地球與人，面對“烤”問

朱秋雨

北半球的夏季正被酷熱炙烤。如果在2022年7月打開世界地圖，你會發(fā)現(xiàn)，象征35℃以及以上氣溫的深紫色和深紅色，籠罩著北半球大部分區(qū)域。

7月19日當天，英國多地錄得有記錄以來最高溫。倫敦希斯羅機場觀測到英國歷史極端最高溫， 40.2℃。高溫同時侵襲亞洲多地，日本、韓國、中國都是親歷者。

例如，2022年夏季，生活在我國長江流域的人們發(fā)現(xiàn)，蚊子比往年更少了。

南京市疾控中心釋疑稱，這是由于蚊子喜歡活躍在20—30℃的多水環(huán)境中。在超過35℃的環(huán)境中，蚊子大部分會藏起來，部分可能已經熱死。生物對高溫的反應比人類更敏感，來得更真實。

人類正處在前所未有的熱爐中。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最新研究發(fā)現(xiàn)，自1970年以來的50年，地表溫度上升的速度比過去至少2000年的任何50年都快。21世紀的第二個10年（2011—2020年）的溫度，已經超過了最近一個多世紀的溫暖期。

地球為什么看似越來越熱？氣象學家最近50年都在想這個問題。

中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室主任王春在告訴南風窗記者，地球科學與物理、化學、生物等學科有一個較大差異，即他們無法對地球本身進行真正的實驗。

因此，王春在說，在超級熱浪事件中，由于過往極端事件的個例較少，影響因素多，時間尺度也不同，歸因難度很高。

對2022年的極端高溫事件進行歸因，仍為時尚早。但是，一個共識在科學界已基本形成：全球整體變暖的趨勢下，今后夏季極端高溫天氣頻率增多，強度將不斷加強。

總體看來，今年我國高溫綜合強度為1961年有記錄以來的歷史第三強。

當極端高溫變成未來較大概率事件后，亟待思考的是：人類該如何和熱浪共處。經歷了一個個突破高溫線的盛夏，集中在城市生活的人們，做好準備了嗎？

燃燒的夏天

2022年的夏天能熱到什么程度？今年7月，北極圈某地氣溫一度飆升至32.5℃。在北極地區(qū)的科學家們，甚至穿著短袖短褲打起冰上排球。

而在歐洲，世界衛(wèi)生組織7月23日表示，西班牙和葡萄牙今年各有超過1000人因高溫死亡。

中國氣象局將35℃作為高溫的“門檻”，日最高氣溫超過35℃，即高溫天氣。高溫天氣如果持續(xù)3天以上，即定為“高溫熱浪”。

以這樣的標準放到2022年，熱浪已經可以演變?yōu)椤昂[”了。國家氣候中心副主任肖潺8月3日總結，7月，全國平均高溫日數(shù)為5.6天，較常年同期偏多2天。

肖潺還表示，進入21世紀以來，我國大范圍持續(xù)高溫事件典型年份有2003年、2013年、2017年等。總體看來，今年我國高溫綜合強度為1961年有記錄以來的歷史第三強。

國家氣候中心首席專家、中國地質大學（武漢）兼職教授任國玉告訴南風窗記者，我國今年的極端高溫主要出現(xiàn)在長江流域及其以南地區(qū)。放至整個北半球來看，極端高溫出現(xiàn)在歐洲中西部、美國中西部和東亞副熱帶地區(qū)，后者還包括韓國和日本南部。

“直接原因是大氣環(huán)流異常?！比螄癖硎?。副熱帶高氣壓帶異常強盛，是造成東亞地區(qū)多地炙熱的“元兇”之一。

副熱帶高氣壓帶（以下簡稱：副高）位于南北緯20—30度附近的副熱帶地區(qū)。其控制下的大氣盛行下沉氣流，帶來少云、干燥、太陽輻射強的炎熱天氣。

在正常年份，由于地中海、青藏高原和落基山脈三個地區(qū)的“阻隔”，北半球被分割為三個副高帶：北大西洋副高壓帶、伊朗高壓和北太平洋副高壓帶。通常情況下，東亞副熱帶地區(qū)被北太平洋副高壓帶控制，歐洲西南部則被北大西洋副高壓帶控制。

異常的是，2022年的夏季，伊朗高壓克服青藏高原的阻擋，與北太平洋副高連通，同時，北太平洋副高和大西洋副高越過落基山脈連通。三大副熱帶高壓如今環(huán)繞北半球，引發(fā)了多地大面積極端高溫天氣。

