Како се формирају топлотни таласи и како их климатске промене погоршавају

مسئلن کي ختم ڪرڻ جي لاء اسان جو اوزار آزمايو

Топлотне куполе, топлотна острва, мега-суше и климатске промене: анатомија погоршања топлотних таласа.

Туристи на путовању из Тексаса фотографишу са термометром који показује температуру од 130 степени Фаренхајта (54 степена Целзијуса) у центру за посетиоце Фурнаце Цреек у Националном парку Долина смрти 17. јуна 2021.

Екстремне топлоте постају све чешћи због климатских промена.

Патрицк Т. Фаллон/АФП преко Гетти Имагес

Северозапад Тихог океана је врућ под а рекордни топлотни талас . Портланд је ове недеље достигао 116 степени Фаренхајта. Сијетл је достигао 108 степени. Ванкувер је достигао 89 степени. Врућина има закривљени путеви , истопљен каблови за напајање , и довело до а нагло умирање . То је посебно забрињавајуће у региону као што је северозапад Пацифика, где неколико зграда има клима уређаје .

Ово је уследило након недеља екстремно високих температура широм северне хемисфере и топлотног таласа у раној сезони у Северној Америци који је покренуо упозорења о топлоти за 50 милиона људи . Научници кажу ово рекордне вредности ускладити са њиховим очекивањима у вези са климатским променама и упозорити да долази још више оних који паче.

Овакви топлотни таласи су више него високе температуре. Снаге иза њих су сложене и променљиве. Они су смртоносна пријетња јавном здрављу која може погоршати неједнакост, узроковати колапс инфраструктуре и појачати друге проблеме глобалног загријавања. Још више забрињава то што у контексту врућег века који је пред нама, 2021. може ући у историју као релативно хладна година.

Топлотни таласи, објашњено

Екстремне врућине можда не изгледају тако драматичне као урагани или поплаве, али Национална метеоролошка служба то сматра најсмртоноснија временска појава у САД у последњих 30 година, у просеку.

Оно што се рачуна као топлотни талас се обично дефинише у односу на локалне временске услове, са трајним температурама у 90. до 95. перцентилу просека у датој области. Дакле, праг за топлотни талас у Тусону је виши од прага у Сијетлу.

Пријавите се за билтен Тхе Веедс

Воксов Немац Лопез је ту да вас води кроз налет политике Бајденове администрације. Пријавите се да примате наш билтен сваког петка.

Током лета на северној хемисфери, северна половина планете је нагнута према сунцу, што повећава дневни боравак и загрева хемисферу. Утицај овог додатног излагања сунчевом зрачењу је кумулативан, због чега температуре генерално врхунац недеље после најдужег дана у години.

Усред општег пораста температура током лета, метеорологија може да доведе те бројке до екстрема.

Топлотни таласи почињу са а систем високог притиска (такође познат као ан антициклон ), где се атмосферски притисак изнад неког подручја повећава. То ствара тонући стуб ваздуха који се компримира, загрева и често се суши. Ваздух који тоне делује као капа или топлотна купола , задржавајући латентну топлоту коју је већ апсорбовао пејзаж. Систем високог притиска такође потискује хладније, брзе ваздушне струје и истискује облаке, што даје сунцу несметан поглед на тло.

Земља — земља, песак, бетон и асфалт — тада се пече на сунчевој светлости, а у дугим данима и кратким летњим ноћима топлотна енергија се брзо акумулира и температуре расту.

Топлотни таласи су посебно чести у областима које су већ сушне, као што је пустињски југозапад, и на великим висинама где се лако формирају системи високог притиска. Влага у земљи може да ублажи ефекте топлоте, као што испаравајући зној може да охлади тело. Али са тако мало воде у земљи, у воденим токовима и у вегетацији, нема толико за упијање топлоте осим самог ваздуха.

Споји се сам по себи, рекао је Џонатан Мартин , професор атмосферских наука на Универзитету Висконсин Медисон. Када сте суви, загревате се. Када вам је претерано топло, склони сте да изградите и ојачате антициклон, који подстиче наставак ведрог неба, што заузврат подстиче недостатак падавина, што га чини сушнијим, што чини долазно сунчево зрачење способнијим да загреје тло.

Чамци су пристали на језеру Мид у Боулдер Ситију, Невада, САД, у среду, 16. јуна 2021.

Водена линија око језера Мид у Невади показује колико се језеро смањило усред рекордне суше. Суви услови појачавају екстремну топлоту.

Кајл Грилот/Блумберг преко Гетти Имагес

Али екстремна топлота се такође може накупити на местима која имају много влаге. У ствари, за сваки степен Целзијуса ваздух се загреје (1,8 степени Фаренхајта), може да апсорбује око 7 процената више воде, што може створити опасну комбинацију топлоте и влаге (више о томе у наставку).

Урбана подручја додатно погоршавају ово загревање. Како путеви, паркиралишта и зграде покривају природне пејзаже, градови попут Лос Анђелеса и Даласа на крају апсорбују више топлоте од околине и могу постати топлији за чак 20 степени Фаренхајта. Ово је феномен познат као ефекат урбаног топлотног острва .

