研究:未來幾十年裡,美國不管哪個地方都會出現濕熱的熱浪

在2022年夏天,加利福尼亞和其他地方破紀錄的熱浪引發了一系列的健康警報和警告,另外還使得電網出現緊張情況並使數百萬最脆弱的美國人置身於不舒服和有時致命的悶熱條件下。

研究:未來幾十年裡,美國不管哪個地方都會出現濕熱的熱浪

如果目前的趨勢繼續下去,像這樣令人厭惡的炎熱和潮濕的夏天將變得更加普遍。這是來自NASA噴氣推進實驗室(JPL)和幾所大學的科學家團隊進行的一系列新氣候預測的主要發現。JPL的研究員Colin Raymond和他的同事使用20個氣候模型的預測來估計與1980-2005年間的觀察規範相比,美國各地的人們在2075-2099年間的最熱夏天可能要面臨多少熱應力。

“如果我們假設一個高端的排放方案,並且我們最終在2075年全球氣溫上升3°C到5°C,那麼在夏季最熱的1%的日子裡將有四分之一到一半的夏季發生熱應力。這是一個巨大的差異。等到2075年,你記憶中夏天最熱的那一天很可能會在每年夏天的30天甚至50天發生,”Raymond說道。

通過使用來自耦合模型比較項目5(CMIP5)的降尺度輸出,科學家們超越了對未來空氣溫度的簡單建模。他們將熱量、濕度和陽光照射結合起來,然後通過計算一種被稱為環境壓力指數(ESI)的指標來預測未來的熱壓力。相關研究結果已發表在《Environmental Research Letters》上,其表明了未來的嚴重變化。

Raymond表示,將濕度變化納入分析是至關重要的。因為潮濕的條件使出汗和蒸發的效率降低,跟乾熱相比,人體在潮濕的熱量中更難自我冷卻。這就是為什麼潮濕的條件不僅不太舒適而且也許更有可能導致熱相關的疾病和死亡。熱浪是美國最致命的自然災害類型。根據美CDC的數據,它們平均每年導致至少100人死亡並可能造成更多的死亡。

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首先,科學家們計算了1980-2005年5月至9月平均的ESI的前1%天數,這是極端熱壓力的代表,以此來作為基線。然後他們計算了2074-2099年的情況,假設大氣中的溫室氣體水平更高,空氣溫度、濕度及由於雲量變化而到達地面的陽光發生變化。如上圖所示,極端熱應力的一些最大變化可能會發生在高緯度地區、內陸和山區–特別是在中西部偏上地區、東北部和太平洋西北部。在這些地區,前1%的熱應力日的溫度可能比1980-2005年的基線高出大約5℃。

沿海地區特別是加州,極端熱應力的增加將比其他地區更溫和,因為氣候變化導致陸地比海洋升溫更快,而上涌的海水助長了海風,這有助於驅散停滯的熱量和空氣。相反,高海拔地區顯示出放大的熱應力,因為由於轉向更乾燥的空氣、更乾燥的土壤和更少的雲層,預計它們會比低海拔地區升溫更快。

海灣沿岸各州在最熱的日子裡可能會經歷不太明顯的變化。但由於跟更北部的州相比,他們的最高點和最低點之間的變化較小,他們將看到極端熱壓力日的頻率的最大相對增加。跟歷史上(1980-2005年)的標準相比,佛羅里達州南部和德克薩斯州的極端熱應激天數可能會增加50倍。太平洋西北地區或上中西部地區的極端熱應激日的頻率增加將接近20倍。氣溫上升是整個美國熱應力變化的主要驅動力,但在美國南部和東部,濕度增加幾乎同樣重要。

2022年夏天,危險的高溫不僅僅是美國的一個問題。歐洲、亞洲和中東的部分地區跟美國一起面臨炙熱的高溫。在英國,有時跑道發生融化,火車軌道發生彎曲。在中國上海,由於電力短缺,當局開始調暗外灘和工廠的燈光。

這些則都不是巧合。“我們看到了更多的熱浪天氣,而且它們變得更加激烈–這是因為氣候變化。在過去的一個世紀左右,我們已經使地球變暖了約兩華氏度。這使極端情況更加嚴重,所以超90或100華氏度(32或37攝氏度)的地方的數量正在增加,而且不只是增加一點點。它比以前上升了三、四、六倍,”NASA戈達德空間研究所所長Gavin Schmidt說道。

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