《自然》子刊:2100年华北平原或因极端热浪变得不再宜居

来源:澎湃新闻

2018-08-02 16:17

据澎湃新闻今日报道,当地时间7月31日,美国麻省理工学院(MIT)的一个研究小组在《自然—通讯》杂志上发布论文表示,由于气候变化和灌溉农业的发展,2070年至2100年,中国的华北平原可能因为极端热浪而变得不宜居住,而这样的热浪对户外工作者而言甚至可能带来生命危险。

《自然—通讯》于2010年首次发行,是《自然》(Nature)杂志的第17本子刊。

中国华北平原面积30万平方公里,人口约3亿-4亿,是世界上人口最多的农业地区。中国科学院的资料显示,目前华北平原四季变化明显,年均温度8-15℃,冬季寒冷干燥,夏季高温多雨,常有洪涝。春季旱情较重,是典型的灌溉农业地区。

热浪因灌溉农业而变强

该研究按照现有的温室气体排放水平,基于高分辨率区域气候模型模拟的集合进行预测,结果显示,气候变化对大规模的灌溉农业模式有直接影响,会使得热浪的强度更高。

灌溉农业是在干旱时以大水灌溉的方式保证农业生产的模式。灌溉可以冷却地表温度并滋润地面空气,但随着温度升高,灌溉系统将导致高水平的水蒸发,使得北方平原的空气非常潮湿,提高温度和湿度,从而提高热浪的强度。因此,在温室气体排放没有改变的情况下,本世纪下半叶,华北平原可能会遭遇致命热浪。而当湿球温度达到35℃时,人类在无保护的环境中只能生存6小时。研究同时表明,大面积的灌溉农业将湿球温度直接提高了0.5℃。

湿球温度(Wet-bulb temperature)是指对空气进行加湿,其相对湿度达到100%时所达到的温度。

除非二氧化碳排放得到有效遏制,否则华北平原将在2070年至2100年之间达到致命的35度湿球温度阈值,户外工作者可能在极端热浪袭击的几小时内死亡。

实际上,模型的结果显示,即便中国大幅降低碳排放,在本世纪下半叶,华北平原也将数次超过35度湿球温度阈值。

过去50年,中国的热浪频率和强度显著增加。1951年至2006年期间,中国平均表面平均温度上升了约1.35℃,平均0.27℃/10年,高于当时全球约0.13℃/10年的速度。中国最近一次经历严重热浪袭击是在2013年夏天,东部地区发生了严重的热浪事件。其中上海徐家汇曾一度达到40.8℃,创下当地气象记录141年以来的最高气温。

世界卫生组织曾表示,2030年至2050年间,与气候变化有关的热应激可能会导致全球每年有38000人死亡。

“根据气候变化和人口差异的极端情况预测,(受极端热浪袭击)每年死亡人数可能达到51795人。”论文合作者、澳大利亚莫纳什大学副教授郭玉明(Yuming Guo,音译)表示。

会不会“热死”不仅和实际温度有关

人体是通过蒸发汗液从体内除去热量进行“自我降温”的。但如果空气湿度越大,热浪对人类产生的影响就会越大。因为湿度会使得汗液无法蒸发,人体无法通过出汗排出体内的多余热量,严重的可能导致器官衰竭。

所以当湿球温度达到35℃阈值的时候,即使身体健康的人坐在阴凉处,只要人体的自然降温机制得不到保障,也会在不到6小时内死亡。

美国海洋和大气管理局(NOAA)曾提出炎热指数(Heat Index)的概念,这个指数综合考虑了温度和湿度对人体感温度的影响。由于人种不同、体表汗腺和体毛的差异,和中国人的感受可能稍有差别。根据美国的炎热指数标准,同样是30℃时,当相对湿度只有50%时,体感温度达到31.1℃,与实际气温比上升了1.1℃;而当相对湿度达到90%,体感温度飙升至40.6℃,比实际气温高出10.6℃。在相同温度下,相对湿度越大,体感温度的增幅就越明显。

相对湿度不仅会提高人体对“炎热”的感知,也会提高人体对“寒冷”的感知。当气温低于15℃的时候,相对湿度越大,感觉就会越冷,就会使人感受到中国南方冬天的“魔法伤害”。

美国NOAA炎热指数对照表。图自中国天气网

在地球任何一个角落,历史上大气的湿球温度都很少超过31℃。但麻省理工此前的一项研究显示,本世纪下半叶的热浪将使得湿球温度升至31℃-34℃左右。美国国家气象局将高于31℃的湿球温度列为“极端危险”,警告人们“如果不立即采取预防措施,可能会患重病甚至死亡”。

除了中国,印度的恒河和印度河流域以及南亚大部分地区,也将在本世纪下半叶迎来超过35℃湿球温度的极端气候。近几十年,南亚致命热浪的发生频率已经明显上升。2015年,有历史记录以来的第五大致命热浪袭击印度和巴基斯坦大部分地区,导致约3500人死亡。但中国将要面临的致命热浪依然比其他地区严重。

“华北平原可能将面临人类历史上,由气候变化带来的最大风险。”麻省理工在一份声明中表示。

澎湃新闻见习记者 徐路易

责任编辑:谷智轩
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