目前,北京市氣象臺繼續(xù)發(fā)布高溫黃色預(yù)警,8月3日至5日,北京大部分地區(qū)最高氣溫將達35℃以上。在夏日熱浪不斷侵襲中國內(nèi)陸的同時,美國麻省理工學(xué)院(M.I.T。)一個研究團隊于7月31日在《自然-通訊》(Nature Communications)雜志發(fā)表了一篇論文,將華北平原地區(qū)未來幾十年將面臨的熱浪侵襲風險推上了新高度。
資料圖:高溫天氣。中新社記者 于海洋 攝
論文指出,到本世紀末,因氣候變化和農(nóng)田灌溉等因素的影響,華北平原地區(qū)將成為頻繁遭受熱浪侵襲的重災(zāi)區(qū),甚至可能因此影響從事室外勞動的勞動者的生命安全。到那時,如今生活著近4億人的華北平原將不再宜居。
麻省理工學(xué)院水文與氣候?qū)<褽lfatih Eltahir是該研究團隊的領(lǐng)導(dǎo)者,他在接受英國《衛(wèi)報》采訪時稱,“這一地區(qū)(中國華北平原地區(qū))將在未來成為遭受致命熱浪侵襲的最熱門地區(qū)。”
華北平原占地30萬平方千米,依據(jù)《中國資源科學(xué)百科全書》介紹,該地區(qū)大部分屬暖溫帶半濕潤氣候,冬、春季少雨干旱,夏季多雨濕潤,適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但該地區(qū)旱澇災(zāi)害頻繁,尤以旱災(zāi)最為突出。因降水不夠充沛,使得華北地區(qū)成為重要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。
以往,有許多研究探討了城市人口密度較大、汽車保有量高等因素引發(fā)的城市熱島效應(yīng),在城市遭受熱浪侵襲中推波助瀾。但麻省理工學(xué)院的這項研究,將華北平原遭受熱浪侵襲的風險,與農(nóng)田灌溉掛上了鉤。
事實上,關(guān)于灌溉與區(qū)域氣候之間的關(guān)系,此前已有不少論文做了相關(guān)探討。有研究認為,灌溉的直接影響在于加強蒸散作用,提高了植被及地面整體向大氣輸送的水汽總通量。同時,灌溉還會降低地表溫度,增加空氣濕度,導(dǎo)致地表與大氣的潛熱交換和顯熱交換總量增加。
基于上述研究背景,麻省理工學(xué)院研究團隊利用高分辨率區(qū)域氣候模型集合模擬做出預(yù)測,結(jié)果顯示,灌溉將對熱浪產(chǎn)生的強度具有重要推動作用。而依靠灌溉從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn),同時又是溫室氣體排放“重災(zāi)區(qū)”的華北平原,成為研究報告中遭受熱浪侵襲的重點地區(qū)也就不足為怪了。
依據(jù)麻省理工學(xué)院的研究結(jié)果,在溫室氣體排放未大幅下降的情況下,華北平原在氣候變化和大面積農(nóng)業(yè)灌溉雙重作用的推動下,將遭遇高強度的熱浪侵襲。到2070年至2100年,華北平原地區(qū)的氣溫將達到35℃的濕球溫度閾值,彼時致命的熱浪或?qū)⒊蔀槿A北地區(qū)的“???rdquo;。
濕球溫度是指對空氣進行加濕后,其相對濕度達到100%時所達到的溫度。以往對熱浪的研究常常關(guān)注于氣溫的變化,事實上,濕度也是定義熱浪的一個重要變量,因為它直接關(guān)系到人體對溫度的感受。
我們都知道,人在高溫環(huán)境中會通過排汗等方式降低自身體溫,但當空氣濕度過大時,人體排汗的過程將受到影響,散熱能力受阻。當人體自身無法通過調(diào)節(jié)有效維持體內(nèi)熱平衡時,如心力衰竭、肺水腫、膜系統(tǒng)損傷等一系列因熱應(yīng)激而產(chǎn)生的非特異性生理反應(yīng)將會出現(xiàn)。
按照麻省理工學(xué)院的研究報告,當濕球溫度達到35℃時,人類在無保護環(huán)境中的生存時間只有6小時。但在華北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,室外勞作是難以避免的,這也是該研究認為這一地區(qū)將在熱浪侵襲中不再宜居的一個重要因素。
