地球都快热爆啦!
高温热浪滚滚而来
即便对号称能够耐高温的生活在南半球的澳大利亚人来说,2017年夏天也是热得够可以的。当年的一月份不仅是悉尼和布里斯班两个城市有史以来的最热月份,而且整个澳大利亚东南部一带在那个夏天都遭受了连续几周的40℃以上高温天气。由于持续高温,南澳大利亚州不得不依靠错峰停电的方式来应对激增的用电量,近9万户家庭只能眼巴巴地盯着无法启动的空调,汗如雨下。另外,仅据新南威尔士州统计,当月便有87场丛林大火突发。有报道称,就连牧场上的一些奶牛,都因受不了持续高温而倒地死亡。
可就在经历了2017年的酷热后,到了2018年1月,悉尼的气温再创新高,达到了47℃。看来,这样的热浪袭击并非只是突发事件,而已经成为一种趋势。研究气候变化的科学家们预言,从现在至2040年这期间,悉尼及墨尔本等城市的夏季可能会迎来50℃的超高温热浪。当人们在40或50年后再回看今天,可能会发现,这两年的夏季气温再正常不过了,澳大利亚还没热到头呢!
其实,全球变暖议题虽一直备受关注,但人们似乎对其中“变暖”一词的含义并不重视,有些生活在温带地区的人们甚至还希望夏季的气温能再上升那么几度,好让他们有更多的机会出去野餐、烧烤或是躺在酒吧外的椅子上发呆。这样的想法一点儿都不明智,就算如今情况还不算最糟,可热浪袭击仍是一种致命的危险,持续的全球变暖迟早会造成死亡率的上升。人类的生理机能还适应不了大幅攀升的气温,许多地区有可能会因此变得不再适宜人居住。还好,不管是对我们的身体,还是对周围的环境,我们能够设法去适应这个逐渐变暖的星球。
即使撇开某些引人注意的例外不谈,实际上我们都知道,受大量温室气体排放的影响,气候变暖现象在全球大部分地区都是显而易见的,甚至一些地区气温的大幅上升已经带来了严重的后果。可令人唏嘘的是,直到现在那么多证据摆在面前之后,人们似乎才猛然醒悟,认识到气候变暖的危险性。自1978到2003年的二十几年间,仅美国国内因极端高温造成的死亡人数便超过了因地震、飓风、洪水以及龙卷风造成的死亡人数总和。另据一些统计数据显示,2003年席卷欧洲的热浪导致超过7万人丧生;2010年时,莫斯科也遭到了热浪袭击,1万人不幸死亡。
2017年10月,英国医学杂志《柳叶刀》发表了一篇文章,总结了26家全球性机构的研究成果后指出,突发性公共卫生危机正在朝我们逼来。在学者研究过高温天气的致命性之后,引起了越来越多的人对该问题的进一步关注。据统计,现在全世界人口的30%每年都至少经历20天左右的有潜在致命危险的高温天气。有专家报告说,如果我们现在对于温室气体的排放仍然无所作为的话,到2100年,每年这样的高温天气出现的日数还将增加近75%。
某些地方可能成为无人区
多热才真正算热呢?实际上要回答这个问题,关键并非空气温度,而是你的体感温度。如果能够有效地排汗,人是可以在50℃以上的气温下存活一段时间的,但问题在于空气的湿度。科学家认为,当你出汗时,唯一能将体内的热量散出去的方法就是让汗水蒸发掉。蒸发这一过程太重要了,但如果空气湿度接近90%趋于饱和时,你出的汗水没法蒸发,只会有汗水往下滴,就不会失散热量,体热就不会下降。
