在人類出現在地球上的幾十萬年裡,現代人(modern humans)成功適應了各種各樣的氣候——從撒哈拉沙漠的乾旱炎熱到北極的雪虐風饕。但是,我們仍然有自己的極限。當環境中氣溫和溼度足夠高時,一個喝水的強壯健康的人靜坐在陰涼處,也會熱到中暑。
隨著更高溫度的熱浪更頻繁地出現,科學家認為在未來幾十年,一些地區會開始出現達到人體忍耐極限的高溫事件。但近期一項發表於《科學-進展》的研究表明,這樣的事情已經發生了,研究強調了兩方面的迫切需要,一是要減少溫室氣體的排放,二是要制定政策來幫助弱勢群體應對高溫事件。
在高溫環境中,人體會通過出汗的方式降低體表溫度,因為汗液在體表蒸發會吸熱。但當環境溼度也升高時,汗液的蒸發速率會逐漸下降甚至為零。當溼球溫度(wet-bulb temperature,當前環境僅通過蒸發水分所能達到的最低溫度)達到35℃,相當於氣溫35℃且空氣相對溼度達到90%時,人體的汗液就會停止蒸發。
之前的研究使用氣候模型推斷出,在本世紀末,波斯灣部分地區、印度次大陸和中國東部將經常出現達到人體極限的高溫事件。但是,由於他們在數小時內檢測了大範圍的區域,可能會忽略一些更局部、更短期的溫度峰值的極端情況。為了了解之前研究中可能忽視的溫度峰值,「我們決定進行更細節的觀察,」文章的第一作者Colin Raymond說。當參與這項研究時,他還是哥倫比亞大學的博士生。
Raymond等人研究了1979年以來全球超過7000個氣象站的溫度數據。他們發現目前極端的高溫高溼事件出現的頻率,是40年前的兩倍,而且情況還在惡化。很多地方的溼球溫度達到了31℃或更高。一些高溫高溼事件的溼球溫度,甚至已經突破了35℃。麻省理工學院的氣候科學家Elfatih Eltahir說,確定這一趨勢「很重要,因為它建立在氣象站數據的基礎上,而這是我們通常擁有的最直接證據」。Elfatih Eltahir沒有參與這項新研究,但曾經從事這方面的工作。
而後續出現極端高溫高溼事件的地區,確實與氣象模型中推斷的地區完全一致。它們大多數為沿海地區,一方面溫暖海水為這些地區提供了大量的水分,另一方面背後的大陸為它們傳輸著熱量。其他出現極端高溫高溼的地區,如印度次大陸,是由於季風會帶來溼度較高的空氣。
Raymond現在供職於美國航空航天局(NASA)的噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory),他補充道,還有一些常出現高溫高溼的地區缺少氣象站數據,例如巴基斯坦的部分地區,這些地方可能會出現更高的溼球溫度。極高的溼球溫度通常只會維持1-2個小時,因此尚未突破人類的忍耐極限。
但是,隨著氣候變暖,未來類似的高溫事件將持續更長的時間,並覆蓋更多地區。而且,即使溼球溫度很低也可能致命,特別是對於老年人或有存在健康問題的人。2003年席捲歐洲部分地區和2010年席捲俄羅斯的歷史性高溫事件,雖然溼球溫度沒有超過28℃,卻帶走了數千人的生命。Eltahir說,「這些情況非常非常難以應對。」
研究還發現,當全球平均氣溫僅比工業革命前高2.5℃時,部分地區的溼球溫度就會經常超過35℃這一限值。目前全球平均氣溫已比工業革命前高1℃了。憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists)的資深氣候科學家Kristina Dahl也表示,「地表溫度不需要上升很多,高溫高溼事件就會變得更頻繁。」他也沒有參與這項新研究。
這項研究還強調,迅速減少溫室氣體排放,以及儘可能限制全球變暖是十分必要的,這樣才能阻止未來發生更多的高溫高溼事件。文章還提出幾個問題,包括政府需要制定哪些政策來保護弱勢群體,比如建立老年人避暑中心(cooling centers),或者在高溫來臨之前發出預警。而對於需要進行戶外作業的行業,例如農業和建築業,也可能需要將戶外工作的時間調整到一天中溫度較低的時候。要知道,即使在空調隨處可見的美國,目前死於高溫的人比死於寒冷、洪水或颶風的人還多。