“在歐洲，大氣中下層出現(xiàn)西部低壓、東部高壓的異常組合圖式。來自北非沙漠的干熱空氣大舉入侵中西部歐洲，造成歐洲西部罕見高溫熱浪。”任國玉分析。

與高溫熱浪相伴的是，2022年，北緯30度附近地區(qū)雨季縮短。在日本南部，雨季通常從6月持續(xù)到 7月中旬。但2022年雨季平均只持續(xù)了 21 天，足足短了三周。在中國，長江流域“梅雨”期縮短，降雨量明顯偏少。

雨水還有降溫的作用。任國玉介紹，由于地表水和土壤水具有更高的比熱容，可以吸收大量熱量，同時又通過“蒸散發(fā)”消耗一部分熱量。雨水多的時候，氣溫一般不容易升的很高。

因此，今年夏季長江中下游地區(qū)云量少，太陽輻射強，地表氣溫高；同時降水偏少造成土壤含水量低，近地表的空氣被進一步加熱，氣溫會異常偏高。

如此異常的高溫天氣并非2022年獨有。自2017年開始的近5年，極端高溫事件在世界頻發(fā)，將多國攪入水深火熱之中。

2021年6月至7月，北美地區(qū)出現(xiàn)史無前例的高溫熱浪，山火爆發(fā)，生物死亡。其中，加拿大大不列顛省連續(xù)3天刷新該國最高溫紀錄，最高達49.7℃，致700余人死亡。

2020年9月，因夏季高溫干燥，澳大利亞開始燃燒。在該國人口聚集的東部和南部，山火連續(xù)燃燒4個月都未被撲滅，火勢覆蓋近10萬平方公里的林地。

“地球變火球了?！卑拇罄麃喨水敃r感嘆。

極端的天氣

極端高溫事件發(fā)生的背后，是整個氣候系統(tǒng)的變化。任國玉告訴南風窗記者，自然氣候變率是造成“年際”到“多年代”尺度氣溫、降水波動的重要原因。

自然內部變率一個表現(xiàn)是，1998年至2000年前后，氣候發(fā)生了一次明顯的自然轉型。任國玉說，自那以后，北半球中低緯度大陸地表變暖減緩，北極地區(qū)變暖異常加速，并伴隨著海洋和大氣環(huán)流的相應改變。

“主要是高空西風環(huán)流的徑向波動幅度變大了?！?/p>

這種高幅度的波動意味著，大氣中水分和熱量的南北交換更為強烈、頻繁。“冬季更容易產生低溫寒潮，夏季更容易出現(xiàn)高溫熱浪，極端天氣也更容易發(fā)生。”任國玉總結。

令人絕望的是，與極端高溫相伴隨的，是多地發(fā)生強降水、洪澇、干旱等極端天氣。

IPCC報告顯示，全球地表溫度每增加0.5℃，極端天氣的強度和頻率明顯增加。很多地區(qū)發(fā)生旱災的頻率大增，一些地區(qū)強降水的可能性也會大增。

世界氣象組織在《2020年全球氣候狀況》中指出，比起剛進入工業(yè)化的時期（1850—1900年均溫），截至2020年，全球已升溫約1.2℃。

該報告表明，地球溫度每上升 1℃，4級或5級（最強）熱帶氣旋發(fā)生頻率將增加30%。而世界氣象組織在《2020年全球氣候狀況》中指出，比起剛進入工業(yè)化的時期（1850—1900年均溫），截至2020年，全球已升溫約1.2℃。

除自然因素以外，許多氣象學家強調，人類活動也是促成高溫天氣的一大“劊子手”。多項科學研究已顯示，以排放溫室氣體（例如二氧化碳、臭氧、甲烷、氧化亞氮等）為主的人類活動，對夏季極端高溫事件的增多、增強起重要作用。

從量子物理的角度來看，以二氧化碳為代表的溫室氣體，恰好匹配地球自身發(fā)射的紅外線光子。這意味著，溫室氣體會大量吸收帶有能量、原本向外太空發(fā)射的紅外線光子，導致部分紅外線光子返回地球表面，造成全球變暖效應。

世界氣象組織曾在2021年撰文總結，只要人類持續(xù)排放溫室氣體，全球溫度就會繼續(xù)上升。鑒于二氧化碳的壽命很長，即使排放量迅速減少到凈零，現(xiàn)有的溫度水平也將持續(xù)數(shù)十年。

王春在告訴南風窗記者：“從長期來看，溫室氣體排放為主的人類活動不僅是逐日氣溫增高的主要原因，也會大幅度增加超級熱浪事件發(fā)生的概率?！?/p>

“根據(jù)IPCC的數(shù)據(jù)，1850—1900年間，50年一遇的極端高溫事件，現(xiàn)在平均每50年會發(fā)生4.8次?！蓖醮涸谡f，如果未來全球平均溫度升高4℃，這種超級熱浪事件將平均每50年內發(fā)生39.2次。

