国外最新研究:华北地区因高温将不再宜居,专家回应,结论有不确定性

调查 徐行
热、很热、非常热


今天,北京市气象台继续发布高温黄色预警,预计8月3日至5日,北京大部分地区最高气温将达35℃以上。在夏日热浪不断侵袭中国内陆的同时,美国麻省理工学院(M.I.T.)一个研究团队于7月31日在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志发表了一篇论文,将华北平原地区未来几十年将面临的热浪侵袭风险推上了新高度。


论文指出,到本世纪末,因气候变化和农田灌溉等因素的影响,华北平原地区将成为频繁遭受热浪侵袭的重灾区,甚至可能因此影响从事室外劳动的劳动者的生命安全。到那时,如今生活着近4亿人的华北平原将不再宜居。


麻省理工学院水文与气候专家Elfatih Eltahir是该研究团队的领导者,他在接受英国《卫报》采访时称,“这一地区(中国华北平原地区)将在未来成为遭受致命热浪侵袭的最热门地区。”


华北平原占地30万平方千米,依据《中国资源科学百科全书》介绍,该地区大部分属暖温带半湿润气候,冬、春季少雨干旱,夏季多雨湿润,适宜发展农业生产。但该地区旱涝灾害频繁,尤以旱灾最为突出。因降水不够充沛,使得华北地区成为重要的灌溉农业区。


以往,有许多研究探讨了城市人口密度较大、汽车持有量高等因素引发的城市热岛效应,在城市遭受热浪侵袭中推波助澜。但麻省理工学院的这项研究,将华北平原遭受热浪侵袭的风险,与农田灌溉挂上了钩。


事实上,关于灌溉与区域气候之间的关系,此前已有不少论文做了相关探讨。有研究认为,灌溉的直接影响在于加强蒸散作用,提高了植被及地面整体向大气输送的水汽总通量。同时,灌溉还会降低地表温度,增加空气湿度,导致地表与大气的潜热交换和显热交换总量增加。


基于上述研究背景,麻省理工学院研究团队利用高分辨率区域气候模型集合模拟做出预测,结果显示,灌溉将对热浪产生的强度具有重要推动作用。而依靠灌溉从事农业生产,同时又是温室气体排放“重灾区”的华北平原,成为了研究报告中遭受热浪侵袭的重点地区也就不足为怪了。


依据麻省理工学院的研究结果,在温室气体排放未大幅下降的情况下,华北平原在气候变化和大面积农业灌溉双重作用的推动下,将遭遇高强度的热浪侵袭。到2070年至2100年,华北平原地区的气温将达到35℃的湿球温度阈值,彼时致命的热浪或将成为华北地区的“常客”。


湿球温度是指对空气进行加湿后,其相对湿度达到100%时所达到的温度。以往对热浪的研究常常关注于气温的变化,事实上,湿度也是定义热浪的一个重要变量,因为它直接关系到人体对温度的感受。


我们都知道,人在高温环境中会通过排汗等方式降低自身体温,但当空气湿度过大时,人体排汗的过程将受到影响,散热能力受阻。当人体自身无法通过调节有效维持体内热平衡时,如心力衰竭、肺水肿、膜系统损伤等一系列因热应激而产生的非特异性生理反应将会出现。


按照麻省理工学院的研究报告,当湿球温度达到35℃时,人类在无保护环境中的生存时间只有6小时。但在华北平原农业生产活动中,室外劳作是难以避免的,这也是该研究认为这一地区将在热浪侵袭中不再宜居的一个重要因素。


麻省理工学院研究团队也曾就2017年南亚地区的温度变化展开分析,发现该地区同样也处于达到湿球温度35℃的风险中,只不过他们认为中国的华北平原是风险最高的地区。


事实上,过去50年间,中国遭遇热浪侵袭的频率和强度都在显著增加。有研究显示,1951至2006年间,中国地表平均温度以平均每10年上升0.27℃的速度,上升了约1.35℃。与之相较,在1956年至2005年间,全球平均温度上涨的速率为每10年上升0.13℃。


今年4月中国气象局发布了《中国气候变化蓝皮书》,同样得出了中国地表气温上升高于全球平均水平的结论。《蓝皮书》显示,1951年至2017年,中国地表平均气温平均每10年上升幅度为0.24℃,高于同期全球平均水平,同时北方增温速率明显大于南方地区。


中国频发的高温事件引起了麻省理工学院研究团队的注意。2003年7月至8月间,中国南方地区出现了长达20天到50天不等的高温天气,长江以南许多地区的最高温度都超过38℃。而最近一次严重的热浪侵袭出现在2013年,上海地区的气温一度达到40.8℃,创下当地气象记录141年以来的最高气温。


这些频发的热浪侵袭事件,从另一方面为该研究提供了中国将饱受热浪侵袭之苦的佐证。但值得关注的是,遭受热浪侵袭事实上已成为一个全球性话题。有媒体报道称,自2005年到2014年十年间,全球平均每年出现25次重大热浪,每年有7200余人丧生。而依据国家气候中心监测的2018年7月全球最高气温距平分布图,北半球在欧洲、东亚、北美气温正距平显著,其中欧洲最为突出。也就是说,整个北半球大气正在持续“高烧”。


不过,在国内相关研究者看来,无论以模式预测结果还是既往独立的热浪侵袭事件为依据,都不能成为麻省理工团队研究结论具有确定性的依据。


气象研究中的预报、预测、预估分别对应着不同时间尺度的气候判断,当下国际研究中对于短期的气象预报可以实现较为精准的判断,但对于中长期的气候变化预测与预估却仍处于科学研究探索阶段,因而,科学家认为在这样的前提下,对于近百年后的气候预测是否具有准确性值得探讨。


“我们并不知道今后几十年人类将如何生活,也并不知道今后几十年地球表层会有什么样的重要变化。”大气物理学家、中科院院士吕达仁告诉《中国新闻周刊》。由于这些不确定性的存在,对近百年尺度的气候预测是一件十分困难的事,而此类问题作为一定假定下的学术研究值得探讨,但能否将其作为指导人类行动的指标却值得商榷。


未来气候变化预估主要有三大不确定性来源,“排放情景的不确定性,模式的不确定性以及自然内部变率的不确定性”。专家表示,一方面,麻省理工学院发表的论文中所采用的区域气候模式预估本身就存在上述不确定性。另一方面,他们使用的再分析观测资料也与实际观测有区别,有些结果还需要进一步验证。


对于研究报告中所强调的灌溉对气温的影响,国内有专家也回应称,当前的气候模式中所使用的陆面模式还有待改进,灌溉与气温升高之间的关联也并非如该报告中所描述的那般确定,相关结论仍需要进一步研究。


不过,依据国家气候中心发布的信息,未来我国夏季极端高温事件的出现概率将会增加,到2025年左右至少有50%的夏季可能出现长时间的高温热浪过程。在最坏的情况下,至本世纪末,极端高温热浪事件发生的频率将可能比目前高出5倍。也就是说,尽管麻省理工学院的研究结论存在诸多不确定性,但无法回避的现实是,我们或许在可见的未来,将更频繁地与高温天气为伴。