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2100年之後,那時候的地球有多熱? - 科學報
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2100年之後,那時候的地球有多熱?


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  文章來源於新發現雜志 作者V Nouyrigat

  氣候學家方才意識到該現象的嚴重性:全球變暖導致氣溫上升,也使得空氣濕度有所增加,而一旦超過某個闕值,濕熱連鎖反應將會給包括人類在內的諸多生物帶來致命打擊。

  想象一下你被鎖在一間土耳其浴室裏,不可能逃出去,且室內溫度也無法調節:就這樣悶在一個溫度恒定在50℃、濕度達90%的環境中長達數小時……

  通常在這樣的環境裏普通人最多只能堅持15分鐘,否則就會因體溫過高而在煎熬中死去,而這種死亡方式比被鎖進超市冷庫更為痛苦。

  可怕的是,這種場景會大規模出現:至本世紀末,局部地區的大氣可能變成名副其實的土耳其浴室!這可不是比喻:

  近兩年來氣候學家發現,在一些大幅變暖的氣候模型中,部分地區的溫度和濕度綜合水平已達到人類無法正常生存的地步。這種「濕熱」對全人類都有致命威脅,無關年齡和身體狀況,對其他陸生哺乳動物亦是如此。

  因為本文要講述的並非通常意義上的酷熱。它雖令人異常痛苦,有時甚至會導致身體羸弱者死亡,但絕大多數人尚能承受。例如2003年法國遭遇的罕見酷暑,還有2018年夏天席卷歐洲的熱浪——葡萄牙中部地區氣溫一度逼近47℃。

2003年,瓦爾內湖幾乎幹涸

  濕度提升

  「人類能在高溫肆虐的地區生活,只要空氣像中東、美國西南部或者其他沙漠地區那樣幹燥就行。」美國氣候適應科學中心(CASC)研究員伊桑·克菲爾(Ethan Coffel)強調,「真正的問題源自極度濕熱,它能快速地使人體的冷卻能力變得形同虛設。」

  更令人驚訝的是,迄今鮮有氣象學家對濕熱進行研究。「首部探討這一課題的論文直到2010年才發表,而目前,人們僅采用幹燥氣溫來對酷熱進行評估。」澳大利亞極端氣候卓越中心(CLEX)物理學家史蒂文·舍伍德(Steven Sherwood)遺憾地表示。

  不過,越來越多的科學家開始關注這一現象,他們采用一種名為「暑熱壓力指數」的特殊衡量指標來對此進行研究。這一指標最初由美國軍方設計,用來評估新兵的熱應激,目前則被醫生用於跟蹤監測運動員或是惡劣環境從業者——如煤礦工人——的身體狀況。

  氣候學家注意到,在針對波斯灣、中國和印度的氣候模擬實驗中,「暑熱壓力指數」所顯示的濕溫度可達35℃的極端值,這相當於在幹燥氣溫35℃時空氣濕度高達100%,或是40℃高溫結合60%的濕度。

  單從數據來看,這似乎沒什麼大不了,但要知道,在有據可查的全球惡劣大氣狀況中,濕溫度從來沒有超過31℃。

  對一名來到熱帶國家的歐洲遊客而言,濕溫度接近28℃的環境就稱得上是大火爐了——而在土耳其浴室裏,濕溫度在15分鐘內就能達到50℃。

  這些可怕結果因何產生?

  氣候變暖以及相應的大氣環流變化使得反氣旋阻塞增強;肆意排放導致全球平均氣溫上升超過4℃或5℃;按照自然規律,氣溫每上升1℃,空氣濕度便會額外增加7%;此外,「氣候變暖使濕熱遲遲不能引發對流運動,但正是對流引起暴風雨從而降低地表大氣溫度。」美國普渡大學氣象學家馬修·胡貝爾(Matthew Huber)解釋道。

  簡言之,從熱力學角度來看,氣候變暖會將部分地區的大氣環境推向當前氣候未曾經曆過的狀況,至少在智人曆史上從未出現過。「地球上曾出現的類似情形要追溯到300多萬年前,因而人類對此毫無經驗。」馬修·胡貝爾提醒道。

