气候危机时代已至:今年天气为何如此极端?持续高温人类怎么办?

核心提要:
1、2020年12月12日,联合国秘书长古特雷斯先生宣布全球各个国家宣布进入气候危机时代。如果以那件事情为原点,今年就是气候危机纪元的第三年。未来30年还会越来越热,未来应如何应对高温天气?可以从这三点做起:加强基础设施建设、政府和社会在每年高温时间内采取应急措施、通过立法保护劳动者的合法权益。
2、7月19日,英国最高气温首次超40℃;7月27日,英国最低气温跌至2.9°C。欧洲气温为何在半月内大跳水?其实与西风急流有关。在全球变暖的背景下,尤其受到北极放大效应影响,西风急流变得不稳定,更容易发生波动。
3、7月末,西班牙塞维利亚受热浪袭击,当地气温升至43.3℃。于是,这股热浪被命名为“佐伊”,成为世界首个被命名的热浪。给热浪命名具有警示意义,但也存在难点。一方面,热浪的中心很难找到;另一方面,同一场热浪在不同的时间、地点会有温度变化。
4、当人暴露在高温高湿的环境中,身体的调节功能会失衡,会出现产热严重大于散热的情况,当身体核心温度迅速升高过40℃时,会出现一些临床的中暑症状,热射病患者还会出现干燥无汗、意识不清等症状。“如果救助不及时,有些人甚至会因为持续高热引发致命性的多器官衰竭。”
5、“空调病”包括眼睛干涩肿痛、头晕、头痛、食欲不振、上呼吸道感染等症状。严重者还会因此导致细菌感染、腹泻和呕吐。避免“空调病”需要注意室内外温差不超过5℃-8℃,室内温度不低于26℃。同时,保持房间内正常的空气流通、及时检查和清洗空调设备、多喝水多锻炼等措施都能有效预防“空调病”。
6、气候变化是可能改变人类历史进程的一件事情。现在应对气候变化最主要的措施关于碳中和。全球都在向碳中和转变,这样下去会终结一个高能耗时代,开启一个低能耗时代;终结一个化石燃料时代,开启一个新能源时代;终结一个我们可以随意耗能的时代,开启一个有所节制、追求低碳化的时代。另外,人类对于世界的征服,可能会转化成人类和整个生态系统之间的和谐相处,未来城市会欢迎动物的光临。
7、关于高温的传言一次理清:极端高温与地球自转速度、地球磁场、太阳活动高峰期无关;火山爆发对于全球变暖的影响需要分情况讨论;全球变暖会导致雷暴天气和闪电现象增加;夏天出够汗才能排毒是伪科学;温下的石墩对女性痛经有缓解作用,但不建议这样做;室外高温时,涂防晒霜不会阻碍人体吸收钙。
8月中旬,高温热浪话题持续引发关注。
8月17日,国家气候中心表示,综合考虑高温热浪事件的平均强度、影响范围和持续时间,从今年6月13日开始至今的区域性高温事件综合强度已达到1961年有完整气象观测记录以来最强。
7月以来,全球多地极端天气频发。北极圈温度飙升到可以穿短袖、英国半月内从超过40℃到局部逼近0℃……“冰火两重天”背后的原因是什么?极端高温天气与我们的日常生活安全有什么密切联系?人体耐受温度的极限值在哪儿?
“一起来唠科”邀请了中国科普作家协会理事、北京科普宣传大使段玉龙(腾讯新闻@玉龙小段),中科院大气所、北京陶诗言气象发展基金会气象学家魏科(腾讯新闻@科学有温度魏科),中科院生物化学在读博士生Fascinate(腾讯新闻@Fascinate)和腾讯新闻科学编辑Penny一起来聊聊近来大家十分关心的极端气候话题。
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一、十几天内从高温预警到局部逼近0°C,欧洲怎么了?
