什么是极端天气
日本气象厅整理了过去30 年的气象数据，将根据数据求取的平均值定为30 年的年平均值。这个年平均值将使用10 年。接下来这10年中的气象状况，常常会被拿来与过去30 年的平均值作比较，并被保存下来。并且，再经过10 年后，过去30 年的数据中将重新把这最近10 年的数据更新进去，从而再次计算并求取最近30 年的平均值，即年平均值。这个年平均值可以用来进行气象状况的预测或报道。
所谓的极端天气，就是某地区在某个季节中，出现了概率较小、不常见的气象现象或状态。这个判断标准由气象台根据数据来决定，通常为在统计层面30 年里出现率为1 次左右的现象。夏季或冬季的异常气温、暴雨、洪水、暴雪等气象现象，在全世界都会引发巨大灾害，当这些气象现象中的某一种或几种，在30 年里发生1 次以上时，就被称为极端天气。
统计学中会使用概率来表示某种事态产生的频率。例如，如果把人的身高、体重等数据以数值大小为顺序来排列并求取概率分布的话，那么随着多次调查，它的概率分布就如图1.10(a) 所示的那样，是一种曲线接近于钟形的正态分布。正态分布由于是概率分布，所以那条曲线包围起来的部分总面积就是1。正态分布的顶点表示对于平均值（m）而言的最高发生概率。另外，使用表示差异程度的标准偏差（SD），我们能够判断某个现象的发生状况是否属于通常的偏差范围。把它应用于气象现象时，当气象数据与平均值的偏差超过标准偏差的2 倍（2SD）时，该气象现象就被认定为极端天气。在这种情况下，由于把基于30 年平均值的标准偏差的2 倍作为偏差范围，所以，可以得出超出该范围的极端天气（细网状部分）为全体的4.6%。
温室效应与雷电
通过每年对世界各地的气温进行定点观测，地球温室效应导致全球变暖的现象已经非常明朗。1992 年，美国的威廉姆斯博士发表了澳大利亚北部和圭亚那高原等处关于大气温度上升与落雷频率的研究报告。调查结果显示，平均温度每上升1 ℃，平均落雷天数将增加10 倍左右。通常情况下，落雷会产生环绕地球的舒曼波（详见第3 章第27 节）。随着大气温度的上升，舒曼波的振幅会非常敏感地增大，另外有观测显示，落雷频率也会随之增大（图1.10(b)）。这个事实启示我们，在应对温室效应的同时，也非常有必要考虑日常生活中的防雷对策。