1. 夏秋欧洲遭遇极端强降水
7月上中旬，欧洲中西部出现极端性强降水，德国部分地区日雨量达100毫米～150毫米，超过当地常年7月总降雨量。德国中部山地日雨量达162毫米，波恩-科隆气象站最大日雨量88.4毫米，打破了该站的历史纪录。伦敦部分地区90分钟降水量接近80毫米，其西南部一植物园小时雨量达47.8毫米，超过了当地常年7月总降雨量，打破1983年以来历史纪录。
10月上旬，意大利北部出现强降雨，罗西里奥内12小时降水量高达604毫米，24小时降水超过900毫米，打破欧洲有气象记录以来最高日雨量极值。极端强降水导致欧洲中西部出现严重洪涝灾害，德国至少180人因灾死亡。意大利、卢森堡、比利时、荷兰等国也发生了洪涝或山体滑坡。
2. 冬季风暴“乌里”袭击北美破低温极值
2月中旬，冬季风暴“乌里”袭击北美大部，加拿大南部、美国大部、墨西哥北部遭遇强寒流和极端暴风雪，多地最低气温突破历史极值，美国俄克拉荷马城（26℃）破1899年以来最低纪录，得克萨斯州（其纬度相当于中国长江中下游地区）最低气温下降至-22℃，为1895年以来罕见。
墨西哥北部最低气温低至-18℃，至少十余人因低温死亡。加拿大温莎市降雪量达200毫米，皮尔逊国际机场降雪量120毫米，渥太华降雪量180毫米。此次灾害影响重大，美国至少100人丧生，超过550万家庭断电停电，为美国近代史上最大的停电事件之一。
3. 南非极端寒流致多地最低气温创纪录
南非地处非洲高原最南端，全境大部分处于副热带高压带，属热带草原气候。7月下旬，正值冬季的南非受南极极端寒流影响，南非国内19个地区的气温突破冰点并伴有降雪，多地最低气温陆续被刷新。
7月23日，首都约翰内斯堡最低气温为-7℃，打破了1995年7月出现的最低气温纪录（-6.3℃）；金伯利的最低气温则达到了-9.9℃，大多数南非城市的气温都打破了近20年来的最低气温纪录。
4. 美国冬季发生罕见强龙卷事件
12月11日（北京时间），美国中部和南部6个州出现大范围极端强对流天气，遭遇至少61个龙卷风袭击，并伴有强风和局地冰雹。田纳西州观测到直径2厘米～5厘米的冰雹，其纳什维尔国际机场出现34米/秒的最高风速，是该机场有史以来第三强阵风；肯塔基州最大阵风风速超过16级。
此次过程中多个龙卷集中爆发，影响范围广，持续时间长，强度具有极端性，造成大量房屋毁损、数十万户家庭和部分企业断电，其中肯塔基州受灾最为严重，死亡人数超过70人。美国龙卷风在冬季通常并不活跃，此次罕见强龙卷风与大气环流系统异常和拉尼娜事件的影响等诸多气象因素叠加效应有关。
5. 夏季北半球多地遭受高温“炙烤”
夏季，北美、南欧及北非多地出现极端高温天气。6月末至7月初，美国西雅图（纬度高于中国哈尔滨）最高气温创纪录，达到42.2℃。6月29日，位于加拿大西部的利顿镇最高气温达49.6℃，年内3破历史纪录。7月9日，美国加州死亡谷最高气温达到54.4℃，为上世纪30年代以来全球最高气温。
7-8月，意大利西西里岛记录到48.8℃的高温，土耳其锡兹雷（49.1℃）、突尼斯凯鲁安（50.3℃）、西班牙蒙特罗（47.4℃）和马德里（42.7℃）最高气温纷纷破纪录。高温热浪加剧干旱和森林野火的发展，6月29日美国西南大部地区处于最高级别干旱状态，加州至少发生了3500起山火。环地中海地区的阿尔及利亚、土耳其南部和希腊也发生了森林大火。
6. 南美洲极端干旱波及全球农产品贸易
南美洲中东部拉普拉塔流域是南美洲第二大、世界第五大流域，流域内包含巴拉那河、巴拉圭河及乌拉圭河三大河流。该地区主要依靠降雨维持大规模农业生产、水力发电、运输货物等。9-10月，拉普拉塔流域极端干旱达到顶峰，这场极端干旱始于2019年；2021年10月阿根廷的潘帕斯草原也饱受干旱困扰。巴拉那河因干旱水位严重下降甚至见底。
受其影响，作为“世界粮仓”的巴西玉米产量下降近10%，大豆和咖啡等作物减产致价格持续上涨，波及全球多国农产品进口贸易。
7.四级飓风“艾达”疾风暴雨影响重
8月29日，四级飓风“艾达”在美国路易斯安那州富尔雄港附近登陆，登陆时中心附近最大风力达67米/秒（相当于17级以上超强台风）。“艾达”登陆后一路北上影响多州，9月1日纽约中央公园1小时降水量达78.7毫米，日降水量达181.1毫米，均创历史最高纪录；新泽西州纽瓦克日降水量高达213.6毫米，远超1959年56.4毫米的纪录。
“艾达”致墨西哥湾附近几乎所有的石油生产设施关闭；美国路易斯安那州近百万户家庭和企业断电，新奥尔良市全城断电，还造成全美至少80人死亡。
8.印度5月连遭两气旋风暴重创
5月中下旬，阿拉伯海气旋风暴“陶克塔伊”和印度洋孟加拉湾气旋风暴“亚斯”相继登陆印度。“陶克塔伊”最大风力有14级（45米/秒，相当于强台风级），“亚斯”最大风力有12级（33米/秒，相当于台风级）。“陶克塔伊”造成孟买圣克鲁斯气象站5月18日降水量达230毫米，这是孟买5月份的最大日降水量；印度西部城镇帕尔加尔的日降雨量高达298毫米。
两风暴累计造成印度至少87人死亡、数百人失踪，百万人撤离家园，超30万所房屋被摧毁，大量基础设施停摆。
9.春季蒙古国遭遇强沙尘暴和暴风雪
蒙古国2021年春季发生沙尘暴天气的频率和强度均超过往年。3月中下旬，蒙古国遭遇强沙尘暴和暴风雪，27日乌兰巴托市的风速为13～15米/秒，出现沙尘暴和雨夹雪。色楞格省南部和中央省有暴风雪，南戈壁省、中戈壁省、东戈壁省、肯特省、苏赫巴托尔省等地有强风和沙尘暴，多地风速达18～20米/秒，瞬时风速达24米/秒。
大风导致多座蒙古包和房屋、栅栏被摧毁，部分输电线路损坏，中戈壁、后杭爱省共10人死亡，数百人走失，中戈壁省约有16万头（只）牲畜死亡。
10.IPCC第六次评估报告及《格拉斯哥气候公约》相继问世
8月9日，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布第六次评估报告第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》，报告指出人类活动是导致地球变暖的主因，同时全球气候系统经历着快速而广泛的变化，且部分变化已无法逆转，除非在未来几十年内大幅减少温室气体的排放，否则全球变暖必将超过1.5℃。
11月13日，联合国第26届气候大会落幕，近200个国家共同签署《格拉斯哥气候公约》，各缔约方通过了建立全球碳市场框架的规则，就2030年将全球的温室气体排放减少45%达成共识，并承诺逐步减少煤炭使用，减少对化石燃料的补贴。《格拉斯哥气候公约》的签订意义重大，表明全球气候治理从关注目标和雄心转向重视行动和落实。
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