2022年7月15日,英国发布有史以来首个高温红色预警。7月19日,英国最高气温首次超过40℃,打破了英国有观测以来的最高气温纪录。
据气象学家魏科介绍,英国属于温带海洋性气候,常年温和多雨,气温通常在4°C到23°C之间变化,极少低于-1°C或高于29°C。
因此,面对40℃的高温预警,不少英国人的第一反应是“不相信”。“他们对于极端高温的认知,还停留在1976年,虽然1976年英国夏季最高温仅为36℃。”
北京科普宣传大使段玉龙展示的欧洲当下最高气温地图显示,整个欧洲大陆都被红色高温包围。他提到不仅仅英国是这样,北极的温度也一度达到了32.4℃,穿着短袖在冰上打球的场景已经在北极圈出现。
图片8月3日欧洲高温地图(数据来源:https://www.weatheronline.co.uk/cgi-app/weathercharts?LANG=en&CONT=euro)
魏科表示,根据世界各地气象观测站的数据分析来看,全球温度处在大幅度上升的阶段,且呈现加速上升的趋势,在未来,高温仍然是我们不得不面对的问题。
然而,热浪来得快去得也快。
7月27日开始,英国、法国等地开始降温,英国全国最低气温跌至2.9°C。
欧洲气温为何在短短十几天内突然大跳水?魏科对此进行了解释。他表示这和西风急流有关,地球上有一支绕全球一圈的西风气流,其中风速最大的地方被称为西风急流,正常情况下,它比较平直,仅外面稍有波动。但在全球变暖的大环境下,尤其是受到北极放大效应的影响,西风急流变得不够稳定,更容易发生波动。
所谓北极放大效应,即净辐射平衡发生的任何变化(例如温室效应增强)往往会在两极附近产生比地球平均温度更大的温度变化。
图片NASA GISS 2000-2009 年温度趋势图,显示出强烈的北极放大效应。(图源:维基百科)
魏科进一步解释道:“北冰洋上的冰层有反射太阳光的作用,但全球温度升高导致海冰融化,更多的太阳光照射海面导致海水升温,进而导致更多的海冰融化,在这样一个过程中,北极温度升高的情况更加严重,增幅比全球平均要高。比如说全球气温平均升高一度,极地整体平均温度会升高三度。”
“北极放大效应让南北温度梯度减少,西风急流会变得不稳定。”魏科表示,“已有的研究表明西风急流向北波动时,其外部为高压脊,处在高压的控制下容易产生极端高温,而往南波动的地方我们称之为低压槽,低压所处的位置气温异常偏低。西风急流是从西往东移动的,当欧洲处在高压脊之下时,西侧的大西洋上空有一个低压槽,所以随着这个高压脊由西向东移动到欧洲本土或者说移到东欧的时候,原来在北大西洋上面的低压槽能就会移动到英国地区,然后带来一场强降温。”
段玉龙补充道,当下全球气候的变化导致的问题不只是全球变暖,还包括逐渐增加的极端天气,“除了变暖之外,也会有极端变冷的情况出现。”
二、预测极端高温,热浪从此拥有姓名?
7月末,一股热浪袭击西班牙南部城市塞维利亚,致使当地气温升高至43.3℃以上,这是当地有史以来最严重的热浪。这股热浪被命名为“佐伊”,同时它也是世界上第一个被命名的热浪。
图片(图源:腾讯新闻客户端)
为了警示民众并提高他们对极端高温危险性的认识,塞维利亚正式启动给热浪命名的试点计划。除了佐伊(Zoe)之外,还有亚戈(Yago)、塞尼亚(Xenia)、文斯洛(Wenceslao)和维加(Vega)等名字。
该试点计划的核心是通过算法提前五天预测热浪,并根据热浪对人体的危害和致命性进行分级。目前塞维利亚采取三级分类方法,第一类为最低等级,第三类为最严重等级。
不同级别的热浪来袭都会有相对的措施和应急服务出现,例如开放公共避暑场所和给高风险人群检查。
塞维利亚命名系统是试行的命名系统,还很不成熟。但目前世界许多城市都有类似计划推出,例如雅典、洛杉矶、堪萨斯城等。
不过魏科觉得给热浪命名存在很多难点,很难像命名台风一样去命名热浪。他说:“首先,热浪不同于台风有活动中心、轨迹和路径,热浪的中心很难找到。其次,同一场热浪在不同的时间、地点会有温度变化,如何界定不同城市的判断标准存在困难。所以,热浪命名很难制定可行的规范化标准。”
但魏科也表示给热浪命名具有警示意义,能够提醒当地居民注意防暑安全。他说温度预报要比降雨预报容易一些,温度预报相当于预报一个手电筒在大楼上照射的范围,较少考虑局部因素,虽然无法给出最高温点出站的具体时间和地点,但可以提前预报将要出现的高温;而夏季对流性降水相当于从高楼下泼水,需要预报哪块地砖上有水。
世界气象组织(WMO)7 月 19 日发布的新闻稿表示,“现阶段没有计划”为这些热浪命名。“误报”是WMO担心的问题,如果热浪并无预报中那么极端,可能会导致失去信服力和警示意义。WMO谨慎考虑命名计划的另一个原因是,在没有极端热浪的情况下,依旧会出现高温致死的事件。
“如果一座城市自己命名一套系统,并按照自定标准警示市民,还是可行的。”魏科说,“不过太大范围内的热浪预报操作起来可能不太行。”
三、如何防治热射病?人体耐受温度的极限值是多少?
