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，你會發現，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現，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℃的多水環境中。在超過35℃的環境中，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。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最新研究發現，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，熱浪已經可以演變為“海嘯”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在長江流域及其以南地區。放至整個北半球來看，極端高溫出現在歐洲中西部、美國中西部和東亞副熱帶地區，后者還包括韓國和日本南部。

“直接原因是大氣環流異常。”任國玉表示。副熱帶高氣壓帶異常強盛，是造成東亞地區多地炙熱的“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。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繞北半球，引發了多地大面積極端高溫天氣。

“在歐洲，大氣中下層出現西部低壓、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度附近地區雨季縮短。在日本南部，雨季通常從6月持續到 7月中旬。但2022年雨季平均只持續了 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”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，將多國攪入水深火熱之中。

2021年6月至7月，北美地區出現史無前例的高溫熱浪，山火爆發，生物死亡。其中，加拿大大不列顛省連續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。”澳大利亞人當時感嘆。

極端的天氣

極端高溫事件發生的背后，是整個氣候系統的變化。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是，1998年至2000年前后，氣候發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，北極地區變暖異常加速，并伴隨著海洋和大氣環流的相應改變。

“主要是高空西風環流的徑向波動幅度變大了。”

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，夏季更容易出現高溫熱浪，極端天氣也更容易發生。”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。很多地區發生旱災的頻率大增，一些地區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，只要人類持續排放溫室氣體，全球溫度就會繼續上升。鑒于二氧化碳的壽命很長，即使排放量迅速減少到凈零，現有的溫度水平也將持續數十年。

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生的概率。”

“根據IPCC的數據，1850—1900年間，50年一遇的極端高溫事件，現在平均每50年會發生4.8次。”王春在說，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、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。

國際能源署數據顯示，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。再加上該地區提倡的環保理念，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。”任國玉分析。

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，在同一次區域性高溫熱浪過程中，城市人群會比鄉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展，城市“熱島效應”加強，出現了城市氣溫比郊區高很多的情況。

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，不同區域的溫度差可能超過10℃，甚至更高。

“城區內不同‘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律以后，任國玉認為，北方內陸城市規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。“同樣的建筑面積，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。”

城市熱島效應有季節性變化和日內變化。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律以后，任國玉認為，北方內陸城市規劃部門應考慮擴大公園和綠地面積比例。在中緯度地區，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。

只是，要從源頭上解決高溫問題，容易陷入一個惡性循環：極端天氣發生得越頻繁，或者全球經濟發展得越迅猛，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現：“如果全人類不行動起來，采取適當的減排措施，這種百年一遇的超級熱浪事件在未來將變成常態，最終嚴重威脅人類健康與生態平衡。”

（實習生黃澤敏對本文亦有貢獻）