为了检测这种热量与湿度的综合效应,科学家们将温度计裹在一条湿布上,使其也体验一把被汗打湿透了的感觉。研究发现,当湿球温度(也称“绝热饱和温度”,就是当前环境仅通过蒸发水分所能达到的最低温度)达到35℃时(即湿度100%环境温度35℃,或湿度75%环境温度40℃),便是人类耐受高温的生存极限了。再高的话,就算躲在阴凉处的健康人,也活不过6个钟头。幸运的是,时至今日世界上还没有什么地方遭受过这样的热浪袭击,虽然2015年7月的伊朗马夏赫尔港已经很接近了,当时环境温度高达46℃,湿度为50%。对此,我们必须敲响警钟了,因为距离这样的情况发生也许只是个时间问题。
澳大利亞大气科学家认为,未来不管是气温还是空气湿度都会有所增高,因此,风险最高的区域是那些本来湿度就很大的地区,如亚马孙流域、印度河流域以及许多热带国家。只要气温上升6℃~7℃,这些地区就会沦为不适宜人居的地方,除非我们能够大幅度地控制全球变暖,否则有些地区一两百年内就会跨过这条气候警戒线。
这样的说法甚至可能都低估了现今的严峻形势。2017年8月发表的一份研究成果显示,截至本世纪末,印度、巴基斯坦和孟加拉国部分地区的湿球温度有时很可能将超过35℃。该地区拥有15亿人口,占全世界人口的五分之一,其中大多数人还会因为贫穷而毫无防护地暴露在致命的高温下。许多粮食作物很有可能面临减产的危机,特别是小麦、大米、玉米和大豆这些几乎占到为人们所提供热量的近三分之二。但全球气温每升高1℃,这些作物的产量就会降低3%~796。此外,不断攀升的气温也会影响农村劳动者的生产力,这简直就是双重打击。据报道,自2000年以来,全球变暖已经使得印度全国的农村劳动力减少了41.8万人。
更重要的是,即便气温低于理论上人类生存的极限温度,某些地区还是有可能变为无人区,而且可能都不用等到那个世界末日,悲剧就会发生。事实上,美国国家气象局将任何高于31℃的湿球温度都定性为“极端危险”。因为你的身体自己会产生热量,静止时,身体产热大约在100瓦左右,几乎与一只小型白炽灯泡差不多。然而,在如跑步这样短暂的剧烈运动中,身体产热会超过1000瓦,与微波炉产生的热量相当了。当高于31℃的湿球温度时,这些热量就难以散发出去。科学家指出,人类的肌肉供能效率十分低下:当你发动一辆汽车时,汽油燃烧后可能有60%到70%的能量去驱动轮子,而人的肌体却会将90%的能量以散热的方式耗掉。因此,当我们在高温中步行或是跑步时,我们还必须同时承受自己散发到环境中的热负荷。
高温下的人类身体
人类的健康体温在36.5~37.5℃之间,这是人體代谢(特别是体内酶及其他蛋白质)最有效的温度。在非洲大草原上历经数百万年的演变,我们的机体己经打磨出一套复杂的冷却系统,使我们的核心区域能保持在这个狭窄的温度范围内。每当环境温度升高时,我们的温度调节系统便开始运作了。例如:有意识地脱掉外衣、喝水和扇风等,以及无意识地通过自主神经系统进行调节。无意识系统会经由位于皮肤、肌肉、胃和其他区域的环境温度感受器触发,并向大脑中的恒温控制器——下丘脑发出警告。接到警报的大脑则会向身体发出指令,指使身体出汗或是让更多的血液流经表层皮肤血管,从而更容易地将热量散发到环境中去。
不过,要想好好地出把汗,你必须首先保持好自己的血容量。如果身体已经脱水,或是在某些机能受损的情况下,体温会逐渐升高至40℃。这时就危险了,身体先会经历一个热应激反应,皮肤会汗湿泛红,而当最终中暑时,皮肤却会突然变得苍白而干燥。此时的血液会飞奔回体内的各要害器官,以降低由中暑造成的组织缺氧所带来的伤害。专家警告道,出现这种情况的人,70%都会面临多器官衰竭甚至死亡的灾难性后果。
