氣候異常是相對于氣候正常而言的。所謂氣候正常,是指氣候的變化接近于多年的平均狀況,較适宜于我們的日常生活和農業生産。而氣候異常則是指氣候平均狀态發生了顯著變化,或者是與氣候平均狀況相比,氣候的偏差值(氣溫偏高或偏低的幅度、降水偏多或偏少的幅度等)出現了顯著變化,亦或是兩者都出現了統計學意義上的顯著變化。
氣候的偏差值增大表明氣候狀态的穩定性減弱,氣候變化變得敏感,出現極端氣候事件的可能性增加。氣候異常通常是不頻繁出現的,如極冷、極熱、嚴重幹旱、特大暴雨、嚴重冰雹、超強台風等,但對我們的日常生活和農業生産都會造成非常嚴重的影響。
氣候異常是由氣候系統的變化引起的。氣候系統包括大氣圈、水圈、冰凍圈、岩石圈(陸地)和生物圈,五大圈層之間既相互聯系也相互影響。當其中某一個圈層發生變化時,必然引起其他圈層出現變化。在所有圈層中,大氣圈是氣候系統中最不穩定、變化最快的部分。
我們都生活在大氣圈中,大氣圈的狀态和變化直接影響着我們的生存條件和各種活動。氣候系統中其他圈層變化産生的最終影響結果,都會反映在大氣圈中。因此,大氣圈是氣候系統的中心。當大氣圈中某個地方的大氣環流出現異常時,也會導緻另外一個地方出現異常。
引起氣候系統變化的原因有很多,概括起來可分成自然的氣候波動與人類活動的影響兩大類。自然的氣候波動包括太陽輻射的變化,火山爆發等;而人類活動包括化石燃料燃燒以及森林砍伐等引起的大氣中溫室氣體濃度的增加,硫化物氣溶膠濃度的變化,陸面覆蓋和土地利用的變化等。