作品聲明:內(nèi)容取材于網(wǎng)絡(luò)
2018年,美國麻省理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》雜志上扔出一篇論文,直接點(diǎn)名中國華北平原,說到本世紀(jì)末,這片地兒可能因?yàn)闃O端熱浪變得沒法住人了。
華北平原這地方,大家都知道,橫跨北京、天津、河北、山東、河南這些省,面積差不多31萬平方公里,養(yǎng)活著將近4億人,還是全球人口最密集的農(nóng)業(yè)區(qū)之一。
論文作者是土木與環(huán)境工程系的Elfatih Eltahir教授和他的學(xué)生Suchul Kang,他們用高分辨率區(qū)域氣候模型模擬了未來情景,得出的結(jié)論挺嚇人:如果溫室氣體排放繼續(xù)按現(xiàn)在這樣搞,2070到2100年間,平原上會(huì)頻繁出現(xiàn)致命熱浪,讓戶外工作的人根本扛不住。
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核心指標(biāo)叫濕球溫度,英文是wet-bulb temperature,簡稱TW。它不是簡單測空氣溫度,而是把溫度和濕度結(jié)合起來的玩意兒。
具體怎么測?拿塊濕布裹在溫度計(jì)球頭上,讓水蒸發(fā)冷卻,讀出的數(shù)就是濕球溫度。
為什么這東西重要?因?yàn)槿梭w散熱靠出汗蒸發(fā),當(dāng)空氣濕度太高,汗蒸不掉,體溫就降不下來。
研究里說,濕球溫度到35攝氏度,健康人戶外最多活6小時(shí),因?yàn)楹诵捏w溫會(huì)失控。歷史上,全球濕球溫度極值很少超31攝氏度,但華北平原因?yàn)樘厥馇闆r,已經(jīng)是熱點(diǎn)區(qū)域了。
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理論依據(jù)主要來自氣候變化和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)實(shí)踐的互動(dòng)。華北平原氣候本來就極端,冬天干冷,夏天高溫多雨,春天還愛鬧旱災(zāi)。
農(nóng)民為了保收成,大規(guī)模抽地下水灌溉,主要是小麥和玉米這些作物。灌溉確實(shí)涼快了地表,提高了土壤濕度,但也讓水汽蒸發(fā)進(jìn)空氣里,增加了大氣濕度。
麻省理工團(tuán)隊(duì)用模型算出,灌溉單獨(dú)就能把濕球溫度抬高0.5攝氏度左右。加上市鎮(zhèn)化、工業(yè)排放的溫室氣體,溫度整體上升,濕度再一摻和,熱浪就從難受變成致命了。
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團(tuán)隊(duì)用了MIT區(qū)域氣候模型,簡稱MRCM,這是基于RegCM3改進(jìn)的版本,專門加了灌溉模塊。模擬分兩部分:歷史時(shí)期1975到2005年,用來驗(yàn)證模型準(zhǔn)不準(zhǔn);未來2070到2100年,用RCP4.5和RCP8.5兩種排放情景。
RCP8.5是高排放路徑,假設(shè)不減排,繼續(xù)燒煤燒油;RCP4.5是中等減排路徑。邊界條件從CMIP5全球模型里選了三個(gè):CCSM4、ACCESS1.0和MPI-ESM-MR,這些在模擬東亞氣候上表現(xiàn)好。
灌溉模擬是每月在灌溉區(qū)把根區(qū)土壤水分補(bǔ)到田間持水量,基于2005年的歷史灌溉數(shù)據(jù)集。
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結(jié)果顯示,歷史時(shí)期,灌溉讓平原濕球溫度極值升高了0.3攝氏度,在灌溉密集區(qū)高達(dá)0.5攝氏度。主要是通過增加蒸騰作用,地表能量平衡變了:潛熱通量上去,感熱通量下來,空氣更濕。
未來情景下,RCP8.5里,平原濕球溫度極值平均漲3.3到3.4攝氏度,灌溉區(qū)更夸張,漲3.9攝氏度。
像濰坊、濟(jì)寧這些城市,會(huì)多次超35攝氏度閾值。RCP4.5下也好不到哪去,漲3攝氏度左右,還是有致命熱浪,但次數(shù)少點(diǎn)。
