你为何需要担心“湿球温度”?

2022-09-21 10:34编译思羽
世界科学 2022年9期
关键词:湿球温度热浪湿度

编译 思羽

2022年5月,印度新德里近郊,一名妇女在酷热的下午用一块布盖住小孩来遮阳

2022年3月至5月,印度及其邻国忍受了多次热浪,有超过10亿人口暴露在危险的炎热环境之下。印度的多项气温纪录被接连打破。印度各地纷纷记录到一个多世纪以来最温暖的3月,5月时在德里出现了超过49℃ 的最高气温纪录。

2022年在世界其他地方也出现了破纪录的高温,其中包括英国。2022年的英国最高气温纪录比起之前的纪录增长了难以置信的1.6℃,超过40℃。葡萄牙气温在7月21日达到47℃,成为有记录以来最炎热的7月的一天,同时法国的多个地方也记录到新的最高气温。

这些热浪重新引发了我们如何保护民众免受越来越高的气温伤害,以及人类能忍受多高的气温的论辩。但是,在讨论高温对于人类的影响时,新闻标题里的气温数字并没有交待全部实情,因为湿度在我们如何实际感受热度方面扮演重要角色,而湿度并未被包括进气温数字中。

近期的研究已经发现,世界某些角落的气温和湿度在短期内也许早已逼近人类生存能力的阈值——这个度量被称为“湿球”温度——而且这个阈值也许实际上远远低于此前预想的数值。

湿球温度是什么意思?

湿球温度(WBT)结合干燥空气温度(在温度计上显示的温度)和湿度,从本质上来讲,它就是人类热应激状况的度量。

“湿球温度”这个术语得名于它的测量方式。假如你用一块湿布包住温度计的球体,从湿布蒸发的水分会让温度计变凉。这个更低的温度就是湿球温度,湿球温度不可能超过干球温度。然而,假如周围空气中的湿度很高——代表空气早已充满不少水分——水分的蒸发过程就发生得较少,于是湿球温度会更接近干球温度。

“你得到的湿球温度读数实际上会随着湿度的高低而改变。”忧思科学家联盟的气候科学家克里斯蒂娜·达尔(Kristina Dahl)说道,“它的真正意图是衡量我们能在多大程度上通过流汗让自己降温。”

湿度和温度并非影响人类体温的唯一因素:太阳辐射和风速是另外两个因素。但湿球温度作为室内环境的一种度量,特别重要,室内环境的死亡常常发生在热浪中,宾夕法尼亚州立大学的生理学教授拉里·肯尼(Larry Kenney)说道。

湿球温度在何时变得危险?

我们往往最为关切人类能忍受的湿球温度“阈值”或“临界值”,一个健康的人类在该温度下仅能存活6小时。这个湿球温度阈值常常被认为是35℃,大约相当于40℃的气温伴随75%的相对湿度。(2022年7月19日英国出现气温峰值,当时的相对湿度约为25%,湿球温度约为25℃。)

人类一般通过流汗来调节体内温度,但在湿球温度超过阈值后,我们就无法以这种方式冷却下来,导致我们的体温持续上升。这基本上标志着人类对极端高温的适应能力的极限——假如我们无法逃脱这些状况,我们的体内核心温度上升超过极限,器官就可能开始衰竭。

常被引用的35℃阈值来自一份2010年的理论研究。然而,2022年由肯尼与他人合作的研究发现,人类身体能容忍的真正阈值可能低得多。“我们的数据是实际的人类受试者数据,显示临界湿球温度更接近31.5℃。”他说道。

伦敦大学学院灾害研究中心主任比尔·麦圭尔(Bill McGuire)说,假如新的发现属实,在面对极端高温时,我们就处于“一个全新的局面”。“全球各地,暴露在潜在致命的热度湿度组合下的人口数量比过去的估计高出一大截。”

重要的一点是,远远低于湿球温度阈值的热度对于许多人来说依然危险。

哪些地方可能超过湿球温度阈值?

以全球而言,英国在出现极端湿球温度方面是相对低风险地区。迄今为止,英国的湿球温度极少达到28℃以上。“我个人觉得,在英国不可能出现35℃的湿球温度,然而在本世纪后半叶,可能出现31℃的湿球温度。”麦圭尔说,“但话要说回来,英国气象局当然没预料到2022年会出现40℃的干球气温。”

不过,在世界其他地方,超过湿球温度阈值的风险大得多。2015年的一项研究得出结论,假如温室气体排放未得到严格控制,接近21世纪末时,阿拉伯湾附近地区的极端湿球温度很可能接近并超出35℃,给那儿的人类适居性提出疑问。

2020年,研究发现,一些亚热带沿海地区早已经历35℃的湿球温度,虽然这种高温仅仅持续数小时。

“过去的研究预计,这种极端高温会在数十年后发生,但目前的研究表明,眼下就在发生。”美国喷气推进实验室的气候科学家、研究的第一作者科林·雷蒙德(Colin Raymond)说,“这些高温事件的持续时间会逐渐增加,影响的区域会扩大,趋势与全球变暖直接相关。”

研究也发现,从1979年到2017年,全球范围内达到30℃的湿球温度(这依然被认为是极端湿热事件)的次数翻了一番多。在巴基斯坦、印度、沙特阿拉伯、墨西哥和澳大利亚,31℃湿球温度的发生次数约为1 000次,湿球温度超过35℃的次数约有十多次。

一个重要的问题是,气候危机引起的气温上升与极端湿球温度的增加是如何相互关联的。2021年的一项研究发现,全球气温每平均上升1℃,热带地区的湿球温度最大值就会上升1℃。这意味着,将全球变暖控制在工业革命前水平之上1.5℃内,会防止大部分热带地区(全球40%的人口居住于此)的湿球温度达到35℃的生存极限,论文中如此写道。

因为气候危机的关系,和其他类型的极端气候相比,热浪的恶化趋势快出许多倍。科学家预测,气候危机使得印度和巴基斯坦出现热浪的概率增加了30倍。按照另一篇论文的说法,询问现今影响最大的热浪是否可能在工业革命前的气候中出现正在“迅速变成一个过时的问题”。

随着热浪开始更加频繁地影响更多人口的生活,我们对于热浪能做些什么的问题正在变得日益重要。随着全世界越来越经常地见到高温和高湿的致命组合,这最终可能意味着,一些地方会变得过于炎热,不适合人类生存,进而出现开启迁徙通道的需求,以便能让数百万人口离开他们炙热的故土。

资料来源 The Guardian

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