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全球变暖:地球凉爽的日子已经不多了

在 2022 年 4 月和 5 月,尽管中国并没有普遍出现持续的异常高温,但起码北京已经有些迹象了。在 5 月末的几天,北京持续出现了高温。而相比北京,世界其他地区高温天气更是普遍,已经多次突破有温度统计以来的历史纪录。

今天这期《科技参考》,我们就一起来看看越来越热的 2022 年。

热浪带来的除了冰川融化之外,还有放射性物质的过量释放,甚至在地球上某些人口稠密的区域,产生了不再适宜人居住的条件。

接下来,我们挨个来说。

印度和巴基斯坦的高温

首先是印度和巴基斯坦的巨热。

这波热浪是从 3 月中开始的,持续了一个多月,在 4 月末达到高峰,印度大陆的南部和中部被高温笼罩。

按照印度气象局发布的全印度平均温度的统计,3 月份印度南部的日平均气温的均值是 28.8℃,中部是 28.0℃。日均气温是这样统计的,一天 24 小时,每小时都有一个温度,加在一起除以 24 就是日均温度。

日均 28.8℃ 有多热呢?我们可以用中国的三大火炉城市来做对比。这三大火炉是武汉、重庆、南京,它们在 6 – 8 月这一年中最热的 3 个月里,日均气温分别是 27.9℃、27.2℃、26.8℃,没有一个达到 28℃ 的。印度气象局发布的报告也称,这是印度自 1901 年有温度统计以来最热的 3 月。

热浪也一并影响到了巴基斯坦。刚刚过去的 3 月,也是巴基斯坦有温度统计以来最热的 3 月。

接下来的 4 月,印度南部的高温还没有退去,西北部又迎来了一波比 3 月份南方更热的高温。4 月份的统计是这样的:最热的中部,日平均温度达到了 31.4℃;南部达到 30.0℃。而这些还只是 3 月和 4 月的日均统计值,如果到了今年 5 月,日均气温超过 35℃ 是很有可能的。这相当于在上海 7 月份的气温基础上,在每个时段都均匀地再升高 10℃。

NASA 也根据全球温度的统计数据报告了这个现象。他们认为,印度中部和西北部气温比正常水平高了 4.5℃ – 8.5℃。

印度为什么会这样热呢?据气象专家分析,是由于横跨太平洋中部和东部的拉尼娜现象的直接影响。

 

我放了一张 2022 年 4 月 24 日到 5 月 21 日全球海水平均温度的变化。你能明显地看到,图中像刀刃一样的蓝色区域,占据了整个太平洋超过 1/4 的区域,它就是拉尼娜现象,也就是低温的海水。它从整个南美洲西部一直延伸到澳洲,把本来应该吹向印度大陆的季风推向了更北方,导致印度中部干旱和炎热的天气迟迟不能消除。

南极北极的高温

看完最热的印度,再来看南极北极。

北半球的夏天就是南半球的冬天,所以 3 月是南极逐渐变冷的月份。不过,深入南极大陆腹地 1000 多公里的康科迪亚(Concordia)考察站,记录到了零下 11.5℃ 的“高温”。尽管在绝对值上说,还是挺冷的,但那里往年都是零下四五十摄氏度的低温。而且,这个温度比康科迪亚考察站建站以来的最高纪录还高 1.5℃。

北极也有很多测温点发现了高于以往 30℃ 以上的异常高温。美国国家海洋和大气管理局的统计是,与 1979 年 – 2000 年的同期平均温度相比,南极大陆 3 月份高了 4.8℃,北极地区高了 3.3℃。

而同一时期,全球平均温度也只比 1979 年 – 2000 年高了 0.6℃。也就是说,全球变暖以最极端的方式爆发在了极地地区。

变暖对南极冰水的影响是这样的:

首先受到影响的是海冰。虽然南极绝大部分冰都固定在硬质陆地上,冰层厚度达几千米,但还有小部分陆地和海洋接壤的部分存在海冰。海冰能起到了固定陆地冰水的作用。当海冰消失后,没有海冰阻隔的陆地冰山会加速滑入海洋。

而今天发生的情况是,海冰在以史无前例的速度消失。最近记录到的海冰面积是 190 万平方公里,是历史最低纪录。接下来几年,人们将在北极看到完全没有浮冰的夏季,在南极看到大量陆地冰川坠入大海。这会导致全球的海平面显著上升。

极地的异常高温,除了会直接导致冰的融化,也会让永久的冻土层解冻。永久冻土层,指的是那些几十年甚至上千年都不会解冻的土壤。

2022 年 1 月,英国利兹大学研究了冻土层解冻后一种放射线气体被释放出来的问题。这种放射性气体就是惰性气体氡。氡会经过多次衰变最后变成铅,而衰变过程中会释放出阿尔法粒子。永久冻土层中的氡,就像冻在冰里的气泡那样,会被永远封在气泡内,不会从土壤中飘出来。而如果冻土解冻,气泡就会往外飘散,靠近地面的房屋和地下室就会受到它的影响。

