〔摘 要〕随着全球气候持续变暖，各类极端天气频繁发生，所造成的灾害损失和影响也不断加重，因此，对极端天气的研究成为世界各国学者关注的重要课题。本研究检索了Web of Science数据库中收录的关于极端天气研究的文献，统计和分析了这些文献的年发表量、文献类型、国家、发文机构、著者、来源、学科类别分布，并确定了高被引作者、高被引出版物和高被引文献，同时对高被引文献进行了共引聚类分析获得该领域的研究热点，从而了解极端天气研究的发展历程，客观反映当前该领域理论与实践研究的现状，并为今后更好的开展极端天气研究提供一定的参考。

〔关键词〕极端天气；科学文献；共引；情报学分析

〔中图分类号〕Ｇ250.252 〔文献标识码〕Ａ 〔文章编号〕1008－0821（2012）09－0009－07

对于特定的地点和时间，极端天气事件是指发生概率极小的天气气候现象，通常发生概率只占该类天气现象的10%或者更低［1－2］。近几十年来，极端天气气候事件呈现出不断增多增强的趋势，例如：北半球中高纬度陆地地区极端强降水事件的频率和强度增加［2－3］，多数陆地的异常暖夜频率显著增多［4－6］，全球陆地的副热带地区干旱现象变得更强、更持续［7］等等。而且，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2007年发布的第四次评估报告中预计，今后这种极端事件的出现将更加频繁［2］。

极端天气气候事件可使人类健康、居住、工业、农业、旅游、保险等方面都受到影响，给社会经济和人民生命财产安全造成巨大损失。随着全球气候持续变暖，各类极端天气发生频繁，灾害损失和影响也不断加重［8］。面对日益增多的极端天气，找出灾害频发的根源，避免极端天气发生，对极端天气加以防御，构建人类与自然和谐相处的关系从而给人类营造安全舒适的生活环境变得至关重要，因此，近年来，极端天气受到世界各国政府的重视，学者们从各个方面对极端天气气候展开了深入而广泛的研究［9］。

本研究统计和分析了1993-2012年间Web of Science(WoS)收录的极端天气专题研究文献的数量增长情况、文献类型、国家分布、发文机构、著者、来源分布和学科类别，并确定了高被引作者、高被引出版物和高被引文献，同时对高被引文献进行了共引聚类分析，旨在了解极端天气研究的发展历程，客观反映当前该领域理论与实践研究的现状，并为今后更好的开展极端天气研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 数据收集

本研究采用美国科学情报研究所(Institute for Scientific Information)开发的Web of Science三大引文数据库——SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI获取文献数据，检索的时间跨度为1993-2012年，检索日期为2012年2月9日。多次试检后，确定检索策略为：TI=(extreme* weather) OR TI=(extreme* climate) OR TS=“extreme weather”OR TS=“extreme climate”。

1.2 来源文献与被引文献分析

执行检索后，利用WoS的“分析检索结果”功能，对来源文献的年代、文献类型、国家、机构、期刊、学科类别、高被引作者和高被引出版物进行统计分析。下载这些文献记录及其引文，利用书目信息共现挖掘系统（Bibliographic Item Co-Occurrence Matrix Builder，BICOMB）统计来源文献的第一作者、引文出现频次并抽取高被引文献。

1.3 聚类分析

利用BICOMB软件统计高被引文献在检出文献中的同被引次数，形成被引用——引用矩阵，将该矩阵输入到社会科学统计软件SPSS11.5中，采用系统聚类的方法，类间相似系数计算采用Ochiia系数和组间距离方法，最后得到这些文献的同被引聚类分析结果。分析这些高被引文献的题目和内容，得出各个类别所研究的主题。

2 结果与分析

2.1 来源文献分析

2.1.1 文献数量增长情况

文献的数量在一定程度上反映了学科的研究水平和发展速度，任何一个学科的发展，其初期在研究论文上都呈现快速增长的现象［10］。本研究共检出1 509篇极端天气的相关文献，其中2012年有18篇，因检索时还不能获得2012年全年的数据，故根据1993-2011年的文献数据绘制的图1可直观的展示该领域文献数量的增长情况以及该主题年文献增长曲线与指数曲线的拟合情况（拟合度为0.9364）。从20世纪90年代以来，极端天气的相关文献年发表量几乎是以指数型方式在增加，说明世界各国科学家对这一领域的关注和兴趣在逐步加大，该领域的研究正处于快速发展时期。

