環流模態的快速轉變，也可能打破原有的氣候平衡，使原本平穩過渡的氣温變化過程變得更加突發、劇烈。
此外，地表條件的變化也通過地氣反饋機制影響氣温、降水等要素的演變，進而參與“氣候鞭打”事件的形成與發展。 例如，前一季節的豐沛降水會提高土壤濕度、促進植被生長；但若緊接着出現乾旱高温天氣，土壤水分迅速流失，植被枯萎，地氣之間的水熱交換關係隨之改變，從而加劇乾熱過程的強度。類似地，冰雪覆蓋的減少，以及森林砍伐、城市擴張等大規模土地利用變化，也可能擾亂氣候系統的穩定性，進一步放大氣温和降水的波動幅度。
劇烈天氣波動破壞了生態系統的穩定性，對農業生產和糧食安全構成威脅，使公共健康風險急劇攀升，同時對基礎設施的承受能力帶來嚴峻考驗。
最新氣候模式預測結果表明，隨着全球變暖，“降水鞭打”事件、“氣温快速反轉”事件、暴雨與暖幹複合事件之間發生突變的“複合型鞭打”事件發生概率呈增加趨勢。不僅如此，其發生強度將增強、 過渡持續時間顯著縮短、影響範圍擴大， 且過去較少出現旱澇急轉的地區、人口密集且持續增長的地區將會成為新的高風險區域。未來，不同地區在應對快速且劇烈的“氣候鞭打”事件時，將面臨更為複雜的災害風險管理和適應挑戰。
而身處東亞地區的我國，也常受“氣候鞭打”事件加劇的影響，相關研究也在持續推進。針對氣温快速反轉，傳統識別指標（如温度方差）難以充分反映這些事件中氣温演變的特徵問題，中國科學院大氣物理研究所地球系統數值模擬與應用重點實驗室研究團隊近日提出了一種全新的識別指標——“驟冷” (flash-cold)指標，用於監測地表氣温的急劇下降，以更準確地捕捉温度的驟變。該指標不僅能有效揭示近年來“天氣鞭打”事件的變化趨勢，還能實現對氣温驟變的逐日追蹤。
張穎嫺表示，未來“氣候鞭打”風險大小在很大程度上可能取決於降低碳排放的努力。但應對複合風險，亟需跨學科協同，包括採取完善排水系統、推進水資源綜合管理、提高用水效率等措施，全面提升防洪抗旱能力，以構建更具韌性的社會體系。
本期嘉賓：國家氣候中心正高級工程師 張穎嫺
採訪人：劉蕊