这个夏天,很多人因为高温而认识了热射病这种特殊疾病。
2022年6月,日本东京疑似42人中暑死亡,远高于往年同期水平,其中八十岁左右老人死亡最多。
国内今年疑似因高温天气中暑死亡的报道频发。7月份,西安一建筑工人在收工回家路上晕倒后于次日因热射病去世,广东一男子下午户外运动后中暑,体温超42℃,抢救无效死亡。
图片(图源:南方都市报)
上海市疾病预防控制中心分析了该市近10年的中暑发病和死亡累计日报告曲线,发现7月下旬病例数和死亡数急剧上升,8月中下旬下降进入平台期。南京市急救中心发布数据显示,八月份日均20人中暑。
为什么在高温天气中,人极其容易中暑,甚至导致热射病呢?中科院生物化学在读博士生Fascinate介绍说,人对外界环境有一个冷热的舒适度感知,不仅受气温影响,还和空气湿度、风速等因素有关。
“人在静止状态且相对湿度是85%时,体温调节的极限是31℃,当相对湿度是50%的时候,极限温度是38℃,而相对湿度是30%的时候,极限温度是40℃,如果超出这个极限温度,人体会在一定程度上受损。“Fascinate说。
年老体弱者和慢性病患者的极限耐热能力相对较差,在高温天气里如果防暑降温不到位,更容易中暑并产生并发症。按疾病轻重程度,中暑可分为先兆中暑、轻症中暑和重症中暑。而重症中暑又分为热痉挛、热衰竭、热射病三种类型。其中热射病是最严重的中暑类型。
Fascinate解释,当人暴露在高温高湿的环境中,身体的调节功能会失衡,会出现产热严重大于散热的情况,当身体核心温度迅速升高过40℃时,会出现一些临床的中暑症状,比如头疼、头晕、后胸闷,恶心呕吐,出汗等。
图片(图源:视觉中国)
而热射病患者还会出现干燥无汗、意识不清等症状。“如果救助不及时,有些人甚至会因为持续高热引发致命性的多器官衰竭。”Fascinate说道。
对于如何救助中暑及热射病患者,Fascinate给出了几个注意事项。首先是轻症中暑可以先通过饮水自行缓解,防止中暑进一步恶化演变。“但热射病是可能会危及生命的,我们还是应该及时地去拨打急救电话。”
其次在医护人员到来前,我们则要注意给患者降温。第一是要将患者从高温和太阳直射的环境中转移到阴凉处。第二则是如果身边有凉水、冰袋等物品,要及时地去擦拭和冰敷患者。
同时我们要注意热射病患者是否出现肌肉不自主地抽搐,如果有这类情况就不能给患者去喂水。Fascinate解释说:“轻易喂水会导致患者呼吸道和食道被卡住。患者一旦出现呕吐情况,我们要及时去翻转患者的身体,使他侧躺,避免发生误吸。”
Fascinate补充说,如果自己出现了热射病症状,要及时前往阴凉处。“如果身边有人在,要向他们寻求帮助,比如用凉水给自己进行及时降温,然后用冰袋去冷敷头部、腋下大腿根部等部位。”
四、空调是如何让我们生病的?
火炉模式开启的夏季,很多人都非常依赖空调的制冷效果。但是,如果长时间待在空调房中,身体可能会出现一些不适感。
腾讯新闻科学编辑Penny便对“空调病”深有体会,她列举了两个“空调病”症状,一是大汗淋漓时突然冲进温度非常低的空调房会感到头昏脑涨;二是在空调房里待久了以后会觉得有酸胀感,尤其是脖子、肩膀、腰部等部位。
图片(图源:腾讯新闻客户端)
对此,Fascinate解释道,这些症状都是空调综合征的表现。空调综合征还包括眼睛干涩肿痛、头晕、头痛、食欲不振、上呼吸道感染等症状。严重者还会因此导致细菌感染,出现下呼吸道的一些疾病,比如说肺炎。另外胃肠道受累的群体可能会腹泻和呕吐。
空调综合征属于社会学诊断的病名,是一种现代病,不是医学意义上的疾病。多发生在夏季,老人、儿童和妇女是易感人群。
Fascinate表示,“空调病”的出现与人体散热与产热失衡有关系,长时间借助空调降温会导致人体调节功能失衡。而室内外温差过大会造成人体的生物节律及神经功能紊乱。
另外空调制冷会降低房间湿度导致空气干燥,对人体眼、鼻等处的黏膜造成伤害。而空调房内长时间空气不流通、阳光照射少,给微生物滋生提供了合适环境,可能会提高感染风险。
最后,Fascinate提醒道,避免“空调病”需要注意室内外温差不超过5-8℃,室内温度不低于26℃。同时,保持房间内正常的空气流通、及时检查和清洗空调设备、人不站在空调出风口、多喝水多锻炼等措施都能有效预防“空调病”。
五、大城市如何应对热岛效应和高温天气?
