热浪已成全球问题

2018-09-13 08:07祝叶华
南方周末 2018-09-13
关键词:热浪气候变化天气

目前的热浪已经成为一个全球性问题。有研究表明,到2040年,在2003年热浪中记录的极端温度将会变成正常的夏季温度。

南方周末特约撰稿 祝叶华

2018年7月,瑞典当局呼吁国际援助,以帮助他们应对席卷全国的野火蔓延。在此之前的几个月,瑞典没有下雨,而接下来几周气温的飙升,让这个北欧国家的森林变成了火药桶。

从目前全球情况看,瑞典的“火爆”命运并非特例。在世界上的大部分地区,强烈而持久的热浪已经引发了一定规模的破坏:北美、北欧和非洲已经在破纪录的气温中遭受了巨大的冲击。在非洲,今年夏季位于撒哈拉沙漠的阿尔及利亚的一个气象站记录的温度为51.3℃。在日本的某些地区,这个夏天的最高气温已经超过了40℃。在美国加州,为了应对高温天气,增加了空调设备的使用,引发了电力的短缺。而在英国,炎热的天气“融化”了格拉斯哥科学中心的屋顶。在印度、巴基斯坦和其他南部地区,热并不是一个大问题,但是在气候变化问题上,极端天气现在变得更为普遍和强烈。就在2018年的7月,澳大利亚悉尼的气温上升到24.7℃,这是令人震惊的,因为对于地处南半球的悉尼,此时正值冬季。

目前的热浪绝不是一个狭隘的问题,更不是一个地方性问题,它显然已经成为一个全球性问题。气候学家表示,他们对今年夏天到目前为止观察到的极端情况并不感到惊讶,因为这种情况已经被警告了很多年,但他们对这些极端事件的严重性和数量仍然感到吃惊,并对热浪引发的混乱感到头疼。

飞机“瘦身”

我们听过因为雨雪和大雾天气导致的飞机航班延误,但因为热浪而导致的飞机无法起飞听起来却是新鲜事。

随着地球气候在未来半个世纪里1~3℃的升温预期,热浪将更频繁地袭击地球。其中一些热浪将会袭击跑道较短的机场。在华盛顿的里根国家机场、纽约的拉瓜迪亚机场和迪拜国际机场等,真正的麻烦将出现在热浪来袭期间。

为了让飞机顺利起飞,在高温天气下,减少座位数可能会解决一时之需。随着温度的上升,空气变得稀薄,这使得机翼在起飞时试图产生足够的升力变得更加困难。摆脱一些重量(例如,携带更少的乘客或更少的货物)会使飞机更容易在空中飞行。未来,约有10%~30%的航班会在一天中最热的时候起飞,所以飞机“瘦身”在所难免。

2017年,哥伦比亚大学的研究人员曾在《气候变化》(Climatic Change)上发文称,他们观察了波音737-800、空客A320、波音787-8、波音777-300和空客A380五种常见的商用飞机模型,并根据27种不同的全球气候模型的预测温度,计算出它们在全球19个机场的起飞会受到何种影响。结果发现,航班开始出现问题的温度取决于飞机的类型以及机场的海拔和跑道长度。更高的海拔意味着空气更稀薄,更短的跑道意味着飞机需要更短的距离来提高起飞的速度。不仅如此,长途飞行将会特别容易受到攻击,因为它们必须携带满满的燃料。所以在一天最热的时候选择起飞的航班,例如从迪拜等炎热城市起飞,就不得不减少座位。热浪会加大飞行成本,让机票更贵,这种情况在未来几年将变得非常普遍。

可怕的湿球

“锄禾日当午,汗滴禾下土。”汗水总是与农作物的收获绑定在一起。不过有研究表明,超过一定的温度和湿度阈值,一个人就无法在长时间不受保护的开放环境中工作,但农耕季节,农民却必须这样做。2018年7月,麻省理工学院的一个研究小组在《自然通讯》(Nature Communications)上发文表示,除非采取极端措施限制气候变化的排放,否则中国人口最多、农业最重要的华北平原可能会反复面临热浪的袭击。这项研究选择了波斯湾地区、南亚地区和中国的华北平原为研究对象,三个地区潜在的热浪威胁都在增加。华北地区的响应程度比其他两个区域的响应要大得多。而之所以选择这三个区域,是因为过去的记录表明,这些地区的温度和湿度的综合水平比其他任何陆地都要高。

在针对波斯湾的研究中,科学家发现了一些更高的极端温度,但这些都被限制在海湾地区的水域中,而不是在陆地上。可华北平原是人们居住、生活的地方。在中国,自1970年以来,热浪已经变得强烈和频繁,而在过去的15年里尤其如此。在相对干燥、肥沃的华北平原地区,随着气候的变化,不断上升的温度直接影响了农业的灌溉模式,密集的灌溉会使更多的水分蒸发,导致空气中的湿度比其他地方更高,热浪风险会显著增加。