2.1.2 文献类型

Web of Science收录的极端天气研究的文献类型见表1，其中研究论文的数量为1 324篇(87.74%)，是该领域学术交流最主要的形式，同时也说明对极端天气的研究非常活跃。此外，会议论文有126篇(6.9%)、综述有88篇(5.83%)，还有许多其他类型的文献，这说明极端天气的研究受到了许多研究者的关注，并且一些学者开始总结极端天气的研究成果。

2.1.3 国家分布

根据WoS数据库的国家字段，统计了极端天气研究的国家的分布情况，以考察该领域各个国家的科研状况和影响。WoS数据库中关于极端天气的文献涉及了大约70个国家，表2列出了发表论文在前10位的国家，我们可以看到这10个国家大多为发达国家，排在前5位的依次是美国、英国、德国、加拿大和澳大利亚，其中美国发文最多，有458篇，占文献总数的近1/3；英国其次，有219篇，占14.51%。中国大陆发文量排在第6位，共102篇，占6.76%，说明中国对极端气候的研究也相当重视，处于科研的前列。

2.1.4 发文机构分析

有57篇文献没有标注作者所在的机构，其余文献涉及了474家作者机构，可见科研力量的机构分布相当广泛。表3列出了发表论文在16篇以上的11个机构，这些机构主要为国家级的科研院所或高校的科研机构，说明关于极端天气的研究引起了各国政府的高度关注，是关系各国人民生存利益的重大课题。表3的高产机构中，美国的核心研究机构很多，进一步反映出美国是目前世界上进行极端天气研究最先进的国家之一。中国科学院和美国国家大气研究中心并列排名第一，充分展示了中国科学院作为中国科研国家队的雄厚实力和地位，也在一定程度上说明了对于极端天气的研究也是我国的一个国家级重点研究项目。

2.1.5 著者分析

本研究对文献贡献最大的第一作者进行了统计，1 494篇极端天气研究的文献有作者署名，共计1 342名第一作者。表4列出了发表不同数量文献对应的作者数量，从中可见有1 233个作者只发表了1篇论文，占全部作者的91.88%，

高于洛特卡定律所指出的发表1篇论文的作者占所有作者数量60%的规律［11］。这表明了关于极端天气领域的研究拥有相当广泛的作者队伍，但同时也说明该领域的科研人员多为新生力量，尚需开展更多的相关研究。而高产作者的数量较少且发文量不高，仅有11人发表了4篇以上文献（表5），说明该领域的研究尚不成熟和完善，但也可能与极端天气研究的难度高和规模大有一定的关系。这些高产作者多来自于美国、澳大利亚等发达国家的研究机构，进一步说明这些发达国家的研究深度。

2.1.6 来源分布

为了确定极端天气的核心出版物，给作者投稿和读者阅读提供参考信息，我们对文献的来源进行了统计。检索到的文献来自于639个来源出版物上，分布非常分散。表6列出了载文量在10篇以上的出版物，发表最多的出版物是Climatic Change（63篇），其次为Journal of Climate（43篇），这些出版物的主要学科类别是气候和气象科学，但除此以外，还有环境科学与生态学、水资源、环境卫生、林学、流行病学等多个领域的刊物登载了极端天气的研究。

2.1.7 学科类别分析

全部文献共涉及77个学科类别，主要渗透到气象与大气科学、环境科学与生态学、地质学、工程学、水资源、农业、公共环境职业健康、海洋学、物理地理学等多个领域（表7）。这与期刊的学科属性相符，进一步说明了极端天气绝不是某一个学科领域关注的问题，而与人们的生产、生活息息相关，受到多个学科及子领域的重视与研究。

2.2 引文分析

2.2.1 高被引作者、出版物与文献

被引次数排在前10位的极端天气研究文献的作者见表8，其中Giorgi F和Karl TR发表的论文被引次数在190次以上，高被引作者来自于意大利、美国、英国、瑞士等发达国家，其发表文献的影响力很高。

表9列出了被引次数排在前10位的出版物，Journal of Climate、Nature、Science的被引次数排在前3位。而且，在这10个出版物中，有7个为气候或气象学的专科出版物，有2个是综合性的自然科学刊物，这说明极端天气的研究主要从气候或气象学以及综合性自然科学领域吸收前沿知识。

