研究表明,随着温度上升,湿度可能会被证明是某些区域的断裂点
从美国南部到中国,热应力可能超过人类的耐力
一项新的研究表明,在未来的几十年中,热带和其他地区的大片区域可能会出现高温和湿度的混合。
气候科学家表示,随着气候变暖,热浪将在许多地区变得越来越普遍。然而,大多数的预测都忽略了一个主要的因素,那就是湿度,它可以极大地放大热量的影响。现在,一项新的全球研究项目表明,未来几十年,高湿度对许多地区的影响将显著增加。有时,它们可能会超过人类的工作能力,甚至在某些情况下还能存活。健康和经济会受到影响,尤其是在那些人们在户外工作的地区,几乎没有机会接触到空调。潜在的受影响地区包括已经闷热的美国东南部的大片地区,亚马逊,西部和中部非洲,中东和阿拉伯半岛南部地区,印度北部和中国东部。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的研究生伊森·科蒂尔(Ethan Coffel)说:“我们现在谈论的基本情况根本不会发生——大多数地方的人都没有经历过。”“但它们预计会在本世纪末出现。”预计气候变暖将使许多现在干燥的地区干燥,部分是由于降水模式的改变。但出于同样的原因,随着全球气温上升,大气中也会有更多的水蒸气。这意味着位于沿海地区的长期潮湿地区或其他与气候模式有关的地区可能只能得到更多。而且,正如许多人所知道的那样,闷热的天气比干燥的天气更让人感到压抑。这是因为人类和其他哺乳动物通过出汗来冷却身体;汗水从皮肤蒸发到空气中,带走多余的热量。它在沙漠里很好用。但是,当空气中已经充满了水分——想想夏天在城市里的一段时间——皮肤的蒸发就会减慢,最终变得不可能。当这个冷却过程停止时,一个人的核心体温就会超出这个范围。缺少了空调,器官就会紧张,然后就开始失败。结果是昏睡,疾病,在最坏的情况下,死亡。
利用全球气候模型,研究人员在新研究中绘制了当前和未来的“湿球”温度,这反映了热和湿度的综合影响。(测量方法是用湿布覆盖在传统温度计的灯泡上;它与空气温度不直接对应。研究发现,到20世纪70年代,现在每年可能只有一次的高湿球温度的读数可能在热带的某些地区每年超过100到250天。在美国东南部,湿球温度有时会达到令人压抑的29或30摄氏度;研究人员说,到20世纪70年代或20世纪80年代,这种天气每年可能发生25至40天。
实验室实验显示,32摄氏度的湿球温度是超出许多人在室外进行正常活动的门槛。这种水平在今天的任何地方都很难达到。但研究项目指出,到20世纪70年代或20世纪80年代,美国东南部的马克每年可以达到一到两天,在南美、非洲、印度和中国的部分地区也能达到三到五天。在世界范围内,数以亿计的人将遭受痛苦。研究人员说,受人类影响最大的地区可能是印度东北部人口密集的地区。
“很多人在达到32摄氏度的湿球温度之前就会崩溃,或者任何相近的温度,”lamont - doherty的气候科学家,coauthor Radley Horton说。他们会遇到可怕的问题。霍顿说,研究结果对人类所有领域的“经济、农业、军事和娱乐”都具有“革命性”作用。
研究项目指出,南部和印度北部的一些地区甚至在本世纪末可能会达到35个湿球温度——等于人类的皮肤温度,以及在没有人工冷却的情况下,人们在几个小时内死亡的理论极限。使用一种相关的综合热/湿度测量,即所谓的热量指数,这相当于“干”热的近170华氏度。但在20世纪70年代发明的用来测量潮湿夏季天气的“真实感觉”的热值指数实际上在136点结束;上面的任何东西都不在图表上。光明的一面是,该报告称,如果各国能在未来几十年大幅削减温室气体排放,那么最糟糕的后果是可以避免的。
只有少数的天气事件像预测的那样被记录下来。最近的一次是在2015年7月31日,伊朗的班达尔·马赫沙赫。超过10万的城市坐落在波斯湾,海水可以温暖到90华氏度,离岸的风把湿气吹到陆地上。在那一天,“干燥”的气温仅为华氏115度;空气中充满了湿气,空气中的湿球读数接近35摄氏度的上限,转化为165华氏度的高温指数。
Bandar Mahshahr的基础设施很好,电力也很便宜,所以居民们报告说,他们可以住在有空调的建筑物和汽车里,在外面短暂的冒险后才会洗澡。但这可能不是其他脆弱地区的选择,因为许多人没有中产阶级的奢侈品。
“这不仅仅关乎热度,也不仅仅关乎人的数量。这是关于有多少人是穷人,多少人是老人,谁必须出去工作,谁有空调,”哥伦比亚大学国际地球科学信息网络中心的Alex deSherbinin说。De Sherbinin说,即使天气不会直接导致人们死亡或停止所有活动,在这种情况下,在农场或其他户外活动中工作的必要性会带来慢性肾病和其他有害的健康影响。“显然,热带地区将遭受最大的损失,”他说。他说,人们对人类基础设施或自然生态系统如何受到影响的问题几乎完全没有被探索过。
只有少数先前的研究着眼于气候变化的湿度问题。2010年,《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的一篇论文提出了35度生存能力的限制。2015年,研究人员在《自然气候变化》(Nature Climate Change)杂志上发表了一篇论文,该论文将南部中东地区和波斯湾地区的地区地图绘制成脆弱的极端环境。在今年的《科学进展》杂志上,又有一篇文章讨论了人口稠密、地势低洼的恒河和印度河流域。这项新的研究建立在早期的研究基础上,利用各种气候模型将预测扩展到全球,并考虑到未来人口的增长。
麻省理工学院的水文和气候教授Elfatih Eltahir在中东和亚洲研究了这个问题,他说新的研究“是一篇重要的论文,强调在定义热应力时需要考虑温度和湿度。”
新南威尔士大学的气候科学家史蒂文·舍伍德提出了35度的生存性限制,他说,他怀疑这个阈值是否能在研究人员说的时候达到。无论如何,他说,“基本点是。“除非温室气体排放被削减,”我们走向一个热应力比人类历史上更严重的问题。在湿热地区,影响将是最严重的。