文：馬克．馬斯林（Mark Maslin）
暴風雨和洪水
暴風雨和洪水是牛津主要的自然災害，過去20年來，通識全球保險損失有四分之三是課氣出於這兩個原因，並且造成一半以上的候變海平天災致死人數及經濟損失。因此，遷未球被了解未來可能發生的來因狀況變得至關重要。證據顯示，面上過去50年來，升全溫帶地區的迫移暴風雨變得頻繁，尤其是居的將多在北半球。
從二○○五年起，人數洪水事件就呈現上升趨勢，達億到億與一九八六年到二○○五年期間相比，牛津二○一九年全球洪水面積幾乎達三倍之多（占全球陸地面積的通識0.55%到1.5%）。這並非在某個特定區域增加所造成的課氣，而是全球各地諸多事件增加所致。氣候模式顯示，豪大雨的降雨量比例增加了，而且還會持續下去，每年的變異也會增加，這會增加洪水事件的頻率和規模。
全世界有五分之二的人口生活在季風帶，帶來了滋潤的雨水。季風是由大陸和海洋之間的溫差所造成的，在北半球的夏季，當陸地變得比相鄰的海洋暖和時，水分充足的地表空氣從印度洋吹向亞洲大陸，從大西洋吹向西非。在冬季，陸地變得比相鄰的海洋涼爽，高氣壓在地表形成，導致地表風吹向海洋。氣候模式顯示，未來100年由於全球暖化，夏季季風的強度可能會增加，會發生這種情況的原因有三：
（1）全球暖化導致夏季大陸氣溫比海洋氣溫上升更多，這是季風系統的主要驅動力；
（2）世界暖化，預料中西藏的雪量會減少，陸地和海洋之間的溫差變大，將增強亞洲夏季季風的強度；
（3）氣候變暖表示空氣能夠吸收更多的水蒸氣，季風就會挾帶更多濕氣。
對於亞洲夏季季風來說，這可能表示平均降雨量會增加10%到20%，年際降雨變率為25%到100%，豪大雨的天數暴增。模式中最令人擔憂的發現是年際降雨變率據預測將會加倍，使得預測每年的降雨量變得非常困難——這對農民來說是非常重要的資訊。
氣候變遷科學中，比較具爭議的領域之一是研究及預測未來的熱帶氣旋，更常見的名稱是颱風或颶風。證據明確顯示，過去40年來，在北大西洋、南印度洋和太平洋，颶風的數量及強度都增加了，這是因為颶風的數量及強度與海面溫度直接相關。由於颶風只會在海面溫度高於攝氏26度的時候開始形成，所以世界變暖，颶風變多，似乎很合乎邏輯。
然而颶風實際形成比發生的機會少多了，熱帶海洋降壓中心只有10%會形成完全成熟的颶風。其他考量像是讓上升氣流旋轉開始的風切，也必須納入，才能了解熱帶風暴的成因。在發生率高的那一年，或許最多會有50個熱帶風暴發展成颶風規模。我們很難去預測災難的規模，因為颶風的數量不是重點，關鍵在於颶風沒有登陸，以及一旦登陸後，強度多大，又維持多久。
颶風襲擊已開發國家時，主要的影響通常是經濟損失，但到了發展中國家就是人命的損失。例如二○○五年襲擊美國紐奧良（New Orleans）的卡崔娜颶風（Hurricane Katrina）造成超過1,800人死亡，超過1,500億美元損失。
相較之下，一九九八年重創中美洲的米契颶風（Hurricane Mitch）至少造成1億1000多人死亡，150萬人無家可歸，並造成60億美元損失。二○一三年時，史上最強颱風之一海燕（Typhoon Haiyan）重創東南亞大部分地區，尤其是菲律賓，影響波及1100萬人，造成6300多人死亡，另有1000人失蹤，但據報導損失只有22億美元。
全球氣候中最重要也最神祕的要素之一，是太平洋洋流及風的週期轉向與強度變化。這個現象起初稱為「聖嬰」（El Niño，西班牙語「基督之子」的意思），因為通常出現在耶誕節時，如今比較常被視為是「聖嬰－南方振盪」（El Niño–Southern Oscillation， 以下簡稱ENSO） 的一部分，通常每三到七年發生一次，可能會持續數個月到一年以上。
ENSO是三種氣候之間的震盪：「正常」情況、反聖嬰現象（La Niña，與聖嬰相反的冷卻）及聖嬰現象。聖嬰現象與全球季風、暴風雨模式和乾旱發生的變化息息相關。一九九七年到一九九八年的聖嬰現象為有史以來最強烈，造成美國南部、非洲東部、印度北部、巴西東北部及澳洲的乾旱。在極度乾燥的情況下，印尼的森林火災一發不可收拾。在美國加州、南美部分地區、斯里蘭卡及中非東部，出現了暴雨和嚴重洪水。
ENSO的狀況也與大西洋上颶風的位置和分布有關，是否受到氣候變遷影響，也相當有爭議。過去40年來，聖嬰現象通常每兩年到六年出現一次，並且沒有明顯的模式可言。利用西太平洋的珊瑚礁重建過去的氣候，可以追溯150年之前的海面溫度變化，遠超出我們的歷史紀錄。海面溫度顯示，洋流的變化伴隨著ENSO的變化，讓我們發現聖嬰事件的頻率和強度共有兩次重大改變。
首先是在二十世紀初的轉變，從10年到15年的週期變為三年到七年的週期。第二個轉折發生在一九七六年，明顯轉變成更強烈、更頻繁的聖嬰事件，發生週期變成二年到四年。氣候模式一致顯示，ENSO未來會持續下去，在本世紀下半葉的高排放情境中，ENSO的變異將會變得更加極端，導致更多的降雨和乾旱事件，影響熱帶風暴的數量和強度，將變得完全無法預料。