除了空调病,夏天生活在大城市的人,也常会被城市热岛效应所困扰。城市热岛效应是指城市中心比郊区温度高,如同地上凸起的一个热岛。
城市中大量的人工发热、高反射率玻璃、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素,都是造成热岛效应的重要原因。城市热岛效应会改变当地天气条件,降水水平、云量、雾的存在、湿度水平和风型等都会受到影响。
“根据相关研究,北上广的热岛效应非常严重,热岛效应强时市中心温度比同时期的郊区温度要高3-5℃。”魏科说道。
图片城市热岛效应(图源:维基百科)
对于城市如何降低热岛效应和应对高温天气,他给出了三点建议。
第一是加强基础设施建设。目前城市建设中心地区,基本上是水泥地、柏油路,这类结构升温速度快,会影响城市的宜居性。“未来我们可以做好城市建设规划方面的工作,把城市核心区域的温度降低下来。例如现在有很多高反射率的油漆,能够反射更多的太阳光,如果投入使用可以有效降低城市的热岛效应。”
第二是在每年高温时间内政府和社会可以采取应急措施。“例如我们可以在城市里面开辟一些‘冷中心’,在高温天气来袭时,能够把这些公共设施开放给大家来使用,减少高温对大家的影响。尤其是要提供给户外工作者使用。”
第三是需要通过一些立法,保护劳动者的合法权益,特别是在高温红色预警和橙色预警期间要有相应保护措施。
六、极端天气频发产生哪些影响?
谈及极端天气频发会产生的影响,Fascinate基于人本身进行了阐释:“极端气候导致温度的陡升、陡降对人体免疫力是一个考验。免疫力低下的人可能适应不了天气的变化,加上增减衣服不及时,便容易感冒和发烧。特别是一些中老年人,他们对外界环境变化的适应性、应激性和抵抗力比较差,就更容易诱发心绞痛和心肌梗死等急性心血管方面疾病的发生。”
此外,Fascinate认为忽冷忽热天气也容易引起这个血管的痉挛,加大疾病发生概率。“所以对于患有心血管病的老年人和体质虚弱者,在急剧降温天应该尽量少出门或者是说不出门,并且随身携带这个急救药。同时在这种极端天气中我们要戴好口罩,避免病毒和细菌的感染。然后注意适当活动,保持心态平和,过有规律的生活。”
魏科则表示气候变化是可能改变人类历史进程的一件事情。他认为今年不仅仅是公元2022年,也是气候危机纪元的第三年。“2020年12月12日,联合国秘书长古特雷斯先生宣布全球各个国家宣布进入气候危机时代。如果以那件事情为原点,今年就是气候危机纪元的第三年,未来30年还会越来越热。”
至于未来应如何应对高温天气?魏科认为“我们应对气候变化,现在最主要的措施是关于碳中和的。全球都在向碳中和转变,这样进行下去会终结一个高能耗时代,开启一个低能耗时代;终结一个化石燃料的时代,开启一个新能源的时代;终结一个我们可以随意耗能的时代,开启一个有所节制、追求低碳化的时代。
另外,魏科认为人类对于世界的征服,可能会转化成人类和整个生态系统之间的和谐相处,未来城市会欢迎动物的光临。
七、高温相关热门知识点快问快答
Q1 段玉龙:极端高温与地球自转加速变快有关系吗?
魏科:无关。首先,地球自转加速可能是个伪命题。地球的自转速度是稳定的,虽然自转速度有时候会有一些变化,变快或者变慢,但是这不在我们可察觉的范围之内,不靠高精度的仪器,我们无法察觉到这种变化。从历史来看,地球的自转速度出现过变化,也就是说过去几十亿年里面,地球的速度是在逐渐变慢的。以前转一天不需要24小时,现在需要24小时。至于全球变暖则跟地球自转速度没有太大的关系,因为全球变暖主要还是由于人类活动排放造成的。
不过从另一方面来说,全球变暖可能会影响地球自转速度。因为全球变暖之后,格陵兰岛和北极的冰雪融化,流到海洋里面去,会损失了一部分的质量,这时地球的转动会有一点调整,不过只有一点点的调整。除此之外,地球的自转速度还会受地震、洋流活动等影响,全球气候变化只是影响地球自转速度的一个很小的因子。
图片(图源:腾讯新闻客户端)
Q2 段玉龙:极端高温是太阳的活动高峰期导致的吗?
