2018年7月31日,美国麻省理工学院Eltahir团队在《自然—通讯》上发表论文。论文称,如果按照最高排放情景发展下去,2070年至2100年间,华北平原会频繁出现足以致命的极端湿热天气。此后每到夏天,“华北未来不宜人类居住”的说法都会在网上流传一次。
这项研究把三个因素放进同一个气候模型:华北大规模灌溉带来的水汽蒸发、化石能源持续大量燃烧,以及35℃湿球温度这条人体散热极限。CNN当天就进行了报道。国内不少资讯号转载时删掉了前提条件,只留下“华北未来不宜居住”这样的标题。35℃湿球温度被称为“人类生存红线”,原因要从人体如何应对高温说起。
曾有一年夏天,世界各地频繁出现历史最高气温。7月10日,浙江金华一名男子骑车时被撞倒,后来检查发现多处肋骨断裂。但他的第一反应并不是找人理论,而是捂着胸口,忍着疼痛挪到路边树荫下躺着。据说当时最高气温高达38摄氏度,地表温度更是达到了60摄氏度。在他看来,马路的高温比断骨之痛更难忍受。
那么,人体究竟能承受多高的温度呢?人是恒温动物,体内核心温度一般保持在36至37摄氏度之间。在这个区间内,人可以自由地活动和工作。一旦体温高于这个范围,身体就会自己想办法散热,这靠的是人体很强的散热功能。
15至25摄氏度的室温是人最舒服的温度。这时人体一般通过辐射的方式,把吃饭、吃零食摄入的热量散发出去。当室温升高到30至35摄氏度时,人体会通过汗腺排出大量汗液和电解质,靠汗液蒸发带走皮肤表面的热量。
另外,人全身布满汗腺,而水的导热性比空气更强,皮肤表面的汗水经风一吹,就能更快地带走热量,从而达到散热的目的。
有数据统计,长时间在高温环境下工作的人,汗液中的钠含量比普通人更少,每次出汗的排汗量也比常人多。因此,像训练有素的马拉松运动员,耐热能力一般比常人更强一些,也更不容易中暑。
但上面这些情况都还在人体可承受的范围内。很多人以为自己能忍受40摄氏度,但如果气温继续升高、人体无法顺利排汗,失去了体温调节功能,人可能连35摄氏度都坚持不了。
人体的自主调节主要靠排汗,但这种调节方式有一个前提,那就是湿度。湿度越大,汗水就越不容易蒸发。这种情况一般出现在三伏天入伏之后。入伏之后空气湿度比较大,地表每天吸收的热量很多,但散发的热量很少。
如果这时再赶上连续多天高温,之后又陆陆续续下点小雨,就会出现又闷又热的情况,人会感觉身上的汗出不来,呼吸也不畅。户外工作者就是在这个时候最容易中暑。
举个极端的例子:当空气湿度达到100%时,人体就会彻底失去体温调节功能。即便这时室温只有35摄氏度,由于热量排不出去,体表温度可能比室温还高,人也会在极短时间内晕倒在地。
美国宾夕法尼亚的大学曾做过一项实验,测试人在极端潮湿的环境下能承受的最高温度。结果发现,当空气湿度为50%、室温达到35摄氏度时,人体排出的汗液就彻底失去了调节体温的功能。
对于这篇论文,中国气象局官方平台在2018年8月专门发文解读。国家气候中心指出,湿球温度并不是中国高温预警使用的指标,国内主要看日最高气温和连续高温天数。湿球温度更多用于工地、车间的高温作业防护。
按照测算,白天湿度五成时,气温要超过47℃,湿球温度才会达到35℃;夜里湿度85%时,气温也要达到37.8℃。华北平原有一百多年的气象记录,实测最高气温从来没有达到44℃。
要让这种温湿组合在华北稳定、反复地出现,整个区域的平均温度还得再升高五到七度。而在最高排放假设下,多模型集合结果显示,华北夏季升温的上限大约是4.8℃。
中科院大气物理所补充说明,华北属于温带季风气候。中午阳光强烈时空气反而干燥,夜里水汽聚集、湿度升高时气温又降了下来,高温和高湿很难长时间同时出现。
那么,如果空气很干燥,不用考虑湿度,人体能承受的温度又是多高呢?常用的体温计最高只到42摄氏度,原因在于蛋白质在60摄氏度以上就会失去活性,而人体温度如果超过42摄氏度,也可能对细胞造成损伤。这也是为什么人们会担心小时候发过高烧的孩子,长大后智力会出问题。
200多年前,植物学家约瑟夫·班克斯参加了一项疯狂而又伟大的实验:他在一个温度高达55摄氏度的加热室里足足坚持了三分钟。在这段时间里,室温由30摄氏度逐渐上升,最终达到55摄氏度。这差不多就是人类面对高温的耐受极限了。
一旦室外温度达到38摄氏度,人体各个器官就会自动开始降温,比如呼吸急促、血液流动加快,通过吸入大量空气、加快血液输送来加快散热。体质比较弱的人这时可能会中暑。当温度到了39摄氏度,就可能引发心力衰竭。长时间处在41至42摄氏度的环境下,生命就会受到威胁,体内各个器官也会逐渐停止工作。
论文采用的是最激进的SSP5-8.5路径,也就是假设全球完全不减排,一直燃烧化石燃料到本世纪末,到2100年全球比工业化前升温4.4℃。目前,全球已有一百多个国家作出碳中和承诺。
国内研究人员认为,宜居是一个综合概念,涉及气候、基础设施、医疗、经济和技术适应能力。四川盆地和长江中下游在三伏天同样湿热,却一直是人口密集、经济活跃的地区。空调普及、错峰施工、外墙隔热、避暑驿站等措施层层叠加,短时的极端湿热基本可以应对。
不过,华北升温的压力客观存在。1991年至2025年的观测数据显示,华北平原的高温天数整体呈波动上升趋势。在中等偏高排放情景下,到本世纪中期,京津冀的高温天数可能比基准期增加一倍多。世界气象组织2026年也确认,未来五年全球阶段性升温突破1.5℃的概率大约为七成半。
极端高温最先冲击的是工地、快递、外卖、农业等户外劳动者,需要把休息时段、防暑物资和津贴发放落实到位。家中的老人和孩子同样需要特别照顾。
和年轻人相比,老年人更容易受高温影响。空气湿度50%、室温31摄氏度的环境,基本就是老年人能承受的极限。很多老人心疼电费,夏天能省就省,能吹风扇就不开空调。但如果真到了这种高温高湿的环境,吹再多风扇也帮不了身体散热。
几乎每年都有老人因为不开空调被热死的悲剧发生,因此有必要向家中长辈讲清楚实际情况,不要为了省电费损伤身体。
另外,老人带孩子总担心孩子着凉,但实际上小孩比大人更怕热。小孩并不是大人的缩小版,他们的体温调节系统还不完善,更容易受到高温伤害。所以炎炎夏日要多喝水、注意降温,照顾好身边的老人和小孩。
按照各国现有减排承诺对应的SSP2-4.5路径,本世纪末升温约2.7℃,少数低洼地段可能短时接近危险区,但现有手段能够应对。