定宗时期的蒙古帝国出现严重的自然灾害和社会动荡的原因主要有以下几点：
自然灾害的影响：根据维基百科的资料，元朝时期畜牧业发展趋势不稳定，到了元顺帝时，畜牧业的衰败更为严重，其原因最大的是自然灾害[1]。自然灾害对依赖畜牧业的蒙古帝国经济造成了重大打击。
内部权力斗争：1259年蒙哥去世后，托雷家族内战，事件使帝国数度分裂，以至走向瓦解[2]。这种内部的权力斗争削弱了中央集权，导致社会动荡。
分封制度的弊端：成吉思汗在蒙古草原推行千户制，蒙古诸王因分封制度获得自己的民户和封地，世袭占有，并对其子孙进行家庭内分配[3]。这种分封制度可能导致地方势力的割据，增加了社会不稳定因素。
外部环境的动荡：蒙古西征时代的中亚，正处在一个动荡不安的时代里，蒙古人征服了花剌子模等政权，这种外部的军事扩张和征服可能也带来了社会动荡[4]。
综上所述，自然灾害、内部权力斗争、分封制度的弊端以及外部环境的动荡共同导致了定宗时期蒙古帝国的严重自然灾害和社会动荡。