魏科:不是。我们现在进入到有新观测记录以来的第25个太阳活动高峰期,是从去年开始到现在的,在这个周期里太阳的黑子数量慢慢地增长上来,然后过一段时间又慢慢降下去。很多人认为太阳的活动周期是影响气候变化的一个重要因子,但实际上太阳活动高峰期内,太阳的高度变化非常小,不足以影响气候。所以这不是我们现在正在经历的气候变化的原因。
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Q3 段玉龙:极端高温和地球磁场之间有关系吗?
魏科:无关。极端高温和地球磁场之间是没有关系的。地球磁场对太阳造成的最大影响是捕获太阳风,我们看到的极光等现象就是由它引起的。但这不是造成全球变暖的原因。
Q4 段玉龙:火山爆发能否延缓全球变暖的趋势?
魏科:这需要分情况讨论。火山喷发了之后,火山灰会突破对流层顶,进入平流层。进入平流层之后,它会形成硫酸盐气溶胶,然后随着平流层的环流影响到全球各个地方去,从而阻挡太阳的辐射带来降温效应。
但是我们都知道“离开剂量谈毒性”是没有意义的。火山能否延缓全球变暖的趋势,要看火山爆发的强度,至少要达到六级或七级以上。特别大级别的火山喷发(活跃持续数十万年),会有两种效应。第一是短期内引起降温效应,也就是说温度会降低。第二是等降温后,空气中的一些硫酸盐之类的物质慢慢沉降,会产生非常强的全球温度升高。原理是什么呢?是因为火山喷发除了喷发硫酸盐,还会喷发二氧化碳等物质,它们在大气中积累会造成温室效应,所以火山喷发引起降温是短期的。
图片(图源:腾讯新闻客户端)
Q5 段玉龙:全球变暖会导致雷暴天气和闪电现象的增加吗?
魏科:会。雷暴和闪电一般是跟强对流天气相关的。只有在强对流天气里面,才会产生这种雷暴和闪电。那么问题就转变为全球变暖会不会导致强对流天气增多?科学家基本上是有统一的观点。因为全球变暖会带来一种叫做“湿变湿干变干”的现象,这是指全球温度增加,大气中所能容纳的水汽量增多。
所以在这种情况下,如果一个地方发生了暴雨和强对流天气,会导致当地的水汽含量增加。理论上来说水量更多了,能量就更大,对流就变得更强盛一些,所以强的雷暴和闪电天气会变得更多。
Q6 段玉龙:夏天高温天气,出够多的汗才能排毒吗?
Fascinate:不支持这个说法。首先汗液的主要成分是水,肯定不是说出的汗越多,人体排出来的毒就会越多。所以这个说法是不成立的。大家没有必要为了多出汗在高温天过多运动,或者是穿暴汗服“排毒”。
Q7 段玉龙:高温下的石墩对女性痛经有缓解作用吗?
Fascinate:能缓解,但不建议这样做。石墩肯定是不可以治疗痛经的,但是可以缓解症状。热石头墩子可能对人体的局部血液循环有一定的改善作用,而前列腺素的水平会随着这个血液循环而降低,所以你可能会感觉到这个痛症有所缓解,这其实跟热水袋和暖宝宝的原理有些相似。但是露天的热石墩子上面可能有较多的微生物和细菌,所以女孩子还是不要坐在这个热石墩子上了。
图片(图源:腾讯新闻客户端)
Q8 段玉龙:室外高温时,涂防晒霜会阻碍人体吸收钙吗?
Fascinate:首先这是错误的。涂防晒是为了阻挡空气中的紫外线,而紫外线跟钙吸收中间存在有一个连接,那就是维生素D。紫外线的照射能合成帮助人体从血液中吸收钙的维生素D,所以防紫外线,并不是直接阻碍人体吸收钙。
另外,我们一周晒满一个半小时左右,就够我们这一周所需要的维生素D了。所以一般情况下我们日常做的防晒措施都算是正常的,它并不会去阻碍我们人体合成这个维生素D。相反的是,在这个紫外线非常强的天气里,我们更应该去注重皮肤的保护,防止紫外线灼伤我们的皮肤。
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