科学家用“湿球”温度将湿度考虑在内,为潜在的健康影响提供了更好的衡量标准。如果湿球温度超过35℃,汗水将不再是人体有效的冷却机制,身体会很快过热,导致死亡。文章指出,一个健康的成年人可能无法在“湿球”温度为35℃的户外存活超过6个小时。此外,研究人员还对这三个地区进行了详细的气候模型模拟分析,选出了能够很好匹配过去时期实际观察条件的模型,并利用这些模型来预测未来30年的气候情况。结果显示,灌溉加剧了气候变化的影响,可能会导致在2070年至2100年的华北地区不适宜居住。

不过对于这一观点,科学界也存在不同声音,有部分专家认为,这一结论的得出没有充分考虑中国的减排行动,同时预测模型的选择也相对单一,综合效应比单独的灌溉或气候变化的影响要大得多,所以这需要进一步的研究。

失控的野火

炎热和干燥的天气也使森林更加易燃。在德国,柏林南部的居民在夏季的某天醒来时看到了地平线上的烟雾,这一事件在世界上也会变得更加普遍。例如,在经过1个月的创纪录和接近创纪录的高温天气后,希腊的一个社区在7月23日被大火袭击,造成至少80人死亡;7月26日,美国加州北部的一场大火迫使雷丁市部分地区的居民紧急撤离。

尽管气候科学家不愿将任何一种特定的火灾与气候变化联系起来,但有大量的科学证据表明,温室气体的增加至少会加剧森林火灾的发生频率。世界气象组织就此发布了一份新的声明,强调全球变暖与森林大火之间存在某种联系,高温正在使森林“干涸”,让森林更容易被灼伤。在火灾附近,烟雾是一种健康风险因子,它含有有害气体和小颗粒的混合物,会刺激眼睛和呼吸系统。烟雾暴露和吸入会造成从眼睛和呼吸道刺激到更严重的疾病,包括肺功能减退、支气管炎、哮喘和过早死亡。

不仅如此,越来越严重的热浪不仅仅局限于陆地上。遍布全球的海洋热浪也可能会给人带来更为深重的伤害。2017年发生的一场重大的海洋热浪袭击了澳大利亚海岸。它摧毁了大片的大堡礁。2018年8月《自然》(Nature)发表的一项研究称,全球变暖可能会导致“海洋热浪”(即海洋表面长时间的反常高温)的发生频次更高、袭击范围更广、强度更大。文章中显示,在1982年至2016年期间,海洋热浪天数增加了一倍。法国、瑞士等国的研究人员引用了1982年到2016年的全球日均海表温度数据,以及1861年到2100年期间的12个全球地球系统模型,说明全球气候持续变暖将导致海洋热浪的出现更频繁、范围更广、强度更大、持续时间更久。

全球变暖的后果

全球变暖是否会引发或者加剧热浪,科学家一直以来都没有进行定量的研究。不过在此之前,早就有种种迹象和研究表明,全球变暖与热浪有密切关系。

2017年,斯坦福大学的气候科学家诺亚迪夫博夫(Noah Diffenbaugh)在《美国国家科学院刊》(PNAS)上发表了一项研究,称在全球范围内发现了气候变化的特征。研究人员通过可靠的观测数据发现,气候变化增加了世界上超过80%的地表区域破纪录的高温。如果碳排放没有减少,情况将会变得更糟。事实上,由于人为活动导致的气温升高,已经使热浪变得更加频繁,而这正是过去发生的情况。据估计,到2040年,在2003年热浪中记录的极端温度将会变成正常的夏季温度。到那时,袭击很多地区的热浪将会变得更频繁,更强烈,持续时间更长。2018年5月,NOAA也在《天气与极端气候》(Weather and Climate Extremes)上发表的一项研究中称,如果没有温室气体浓度的急剧增加,2016年影响北极的“异常高温”是不可能发生的。因此他们认为,北极的变暖和冰川的融化很可能与由人类活动引起的温室气体的积聚密切相关。

而在最近,部分科学家指出搅动全球天气变化的罪魁祸首还包括另一个关键因素:急流。急流就像环绕北半球的高速公路,它的行为是不规律的,像醉酒的人一样蜿蜒曲折,这种波浪状的射流模式导致了所有的疯狂天气。此前有科学家证实这种类型的天气模式与北极地区的变暖有关。当从中纬度到北极的热到冷的温度梯度下降时,急流会减缓或分裂,使其前进形式更趋于环形,因此给某些地区带来持续的极端干热,并给其他地区带来强降雨。

由此看来热浪天气并非是孤立事件,他们往往与干旱和洪水相伴相生。位于英国雷丁市的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)正准备在2020年之前试行一个归因问题的项目,该计划旨在将诸如热浪或洪水等极端事件归因于人类引起的气候变化上。

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