城市的人們

當極端高溫事件隨著全球變暖開始頻繁，橫亙在人類面前的問題是，我們該怎樣面對愈加炎熱的酷暑？

氣溫是衡量熱感、對抗高溫天氣的一大標準，卻不是全部。氣象專家指出，不同地區(qū)、不同人群、不同地表，對高溫的反應都不同，這直接影響了各地防范極端高溫的辦法與角度。

從世界范圍看，沒有習慣熾熱仲夏的歐洲西部等地，應對熱浪的經驗明顯不足。

國際能源署數(shù)據(jù)顯示，歐洲的家庭空調普及率不足5%，遠低于美國和日本的近90%、中國的60%。例如，在西歐經濟最發(fā)達的德國、法國和英國，家庭空調配備率分別為3%、5%與5%。連較為炎熱的意大利，空調配備率也僅為7%。

西歐國家極少主張裝空調，首先是源于常年溫涼的氣候條件，其次也與其古老的建筑結構有關。較早設計的樓房，基本很少為空調留出專門的空間。再加上該地區(qū)提倡的環(huán)保理念，買、安裝空調的成本尤其高昂。因此，超級熱浪來臨時，該地區(qū)顯得更為脆弱。

“溫度異常高，加之一般建筑物內沒有降溫設備，人們缺乏應對極端高溫的經驗，間接造成（西歐）有基礎疾病的老年人死亡?！比螄穹治?。

除了應對高溫的基礎設施，氣象學界同時強調全球變暖下的城市化角度。任國玉認為，在同一次區(qū)域性高溫熱浪過程中，城市人群會比鄉(xiāng)村人群感受到更強的負面影響。

如此的差異是由于隨著城市化的發(fā)展，城市“熱島效應”加強，出現(xiàn)了城市氣溫比郊區(qū)高很多的情況。

南京信息工程大學應用氣象學院副教授周德成告訴南風窗記者，在同一城市內，不同區(qū)域的溫度差可能超過10℃，甚至更高。

“城區(qū)內不同‘下墊面的面積比例，是影響溫度的最主要因素。例如綠地（樹木冠層、草坪）、水體和不透水面（指滲透率較小的表面）比例。一般而言，綠化率和水體占比越高的地方，熱島效應越弱?！?周德成說。

認識到影響城市氣溫的規(guī)律以后，任國玉認為，北方內陸城市規(guī)劃部門應考慮擴大公園和綠地面積比例。

城市景觀的配置也會影響城市熱島的強度?！巴瑯拥慕ㄖ娣e，建筑物的空間分布、高度和方向不同，產生的熱島效應也不一樣。”

除了空間結構，周德成說，不同的建筑材料對熱島的影響也很大。

“比如，白色的屋頂比暗色屋頂，溫度更低?！?/p>

城市熱島效應有季節(jié)性變化和日內變化。一般來說，北方城市熱島效應在冬季和秋季比較強，春夏季較弱。就日內變化而言，北方城市熱島效應在夜晚比較強，白天較弱。

但他認為，熱島效應不意味著全是壞事。有了“熱島”的存在，到了冬季，將有利于減弱強冷空氣入侵帶來的低溫寒潮。

認識到影響城市氣溫的規(guī)律以后，任國玉認為，北方內陸城市規(guī)劃部門應考慮擴大公園和綠地面積比例。在中緯度地區(qū)，植物夏季因光合作用，需要消耗能量，大面積的綠地可起到降溫作用。而到了冬季，由于植物落葉或枯萎，生長過程停止，基本不再消耗地表水分和熱量，有助于提高城市近地表氣溫。

而在中低緯度沿海城市，任國玉說，可以考慮充分利用海陸風氣流，設置與海岸線垂直的路網和街道。這一做法用于增加白天海風和夜晚陸風的通透性，緩解街區(qū)的高溫。

周德成表示，在土地面積有限的情況下，人們可以通過屋頂綠化或者采用高反射率的建筑材料，應對高溫熱浪。此外，城市通風廊道的設計也將起到重要作用。這一辦法通過改善城市風場，緩解熱島效應。

學會在城市中與高溫共處，提升我們應對氣候變化的堅韌性，這方面人類處于探索與改良狀態(tài)。

只是，要從源頭上解決高溫問題，容易陷入一個惡性循環(huán)：極端天氣發(fā)生得越頻繁，或者全球經濟發(fā)展得越迅猛，安裝空調和取暖機的需求將越多。人類排放的溫室氣體又會增加，全球變暖就更難緩解。

王春在說，團隊的研究最后分析發(fā)現(xiàn)：“如果全人類不行動起來，采取適當?shù)臏p排措施，這種百年一遇的超級熱浪事件在未來將變成常態(tài)，最終嚴重威脅人類健康與生態(tài)平衡?！?/p>

（實習生黃澤敏對本文亦有貢獻）