麻省理工學(xué)院研究團隊也曾就2017年南亞地區(qū)的溫度變化展開分析,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)同樣也處于達到濕球溫度35℃的風險中,只不過他們認為中國的華北平原是風險最高的地區(qū)。
事實上,過去50年間,中國遭遇熱浪侵襲的頻率和強度都在顯著增加。有研究顯示,1951年至2006年間,中國地表平均溫度以平均每10年上升0.27℃的速度,上升了約1.35℃。與之相較,在1956年至2005年間,全球平均溫度上漲的速率為每10年上升0.13℃。
今年4月中國氣象局發(fā)布了《中國氣候變化藍皮書》,同樣得出了中國地表氣溫上升高于全球平均水平的結(jié)論?!端{皮書》顯示,1951年至2017年,中國地表平均氣溫平均每10年上升幅度為0.24℃,高于同期全球平均水平,同時北方增溫速率明顯大于南方地區(qū)。
中國頻發(fā)的高溫事件引起了麻省理工學(xué)院研究團隊的注意。2003年7月至8月間,中國南方地區(qū)出現(xiàn)了長達20天到50天不等的高溫天氣,長江以南許多地區(qū)的最高溫度都超過38℃。而最近一次嚴重的熱浪侵襲出現(xiàn)在2013年,上海地區(qū)的氣溫一度達到40.8℃,創(chuàng)下當?shù)貧庀笥涗?41年以來的最高氣溫。
這些頻發(fā)的熱浪侵襲事件,從另一方面為該研究提供了中國將飽受熱浪侵襲之苦的佐證。但值得關(guān)注的是,遭受熱浪侵襲事實上已成為一個全球性話題。有媒體報道稱,自2005年到2014年十年間,全球平均每年出現(xiàn)25次重大熱浪,每年有7200余人喪生。而依據(jù)國家氣候中心監(jiān)測的2018年7月全球最高氣溫距平分布圖,北半球在歐洲、東亞、北美氣溫正距平顯著,其中歐洲最為突出。也就是說,整個北半球大氣正在持續(xù)“高燒”。
不過,在國內(nèi)相關(guān)研究者看來,無論以模式預(yù)測結(jié)果還是既往獨立的熱浪侵襲事件為依據(jù),都不能成為麻省理工團隊研究結(jié)論具有確定性的依據(jù)。
氣象研究中的預(yù)報、預(yù)測、預(yù)估分別對應(yīng)著不同時間尺度的氣候判斷,當下國際研究中對于短期的氣象預(yù)報可以實現(xiàn)較為精準的判斷,但對于中長期的氣候變化預(yù)測與預(yù)估卻仍處于科學(xué)研究探索階段,因而,科學(xué)家認為在這樣的前提下,對于近百年后的氣候預(yù)測是否具有準確性值得探討。
“我們并不知道今后幾十年人類將如何生活,也并不知道今后幾十年地球表層會有什么樣的重要變化。”大氣物理學(xué)家、中科院院士呂達仁告訴《中國新聞周刊》。由于這些不確定性的存在,對近百年尺度的氣候預(yù)測是一件十分困難的事,而此類問題作為一定假定下的學(xué)術(shù)研究值得探討,但能否將其作為指導(dǎo)人類行動的指標卻值得商榷。
未來氣候變化預(yù)估主要有三大不確定性來源,“排放情景的不確定性,模式的不確定性以及自然內(nèi)部變率的不確定性”。專家表示,一方面,麻省理工學(xué)院發(fā)表的論文中所采用的區(qū)域氣候模式預(yù)估本身就存在上述不確定性。另一方面,他們使用的再分析觀測資料也與實際觀測有區(qū)別,有些結(jié)果還需要進一步驗證。
對于研究報告中所強調(diào)的灌溉對氣溫的影響,國內(nèi)有專家也回應(yīng)稱,當前的氣候模式中所使用的陸面模式還有待改進,灌溉與氣溫升高之間的關(guān)聯(lián)也并非如該報告中所描述的那般確定,相關(guān)結(jié)論仍需要進一步研究。
不過,依據(jù)國家氣候中心發(fā)布的信息,未來我國夏季極端高溫事件的出現(xiàn)概率將會增加,到2025年左右至少有50%的夏季可能出現(xiàn)長時間的高溫熱浪過程。在最壞的情況下,至本世紀末,極端高溫熱浪事件發(fā)生的頻率將可能比目前高出5倍。也就是說,盡管麻省理工學(xué)院的研究結(jié)論存在諸多不確定性,但無法回避的現(xiàn)實是,我們或許在可見的未來,將更頻繁地與高溫天氣為伴。
責任編輯:莊婷婷
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