由过热导致的死亡往往会被简单地记录为心力衰竭。这不难理解,因为那时的心脏必须加速地为全身输送血液。但科学家研究发现,实际上高温下的缺氧也是另一个普遍的死因。不仅如此,研究人员最近还鉴定出27种因高温造成的死亡原因。其中特别要引起注意的是你的肠道。当血液流经皮肤时,有些脏器的血液就减少了,其中就包括了肠道。但缺氧对肠道的危害太大了,它会导致肠黏膜崩解,使得肠内容物释放进血液中引发灾难性免疫反应,生成巨量的白细胞,最终导致主要器官的凝血反应。另外,环境温度足够高时,还能使蛋白质失去活性,相当于直接杀死细胞。高温时肌肉的分解也是另一个主要的杀手,分解让长长的肌红蛋白分子游离在血液中,最终堵塞肝肾及肺等脏器。
老年人特别容易中暑,因为他们的心脏往往很脆弱,其皮肤的排汗效率也有所降低。儿童则是另一类高风险人群,他们小小的身体所需的加热时间更短,而且由于具有更大的表面积与体积比,意味着他们更容易吸收外界热量。正在服用药物的人群也应提高警惕,有些药物会影响人体感知热量的能力,影响对危险的判断。除此之外,所有人都得知道,现在还没有什么办法能够避免中暑带来的致命危险。
热浪中泛起的希望
尽管如此,我们的身体的适应性还是很强的,只要湿度足够低,我们就能够有效地进行排汗。当然,作为人类的我们还可以用自己的行为来降低高热的影响(参见相关链接“如何保持凉爽”)。
如果时间足够的话,人类甚至可能会进化出对极端高温具备更好的耐受性。在这一点上我们是很有潜力的,毕竟不同人类个体之间,其出汗程度以及汗腺的数量及密度上都存在着较大的差异。不过,即便如此,我们还是没有机会跨越湿球温度35℃这条线,因为这需要更加耐高温的蛋白质出现,以便在更高的最适温度环境中得以运转。可这样一来,人体的生物学基础恐怕都需要做出重大调整了。
时间不等人,如果来不及让身体去适应气候变暖这个趋势,我们至少可以去调节周围的环境,以减少温度上升带来的影响。热浪通常在都市里最为猛烈,这是因为沥青与深黑色屋顶会吸收更多的太阳光并产生“热岛效应”。令人头疼的是,即便在一些富裕的城市如墨尔本或阿布扎比,城市规划人员也极少考虑到这一点。对此,有专家认为,我们需要更好地设计我们的家园,规划设计者们可以从一些简单的改变开始做起,如设计更多的白色屋顶以反射阳光,使用更强力的隔热层和双层玻璃,这样即使在没有空调设备的情况下,我们的城市建筑仍然可以在极端条件下成为我们的庇护所。另外,城市中也需要更多阴凉的绿色空间以帮助减少热岛效应。纽约市在这方面是先行者。几年来,纽约曼哈顿地区都在持续开展有关城区再绿化的项目。除了种树搞绿化,建造装有空调设备的公共避难所也是个办法。2017年澳大利亚遭受热浪袭击时,类似的提议也讨论得非常热烈。
这些措施还会带来其他一些好处,可以减轻电力不稳定或停电造成的影响。
例如,在电力供应不稳定的发展中国家,气温升高势必会导致停电频发,这即使在发达国家也是在所难免的。另外,高温还会破坏输电设备,使得电缆膨胀和下垂。设计更好的住宅,建设更环保的公共空间以及公共避难所,都可以在热浪来袭之时减轻电网的压力,进而减少温室气体的排放。
这一点十分重要,根据2016年巴黎气候变化协定的承诺,应该将气温升高控制在2℃以内,否则,到2100年,澳大利亚部分地区的夏季就将演变为长时间的热浪袭击,而一些热带地区甚至可能进入半永久极端高温状态。要是不对温室气体排放加以遏制,那情况将会更糟。如若人为的全球变暖未能及时得到控制,毁灭性的冲击就会来临。热浪还将再次来袭,要如何有效应对甚至转化这些危险的热能,现在的我们必须做出不懈的努力。
本文来自《大自然探索》