Топлотни таласи обично трају око пет дана, али могу трајати дуже ако је систем високог притиска блокиран. У неким случајевима заправо можете да заглавите ове врсте образаца, а то може довести до дуготрајних топлотних таласа, рекао је Карен МцКиннон , доцент за животну средину и одрживост на Универзитету Калифорније у Лос Анђелесу.

На крају ће систем високог притиска почети да слаби, дозвољавајући хладнији ваздух и падавине које могу довести до краја топлотног таласа. Међутим, како се топла сезона наставља, више система високог притиска може да се смести и поново покрене процес грејања.

Како климатске промене погоршавају топлотне таласе

Може бити тешко открити како су климатске промене утицале на одређени временски догађај, али научници су последњих година развијали моделе и експерименте како би открили колико глад човечанства за фосилним горивима погоршава појединачне катастрофе. То је део подобласти климатологије познате као наука о атрибуцији , а екстремна врућина је класичан пример.

Топлотни таласи су заправо били екстремни догађаји око којих је наука о атрибуцији била пионир Јане В. Балдвин , постдокторски сарадник на Земљиној опсерваторији Ламонт-Дохерти на Универзитету Колумбија. Скоро свака врста метрике која се односи на топлотне таласе коју можете замислити се погоршава и предвиђа се да ће се погоршати.

Знак екстремне топлотне опасности у басену Бадватер у Долини смрти, Калифорнија, САД, у четвртак, 17. јуна 2021.

Климатске промене чине екстремне топлотне догађаје још озбиљнијим.

Кајл Грилот/Блумберг преко Гетти Имагес

Климатске промене изазване гасовима стаклене баште из сагоревања фосилних горива спремне су да таласе топлоте учине дужим, интензивнијим и чешћим. Потребно је време да се прашина слегне на топлотним таласима у датом тренутку, како би научници могли да процене колико су људи допринели проблему.

Али истраживачи који посматрају прошле догађаје и друге делове света већ су открили да људи деле велики део кривице. Након што је крив топлотни талас из лета 2019 2.500 мртвих у западној Европи, студија је открила да су климатске промене изазвале врућину пет пута већа вероватноћа као што би то било у свету који се није загрејао. Топлотни таласи у океану су постале 20 пута вероватније него што су просечне температуре порасле. Истраживачи су известили да је топлотни талас у Сибиру био 2020 600 пута већа вероватноћа због климатских промена него не.

Механизам је једноставан: сагоревање фосилних горива додаје гасове стаклене баште у атмосферу, што задржава више топлотне енергије и подиже просечне температуре — што заузврат такође подиже екстремне температуре.

Међутим, та топлота није равномерно распоређена. Ноћне температуре расту брже од дневних температура. Генерално, откако су започели записи 1895. године, летње ниске температуре преко ноћи се загревају брзином скоро двоструко брже од поподневних високих температура за САД, а 10 најтоплијих летњих минималних температура су се догодиле од 2002. Национална управа за океане и атмосферу . Ово може озбиљно угрозити начин на који људи подносе велике врућине.

Ефекти загревања такође могу да варирају у зависности од географске ширине. Поларни региони су загревање до три пута брже као планетарни просек, гориво топлотни таласи на Арктику . У ствари, хладнији делови планете су брже се загрева него места ближа екватору, тако да људи који живе у умереној клими могу доживети неке од највећих пораста екстремних топлотних догађаја. И већ врући делови света постају све топлији, гурајући их изван сфере настањивости у одређено доба године.

И док емисије гасова стаклене баште које стварају људи настављају да преплављују атмосферу - концентрације угљен-диоксида у атмосфери недавно су достигле врхунац 420 делова на милион — предвиђа се да ће топлотни таласи постати чешћи и екстремнији.

Утицаји топлотног таласа варирају у зависности од локације, здравља, па чак и прихода особе

Док се води нека дебата о томе да ли екстремна врућина или екстремна хладноћа има већи утицај на јавно здравље у целини, јасно је да високе температуре захтевају огроман данак у смислу здравља и економије. Ево како се утицаји врућих температура таласају широм света и како се мењају како се планета загрева.

Топлотни таласи имају велике директне и индиректне здравствене ефекте: Екстремне врућине изазвале су у просеку 138 смртних случајева годишње у САД између 1991. и 2020, према Националној метеоролошкој служби. Високе температуре повећавају вероватноћу топлотна исцрпљеност и топлотни удар . Они могу подићи крвни притисак, умањити ефикасност одређених лекова и погоршати неуролошка стања као што су Мултипла склероза .

Загађење ваздуха се такође погоршава како растуће температуре повећавају стопу стварања опасности попут озона. Такви загађивачи заузврат погоршавају проблеме са срцем и плућима.

Посебно је пораст ноћних температура забрињавајуће за јавно здравље . Без много хлађења преко ноћи, људи који живе кроз топлотни талас доживљавају већи кумулативни топлотни стрес, повећавајући ризик од проблема као што су дехидрација и ометање сна , што може додатно погоршати исцрпљеност и стрес од високих температура.

