民以食为天，粮食安全是“国之大者”，事关民生、事关全局，是经济持续健康平稳发展的基础。然而，在全球气候变暖的背景下，极端天气气候事件频发，外部环境的不确定性给我国粮食生产带来了严重的挑战。如何保障粮食生产稳定，确保粮食安全，成为摆在我们面前亟待解决的一道难题。

2023年夏天，在河南地区，一场突如其来的降雨给当地的小麦生产带来了不小的挑战。河南是我国最大的小麦生产基地，小麦在收割季节遭遇连续阴雨天气，会对产量造成很大危害，其主要原因是“穗发芽”，即降雨导致土壤湿度增加，对小麦的根系生长和呼吸作用产生一定影响，导致籽粒在麦穗上发芽。

它有两个后果：一是影响小麦品质，影响它的后期贮存；二是影响来年播种，最终会对小麦的生产造成较大的经济损失。

2023年5月29日，河南南阳方城县农户的麦穗。

图片来源：新京报 记者赵利新

2024年6月，河南经历严重干旱，大片农田难以耕种；紧接着，仅一个月后，特大暴雨侵袭河南，洪水肆虐，作物被淹。“旱涝急转”对粮食生长造成严重影响。

粮食安全是国家安全的重要组成部分，关系到国计民生和国家经济安全。我国粮食安全受哪些气象因素影响？我们应该采取什么措施缓解气候冲击，保障粮食安全呢？

极端天气气候：影响粮食安全

国际气候变化研究领域制定了“世界气候研究计划（WCRP）”，它设定了七大科学挑战问题，这七项挑战涉及人类社会的可持续发展，其中两项与粮食生产直接相关，第一个问题是水资源短缺，气候变化能够改变水资源进而影响粮食安全；第二个问题是极端天气气候影响。

今天，我们关注的重点是：极端天气气候事件怎么影响粮食的安全生产。

关于气候变化对水资源造成的影响，以北京来说，华北地区实际上面临着水资源短缺的问题。我国东部地区受季风气候影响，自20世纪70年代末到本世纪初，东亚夏季风在减弱，这造成了我国东部地区的降水呈现“南涝北旱”的特征。

“旱”的地区恰巧就在华北，而华北地区的小麦产量很大程度上依赖于农业灌溉，为了维持农业生产就需要抽取一定量的地下水，而地下水的过度开采会在华北地区形成“空心漏斗”现象，这实际上就是干旱影响农业生产的一个例子。

近年来，随着南水北调等重大水利工程的实施、节水灌溉技术的推广，以及东亚夏季风的恢复，华北地区地下水“空心漏斗”的现象逐渐得到了有效控制。

南水北调中线工程实施报道。图片来源：央视网

关注粮食安全：居“安”思“危”

从全球来看，许多地区依然存在缺粮问题，粮食安全是一个需要高度关注的话题。

世界经济论坛曾经公布了《2023年全球风险报告》，该报告分别从短期（最近两年之内）和长期（最近十年之内）视角，列出了十大风险。短期风险提到两个方面，一方面是生活成本的上升，包括疫情、俄乌冲突等的影响；另一方面是极端天气气候事件和自然灾害等的影响。长期风险包括自然资源危机影响等，上述问题都会影响粮食安全，所以我们依然需要有风险意识。

回到气候变化本身，无论是发达国家还是发展中国家，不管是粮食主产区还是其他地区，都要共同面对气候变化带来的挑战。以温度为例，工业化以来，全球增温现象处于逐渐加强的态势。

根据联合国政府间气候变化专门委员会第六次气候变化评估报告的数据统计，2011年至2020年间，全球平均表面温度的增温速度是1.09摄氏度，而1995年至2014年间只有0.85摄氏度，1986年至2005年间只有0.69摄氏度。可以看到，从过去到现在，全球平均温度的增温速度是越来越快的。

全球变暖对土壤的影响。图片来源：图虫创意

除此之外，在空间分布上，增温的幅度存在区域性的不均匀。总的来说，高纬度地区增温快于低纬度地区，陆地增温快于海洋增温。伴随着全球升温，极端天气气候事件在许多地区显著增多，预计包括北美地区在内的一些主要的粮食产区，未来将面对更多的包括极端热浪、极端降水等极端气候事件，这些都会影响粮食产量。

特别是，全球多地在同一个生长季中发生的热浪空间复合型事件，对全球粮食安全的影响更大。我们最近的研究表明，全球农田区域生长季热浪累积强度在持续增强，植被总初级生产力的热浪暴露度在持续增加，未来亚洲、北美地区和欧洲的农田区域暴露度最大，这将直接影响到粮食生产。

科技力量如何应对气候变化？

我们该如何运用科技应对气候变化带来的不利影响？

从短期来看，首先需要提高对灾害性天气气候事件的监测和预报水平。这需要依托高性能计算机（包括最新的AI技术）建立数值预报模式，提升对未来一到两周内极端天气事件的预报能力，从而在农业生产领域做到“未雨绸缪”。

从长期来看，需要积极采取有效措施，适应和减缓气候变化带来的影响。在《联合国气候变化框架公约》之下，国际社会为应对气候变化提出了《巴黎协定》，其中包含两个温控目标，就是全球一起努力，到本世纪末将全球升温控制在不超过工业化前的2摄氏度以内水平，争取到1.5摄氏度，这就是我们平时常说的“1.5摄氏度和2摄氏度温升控制目标”。

要实现这一目标，需要减少人为的“碳排放”。在这方面，我国提出的“双碳”目标，即“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，实际上是落实《联合国气候变化框架公约》之下《巴黎协定》的具体举措。

此外，我国积极推进产业、能源、交通运输结构绿色低碳转型，加快建设新型能源体系，发展清洁能源，这些都是应对气候变化的具体举措。只要能有效减缓和控制全球变暖，就能有效缓解包括极端降水、极端高温、干旱等在内的，能够影响农业生产的不利气象条件带来的影响。

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从全球角度来看，依靠科技力量解决粮食安全的问题还需全球合作。世界经济论坛在《2023年全球风险报告》里列出的“十年之内的十大风险”中就涉及气候变化应对领域的国际合作问题。第一大风险就是“监管气候变化失败”，换句话说就是《联合国气候变化框架公约》之下《巴黎协定》的温控目标没有实现。

第二个就是“适应气候变化失败”，因为从长期来说，有些气候要素的变化态势只能得到减缓，很难彻底控制，我们只有去适应。但不管怎样，都需要我们积极行动起来，这就需要全球共识。

气候变化已经实实在在地发生，有效控制温室气体的排放才能够显著减少和降低极端天气气候事件的发生频率和强度，进而减少对粮食生产造成的不利影响，所以，积极采取有效的碳排放措施是非常必要的。

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出品丨科普中国

作者丨周天军 中国科学院大气物理研究所研究员、副所长

监制丨中国科普博览

责编丨董娜娜

审校丨徐来 林林