我们将被引次数在25次以上的文献作为极端天气专题的高被引文献。按照高被引文献的发表时间排序，我们可以大致地显示极端天气研究发展的历史脉络（表10）。最早的与极端天气有关的高被引文献是1958年的一本专著——Statistics of Extremes（极端事件统计学），极端天气的研究从中吸收了统计学的基础知识。第2和第3篇高被引论文分别见于1984年和1992年，结合本研究统计的1993年以来的来源文献的数量，我们推断1993年以前极端天气的研究文献并不多，该领域的研究是从20世纪90年代逐步开展的，这一结论也可从我国学者丁裕国的论文中［9］得到印证。

2.2.2 高被引文献的聚类分析

前人的研究已经证明应用共引聚类分析对于揭示学科研究脉络具有非常重要的作用［12－15］，因此，我们对高被引

文献进行了聚类分析，从而探究极端天气的研究热点。运用SPSS11.5对高频引文的被引用——引用矩阵进行系统聚类，得到聚类树图（图2）。依据聚类图，并结合文献的内容，将35篇高频引文分成6类。高频引文均为2007年以前发表，因此反映了极端天气研究领域2007年以前重要主题的研究状况。各类高频引文的主要内容有：

（1）极端天气气候事件的变化与趋势研究，具体文献包括：3、7、19、26、21、15号文献；

（2）欧洲的极端天气研究，包括高温和严重洪灾等问题的研究、利用模型预测未来欧洲降水极端事件的变化，涉及4、16、29、34号文献；

（3）用模型模拟对极端天气进行研究，如使用全球耦合模型、CCC GCM2模型、海气耦合模型，包括30、32、8、11、9、20、31号文献；

（4）极端天气的影响，具体文献有：1、24、35、17号文献；

（5）变化的气候中极端天气的变化情况，具体文献有：22、33、13、18、12、23、10号文献；

（6）天气气候变化和趋势的评估与分析，其中政府间气候变化专门委员会对气候变化进行了评估，包括2、28、6、5、25、14、27号文献。

图2 极端天气研究高被引文献同被引聚类分析树图

3 结 语

本研究应用文献计量学方法，从来源文献和文献被引情况两个角度对WoS数据库中的极端天气相关文献进行了全面的分析，并且进行了高被引文献的同被引聚类分析，基本上揭示了该领域的国际研究现状以及研究热点，对于开展该专题研究的机构和学者，具有一定的指导和借鉴意义。关于极端天气的研究，主要是从20世纪90年代逐步开展的，但研究的数量处于快速增长的状态，并且受到了各个国家以及众多学科领域的关注，但该领域的高产以及高影响力的研究成果主要来自于发达国家的科研机构。2007年以前的研究热点是：极端天气气候事件的变化与趋势研究、欧洲的极端天气研究、模型模拟在极端天气的应用研究、极端天气的影响、变化的气候中极端天气的变化情况以及天气气候变化和趋势的评估与分析。

本研究主要是利用了2007年以前的高被引论文探讨了该领域的研究热点，因同被引聚类分析存在时滞的问题，若要完全有效地揭示某一领域的发展趋势，尚需要结合目前的研究热点，因此，在未来的研究中，我们还要利用主题词的聚类分析来进一步探讨该领域的研究热点，以对现有的研究加以补充，更好的展示极端天气研究热点的现状与趋势。

参考文献

［1］Houghton JT,Ding Y,Griggs DJ,et al.IPCC,Climate change 2001:The scientific basis［Ｃ］∥Observed Climate Variability and Change.Cambridge,United Kingdom and New York,USA:Cambridge University Press,2001．

［2］IPCC.Climate change 2007:The physical science basis［Ｃ］∥Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovermental Panel on Climate Change.Cambridge,United Kingdom and New York,USA:Cambridge University Press,2007．

［3］Alexander LV,Zhang X,Peterson TC,et al.Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation［Ｊ］.Journal of Geophysical Research,2006,111:D05109．

［4］Easterlling DR,Evens JL,Groisman PY,et al.Observed variability and trends in extreme climate events:A brief review［Ｊ］.Bulletin of the American Meteorological Society,2000,81(3):417-425．