可能绝大部分人都没有听说过氡气的放射性带来的危害,但实际上,在全部肺癌的死亡数字中,氡气的贡献大约占比 10%,是仅次于吸烟对肺的伤害的,也是远远高于严重雾霾对肺部的伤害的。

之所以会有氡元素,是因为氡是放射性元素镭 226 和铀 238 的二次衰变的产物。尽管已经衰变过一次,但氡依然还会继续衰变。和其他放射性物质不一样,氡是少数以气体方式存在的放射性物质。

那些固态放射性元素会始终沉积在土壤里,而气态的氡会飘散出来。如果室内没有空气流动的话,就会不断积累氡的浓度。因为是气体,所以就会被吸入肺部,于是高能的阿尔法粒子就会直接破坏肺部细胞的 DNA。

在利兹大学的研究中,冻土解冻后释放出的氡气,会让地下室和一层楼的室内环境每立方米增加 200 Bq(贝克)。而今天,大部分国家的房屋室内环境安全标准中,氡的放射性要求都在 100 Bq – 200 Bq每立方米的范围。

也就是说,按现在冻土融化的速度,之后不可避免的会导致室内放射性超过安全标准 1 – 2 倍。格陵兰的科学家对冻土融化导致氡气增加的问题,做过初步的检测:59 栋住宅里,有 17 栋的放射性超过了 200 Bq 每立方米。

变暖改变人类宜居区

最后,我们说说变暖造成了人类宜居区的变化。

虽然地球是人类的家园,但如果温度一直这样升高的话,势必会有一部分区域将不再适合人类居住。当然,不适合人类居住的区域自古以来在地球上就一直有。比如今天的撒哈拉沙漠,在最近几千年里,就一直是不适合人类居住的地方。

但今后不适合人类居住的地方,不是在撒哈拉沙漠的边缘上稍稍外扩一些形成的,而是在今天人口稠密的地区涌现出来的。比如,印度中部一两百万平方公里的范围,在每年 4 – 5 月份就不再适合人类居住了。甚至连中国也不能幸免。

2018 年发表在《自然》杂志上的一篇研究就预测了,2070 年 – 2100 年,华北平原地区的湿球气温将超过 35℃,于是华北平原大部分地区将不再适合人类居住。

有人觉得很奇怪,35℃ 算什么?我们这今天就 38℃,也不会到不适合人类居住的地步啊?

这里有一个新概念叫作“湿球气温”。什么意思呢?湿球气温,是考虑了人体降温功能叠加后的效果的温度。

因为我们可以靠出汗降低温度。水分蒸发带走热量,可以让身体保持比 37℃ 略低的恒温。但同是 42℃ 的环境温度,有时人体可以把体温控制在标准值范围内,但有时体温就降不下来。原因就在于有时候空气太潮湿,人体出的汗并不能被蒸发,于是热量就带不走。

湿球气温就是在温度计下带一个用水浸湿的棉球,然后给它吹环境风,看在水分充分蒸发的基础上,温度计测到的温度最低可以降到多少。对人类来说,体表温度通常是 35℃。也就是说,把一个人的皮肤涂满水分,再用风扇吹着促使水分蒸发,在这样的条件下,如果体表温度依然高于 35℃ 就不妙了。这个环境是致命的。

但如果我们真的去看环境的温度和湿度,大约是什么样呢?通常是这样的:环境温度超过 47℃,且湿度超过 50% 时,这时再用水去散热,是怎么也低不过 35℃ 的。人将无法在这个环境中生存,最多能维持几小时的生命体征,然后各个器官就会迅速衰竭。

这篇研究说,华北平原将不适合人类居住,就是利用了 35℃ 湿球温度的概念。造成湿球温度超过 35℃ 的原因,一个是全球变暖,另一个是华北平原种植的农作物比较密集,灌溉系统会提高空气湿度。

35℃ 湿球气温当然是致命的,但实际上,根本用不着到这个水平就已经极度危险了。各国气象部门都认为,对老人、小孩和健康程度不佳的人来说,湿球气温高于 24.6℃ 就达到了危险的程度,还有一档是 29.1℃ 的湿球气温,被定位为极端危险。

而在今年 4 月 29 日 – 30 日的两天中,印度和巴基斯坦一半以上温度记录点都测到了超过 28℃ 的湿球温度。而印度 14 亿人口,只有 1.7 亿人能享受到空调。所以可以预见,印度虽然人口年轻、数量庞大,但由于不断变热的地球和夏季电力的普遍缺乏,热的问题对印度将是灾难性的。

这个国家很多领域的发展空间,都会受制于不适宜人类居住范围的扩大。而印度又是很多国家今后几十年的样子。所以,留给地球的凉爽时间已经不多了。

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