團(tuán)隊(duì)對(duì)比了其他地方,像波斯灣、南亞恒河平原,也熱,但華北平原低海拔、非海洋影響,響應(yīng)更強(qiáng)。
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為什么華北平原特別倒霉?地理位置是關(guān)鍵。
這片平原地勢平坦,遠(yuǎn)離海洋,夏季風(fēng)帶來雨,但不穩(wěn)。灌溉面積占全球5%,但地下水抽取過度,已經(jīng)導(dǎo)致水位下降。
研究指出,灌溉不只涼地表,還改變邊界層動(dòng)態(tài),讓濕靜能增加,熱浪強(qiáng)度放大。非線性效應(yīng)在這里顯出來了:氣候變化單獨(dú)漲2.9攝氏度,灌溉加0.5攝氏度,但合起來超3.9攝氏度,因?yàn)樗答佈h(huán)加強(qiáng)了。
團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證過模型,用CRU數(shù)據(jù)集、TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)比對(duì),準(zhǔn)頭高,尤其加灌溉后模擬的濕球溫度分布跟觀測吻合。
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英國《衛(wèi)報(bào)》2018年7月31日就發(fā)文,說華北平原作為中國糧倉,一旦熱浪頻發(fā),會(huì)引發(fā)糧食短缺和人口遷移。
國內(nèi)界面新聞8月5日?qǐng)?bào)道,采訪專家說別太慌,但承認(rèn)科學(xué)性。聯(lián)合國氣候變化框架公約那邊也引用過,呼吁亞洲合作。世界銀行同期報(bào)告把華北列為氣候脆弱區(qū)首位。
快進(jìn)到如今,現(xiàn)在看這個(gè)預(yù)言,有沒有新變化?
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中國減排動(dòng)作不小,從2015年巴黎協(xié)定開始,承諾2030年碳排放達(dá)峰,單位GDP二氧化碳排放比2005年降60%到65%。
到2024年,可再生能源裝機(jī)超煤炭,風(fēng)電太陽能占比大漲。國際能源署報(bào)告說,這些進(jìn)展能緩解熱浪強(qiáng)度。森林蓄積量比2005年增45億立方米,吸碳能力強(qiáng)。
碳排放曲線已經(jīng)平坦18個(gè)月,強(qiáng)度降12%。農(nóng)業(yè)上,推廣滴灌、噴灌這些節(jié)水技術(shù),減少地下水抽取,平原部分地區(qū)已經(jīng)在試。像河北,2023年數(shù)據(jù),灌溉效率提高20%,水汽蒸發(fā)少了。
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2025年夏天,華北多地氣溫破40攝氏度,濕度高,中暑病例多。研究團(tuán)隊(duì)Eltahir在2023年講座重申,原預(yù)測基于2018數(shù)據(jù),如果減排跟上,能避開最壞情景。
但高排放路徑下,平原南部如安徽交界先遭殃。印度恒河平原類似,人口也4億,季風(fēng)變化加劇風(fēng)險(xiǎn)。
美國國家氣象局熱指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)佐證:30攝氏度下,濕度50%體感31.1攝氏度,90%濕度體感40.6攝氏度。華北夏天濕度常超70%,熱感翻倍。
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長遠(yuǎn)看,宜居性靠全球努力。中國新貢獻(xiàn)承諾,2035年排放從峰值降7到10%。但發(fā)達(dá)國家排放歷史長,得多擔(dān)責(zé)。
氣候變化全球性,華北平原是典型案例。
行動(dòng)起來,減排加技術(shù)創(chuàng)新,能扭轉(zhuǎn)局面。別等到熱浪真來,再后悔沒早點(diǎn)動(dòng)。
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