  無法改變的生物極限

  而生理學家十分肯定,盡管人體奇跡般的適應性幫助人類征服了整個地球,盡管人體有多達200萬到400萬個汗腺,但35℃的濕熱對人類而言仍是不可逾越的致命極限。

  即使一個人健康狀況近乎完美,脫去衣服後紋絲不動,並處於通風良好且沒有日曬的地方,也無法在這樣的濕熱條件下生存超過6個小時。這種環境會變得和異常寒冷的南極以及高海拔的喜馬拉雅山區一樣不宜居住,甚至不可居住。

  這與個人意志力、身體水分或文化習慣無關,僅涉及物理學和生物化學的無情定律。熱力學第二定律明確指出,人體無法將自身熱量排放到相同或更高溫度的環境中……而我們的體表溫度恰好穩定在35℃。

  「如果周圍空氣溫度更高,我們會吸收熱量而非排出熱量;如果空氣濕度飽和,汗液無法蒸發到空氣中,人體就無法通過流汗來散發熱量。」澳大利亞氣候變化研究所流行病學家伊麗莎白·漢娜(Elizabeth Hanna)描述道,「人的體溫於是會不斷上升,甚至會升至危險水平。」這樣必然會出現中暑,對身體造成損害。

  美國研究人員在近些年的酷暑天氣中統計到至少27種過熱致死原因,包括重要器官缺血、細胞受損、血液中毒、重度炎症等。

  這或許是波斯灣、中國、印度等地一些高度暴露在濕熱環境下的人口未來的命運。但其他以體感溫度為標准的研究顯示,澳大利亞、拉丁美洲還有西非也在此列。

  「我們驚訝地發現,美國東南部大部分區域的濕溫度也有可能升至致死水平。」歐盟委員會聯合研究中心氣候學家西蒙·魯索(Simone Russo)證實。

  誠然,上述關於35℃濕熱的預測明確建立於全球升溫超過4℃甚至5℃的悲觀預期。但即使全球變暖朝著最樂觀情況發展,部分地區的整體濕溫度仍將達到31℃甚至32℃,這足以對幼兒、老人或者慢性疾病患者造成嚴重後果。而其他生物為避免過熱,也會自然進入昏睡狀態。

  「模擬實驗顯示,熱帶地區背陽處的濕溫,每年將有半數時間達到31℃或32℃。」伊桑·克菲爾透露。像這樣的天氣,在陽光下步行幾分鐘都無異於自殺。

  「這種炎熱程度對於任何一名身著工作服在陽光下短暫勞作的工人或農民來說都是致命的。」馬修·胡貝爾強調道。除了民眾的生命安全,我們還要衡量濕熱對國家經濟造成的影響。

  決策者和政治家尚未對這些可怕後果做出回應。但這個問題已引起了科學界的普遍重視:正如海平面上升可能會淹沒某些小島和島上居民,這種熱浪是否也會迫使一些地區的人口全部撤離,至少每年得撤離幾個星期?是否需要徹底放棄一些城市、工廠、村莊還有沃土?或者人們索性只在晚上生活和工作……

  甚至有可能,受濕熱困擾的人群——通常居於農村或是貧困地區——將來到哪兒都離不開空調,並且穿著通風防護衣,像是去外太空執行空間任務那樣。他們還得小心停電,因為停電會讓任何一個保護措施都變成致命陷阱。

  「可以料想,面對這些情形,與土地密不可分的農民將是首批需要撤離的人群。」馬修·胡貝爾提出。「氣候變暖首先會使這些地區一年中的大部分時間都不適宜居住,直至徹底無法居住。」伊麗莎白·漢娜直截了當地指出,「這一點已在澳大利亞北部的達爾文市得到印證。那裏的9月至12月,幾乎每天15點的日照濕溫度都會達到32℃至34℃……我們還注意到當地企業員工流動率非常高,很多人無法忍受這樣的工作環境而選擇離開。而情況還會不斷惡化。」

  想象一下你被關在土耳其浴室裏的情形……


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