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極端熱浪:擺在人類面前的難題

時間:2023-10-23 10:07:30   來源:科技日報

  北半球今年的夏季是有記錄以來最熱的夏季。7月,墨西哥北部墨西卡利的氣溫達到了47℃;6月至7月,熱浪在墨西哥造成至少167人死亡。7月,美國加州死亡谷的氣溫高達53.3℃。

  這些只是今年北半球夏季出現(xiàn)強烈熱浪的幾個例子。英國《自然》雜志網(wǎng)站指出,盡管今年夏季已經(jīng)結(jié)束,但未來幾十年里,這種極端熱浪將變得更加普遍和嚴重。西班牙巴塞羅那全球衛(wèi)生研究所環(huán)境流行病學家約瑟普·安東指出,隨著全球變暖,人們將迎來更熱的夏天,以及更頻繁、更強烈、更長時間的熱浪。

  人類究竟能承受多高溫度?極端高溫會給人體帶來哪些危害?如何應(yīng)對極端高溫?這已經(jīng)成為擺在科學家和人類面前的難題。

  極端高溫危害健康

  美國加州大學洛杉磯分校氣候科學家科林·雷蒙德指出,熱浪對人體健康的影響眾所周知:它會使心臟和腎臟收縮,導致頭痛,擾亂睡眠,降低認知。在極端情況下,中暑會導致多器官衰竭。

  研究人員解釋稱,如果身體脫水,高溫會導致頭暈和昏厥。它還會擾亂睡眠,降低一個人的注意力和學習能力。此外,熱空氣會加重哮喘和慢性阻塞性肺病等呼吸道疾病,導致呼吸困難。

  澳大利亞悉尼大學生理學家奧利·杰指出,長期暴露在酷熱中會導致慢性腎病,高溫對腎臟的影響可能是導致薩爾瓦多、印度和巴基斯坦等國年輕農(nóng)民患不明原因慢性腎病幾率很高的原因之一。

  印度公共衛(wèi)生研究所研究員迪利普·馬瓦蘭卡爾2021年在印度開展的一項研究發(fā)現(xiàn),與在室內(nèi)從事體力勞動的人相比,包括農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)在內(nèi)的戶外工作者患腎功能障礙的風險增加了1.4倍。

  熱浪對老年人、新生兒和患有糖尿病和心臟病等潛在疾病的弱勢群體尤其危險。一歲以下的孩子很難應(yīng)對高溫,因為他們的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)還沒有完全發(fā)育好。老年人,尤其是75歲以上的老年人,也很難讓自己降溫,因為他們的汗腺對大腦的化學信號變得不那么敏感。

  一個不斷變暖的地球還意味著早產(chǎn)兒數(shù)量的增多,因為高溫會減少胎盤內(nèi)的血液流動,中斷胎兒的氧氣和營養(yǎng)供應(yīng),這無疑會給衛(wèi)生系統(tǒng)帶來壓力。

  濕熱不容小覷

  研究人員正試圖了解人體所能承受的溫度極限,但目前沒有普遍接受的溫度閾值,部分原因是高溫對人的影響因濕度等條件而異。

  天氣報告給出的溫度通常是用普通溫度計測量的干燥空氣的溫度,但它不能反映其他可能影響身體的因素。為考慮濕度等因素的影響,科學家使用了名為濕球溫度的測量方法。

  研究人員估計,人們的臨界濕球溫度為35℃。在此閾值下,一名健康人士只能存活大約6小時,因為熱量無法通過出汗或輻射排出體外。

  科學家對1979年以來氣象站數(shù)據(jù)開展的分析顯示,巴基斯坦和海灣地區(qū)的濕球溫度曾多次突破35℃的閾值一到兩個小時。

  研究人員表示,35℃這一閾值模型并不完美,人體也有可能在更低溫度下衰竭。這個閾值是由計算模型定義的,這些模型將身體視為物體,而沒有將一些生理因素(比如人能出多少汗等)考慮進去。因此,在炎熱干燥的環(huán)境中,人類也無法在低于35℃的濕球溫度下生存,因為無法產(chǎn)生足夠多的汗液。此外,這些模型還假設(shè)一個人完全久坐不動,沒有考慮其會通過運動產(chǎn)生熱量等情況。

  悉尼大學團隊正在尋找更準確的人類溫度生存極限。他們正在測量體溫達到39.5℃時,試驗對象的心臟承受能力和腎功能,同時開發(fā)可穿戴設(shè)備,用于監(jiān)測人的脫水情況,以及腎功能、血壓和心率等指標。

  如何應(yīng)對極端高溫

  在富裕地區(qū),空調(diào)可能是讓人們降溫最有效的策略。但這需要電力,而發(fā)電過程會因為燃燒化石燃料產(chǎn)生溫室氣體。此外,長期使用空調(diào),可能降低人們在沒有空調(diào)情況下的適應(yīng)能力。

  因此,從長遠來看,更可持續(xù)戰(zhàn)略可能會更有成效。例如,電風扇的耗電量僅為空調(diào)的1/5。日本開展了一項簡單的節(jié)能運動,將厚重的商務(wù)服換成更涼爽、更輕便的衣服。

  此外,改變環(huán)境也有幫助。塞拉利昂首都弗里敦種植了75萬棵樹,這些樹木可通過樹蔭以及釋放水蒸氣來給城市降溫。

  印度、法國、英國和西班牙等國則啟動了預(yù)警機制,提醒醫(yī)療系統(tǒng)和公眾注意可能會出現(xiàn)的高溫天氣。在印度艾哈邁達巴德開展的一項試驗顯示,預(yù)警系統(tǒng)使熱浪期間的死亡率降低了30%—40%。

(責任編輯:華康)

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