Поред топлоте, још један важан фактор који треба узети у обзир за људско здравље је влажност. Количина влаге у ваздуху утиче на то колико добро зној може да испари са тела и охлади га. У неким деловима света, попут југозапада САД, топлотни таласи су постали суви . Али у другим регионима као што су Персијски залив и Јужна Азија, уместо тога су више температуре повећање влажности .

Кључна метрика овде је позната као температура влажног термометра , где је термометар умотан у влажну крпу, откривајући најнижу температуру која се може постићи хлађењем испаравањем (тј. знојењем) под датим скупом услова топлоте и влажности. Горња граница температуре влажног термометра за људски опстанак је 95°Ф (35°Ц), током које чак и стајање у сенци са неограниченом количином воде може бити опасно по живот.

Од 1979. године, ови опасни услови постали су двоструко чешћи у неколико региона света, укључујући јужну Азију и Персијски залив, истраживачи нашао 2020. Упозорили су да би даље загревање у овом веку могло многе од најгушће насељених делова света учинити ненастањивим током најтоплијих доба године.

Време топлотних таласа се мења: Периоди екстремних врућина који се јављају у раној сезони имају већи утицај на јавно здравље. То је зато што људи јесу мање навикли на топлоту у пролеће и рано лето. Инфраструктура за хлађење можда није постављена, а људи можда не предузимају мере предострожности за топлоту, као што су хидрирање и избегавање сунца. Зато су таласи врућине у раној сезони у САД, као што смо видели широм земље ове године, толико забрињавајући. Како климатске промене чине топлотне таласе чешћим, то такође повећава учесталост екстремних температура у раној и касној сезони, продужење вруће сезоне .

Најгори ефекти топлоте нису увек на најтоплијим местима: Док апсолутне температуре могу порасти више у већ топлим областима као што је југозапад САД, топлотни таласи могу имати најсмртоносније последице у хладнијим регионима, где су високе температуре мање уобичајене. Топлија подручја често већ имају клима-уређаје у домовима и канцеларијама, док региони који обично нису толико топли имају мање инфраструктуре за хлађење и мање места за проналажење олакшања. Људи у овим регионима су такође мање навикли на високе температуре и можда не препознају знакове упозорења здравствених проблема изазваних топлотом.

Неки људи су много подложнији екстремној врућини: Старији људи и веома мала деца суочавају се са неким од највећих ризика од екстремне врућине. Људи са одређеним здравственим стањима, попут високог крвног притиска и потешкоћа са дисањем, такође се суочавају са већом штетом. Али чак и иначе здрави људи могу патити од топлотних таласа ако су изложени дуже време, као што су они који раде на отвореном у пољопривреди и грађевинарству.

Топлотни таласи погоршавају структурне неједнакости: Док се градови могу загрејати брже од околине, сиромашнија насеља — која су непропорционално дом за обојене људе — имају тенденцију да се загреју . Ова насеља често имају мање дрвећа и зелених површина, а више поплочаних површина које упијају топлоту. У исто време, становницима са нижим приходима може бити теже да приуште кључно хлађење. Образац топлотне неједнакости игра се и на међународном нивоу, са земље са нижим приходима већ се суочава са већим здравственим и економским трошковима услед топлотних таласа.

Алати који се користе за суочавање са топлотом су такође под стресом: Електране, које обезбеђују струју за све, од фрижидера до клима уређаја, саме морају да се хладе и оне постају мање ефикасне како се време загрева. Електрични водови имају мањи капацитет под екстремном топлотом, а хардвер попут трансформатора доживљава више кварова. Ако се накупи довољно стреса, електрична мрежа може да се сруши баш када је људима најпотребније хлађење. Прекиди у снабдијевању електричном енергијом затим се шире кроз другу инфраструктуру, као што су канализација за воду, пумпе за гориво и јавни превоз.

Понестаје нам времена да реагујемо: Све ово значи да ће топлотни таласи постати све утицајнија и скупља чињеница живота широм света — од директног утицаја на здравље до стреса на инфраструктуру .

Али пошто људи деле значајан део кривице за екстремне топлотне таласе, постоје и акције које људи могу предузети да би их ублажили. Повећање енергетске ефикасности може да ублажи стрес на електроенергетској мрежи, док додавање извора енергије који не захтевају активно хлађење, као што су ветар и соларна енергија, може повећати капацитет без додавања емисије гасова стаклене баште.

Побољшање домета у јавном здравству и обезбеђивање више ресурса за хлађење и образовање, посебно у најугроженијим насељима, могло би да смањи неке од најгорих утицаја на људе. У суштини, све штете од топлотних таласа, барем на здравственој страни, могу се спречити ако ефикасно упозоримо људе и само помогнемо нашим суседима током оваквог догађаја, рекао је Болдвин.

Човечанство мора да ограничи производњу гасова који задржавају топлоту како би ограничило колико ће се планета загрејати. Можда ће проћи године или деценије да се ова смањења појаве у климатском систему, али морају почети сада.