極端高温,是歷史重現嗎?_風聞
海国图智研究院-海国图智研究院官方账号-海国图智研究院,新型、独立的国际关系社会智库2022-10-14 14:57
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引言
氣候變暖作為全球氣候變化最顯著的表現之一,不僅能夠影響能源與糧食安全,更能對全球公共衞生造成威脅。工業革命以來,人類的生產生活對氣候的影響愈發明顯。2022年夏季,全球迎來罕見的高温天氣,而歷史上極端高温現象也屢見不鮮,都對人類健康產生不同程度的影響。本文發現,極端高温對人類健康的威脅主要表現在兩個方面,當人體直接暴露於高温之下時會引發相關疾病甚至死亡;同時,高温天氣能通過間接破壞環境、生態、社會基建等造成食源性疾病和傳染病,並擴大影響規模。從歷史視角來看,近期極端高温事件出現的頻率、強度和持續性明顯高於歷史記錄,且能夠從多方面對人類健康施加長久影響。近年來,人類在應對極端高温事件時採取的經驗性預警工作有了明顯改善,在應對氣候變化時的政府間合作程度也有所加強,但全球變暖的大趨勢仍未得到有效控制,人類未來應對極端天氣事件仍存在挑戰和困難。

一、極端高温如何影響人類健康?
根據世界氣象組織(World Meteorological Organization,WMO)給出的定義,高温熱浪現象是指根據當地的氣候條件,在一年中的炎熱時期內,一個地區至少持續兩天出現明顯異常炎熱天氣,且温度超過給定的閾值。具體來説,WMO給出的高温熱浪標準為:日最高氣温高於32℃,且持續3天以上。美國聯邦緊急事務管理署(Federal Emergency Management Agency)指出,當長時間(2-3天)出現高温(90℉以上)和高濕度現象時,這種狀態就可以被定義為極端高温;而中國氣象學上一般將日最高氣温達到或超過35℃時稱為高温,當持續天數超過3天時則形成高温熱浪。極端高温事件就是指長時間的極端高温熱浪對人類健康產生危害的事件。
描述和衡量高温的指標通常有頻率、持續時間、季節長度以及強度等,但由於人體對温度的感覺不僅取決於氣温,其他因素如濕度、風速、太陽輻射等的變化也會進一步影響高温熱浪在公共衞生健康領域產生的作用。極端高温對人類健康的影響主要通過以下兩種途徑進行:直接破壞人體自身的體温調節能力以及通過影響人的行為、環境、社會設施等間接破壞人類健康。
**首先,極端高温能夠通過温度和濕度等因素直接破壞人體自身的體温調節系統,導致嚴重的疾病甚至死亡。**人體在靜止狀態時,體温調節的極限温度為31℃(相對濕度85%)、38℃(相對濕度50%)以及40℃(相對濕度30%)。超出極限温度,人體機能受損,體温調劑機制出現障礙,發生體內熱積蓄,導致中暑、熱痙攣、熱衰竭等。而對於兒童、老年人以及慢性病患者來説,高温天氣對健康的影響可能更為顯著。患有高血壓、心腦血管疾病的人羣在高温潮濕的環境中尤其容易發病,因人體排汗受到抑制,體內熱量積蓄增加,心肌耗氧量增加,心血管容易處於緊張狀態,而悶熱的環境也會導致人體血管擴張,引發腦出血、心肌梗塞等症狀,甚至可能出現死亡。
**此外,極端高温還可以改變人類行為,通過影響疾病傳播、公共衞生服務、空氣和水以及能源交通等對人類健康產生間接危害。**例如,高温天氣增加了人們水上娛樂活動的頻率,也擴大了一些病原體的存活時間和活動範圍,使得人們接觸病原體的機會變多。研究發現,高温熱浪改善了一些病原體的繁殖環境,對“耐熱”病毒產生了自然選擇壓力,即當這些病毒外溢到人羣中時,他們能夠更好地應對人體自身的防禦機制——發燒,並顯示出更強的毒性。研究還發現,高温天氣也導致了水傳播疾病病例的增加,如弧菌相關感染、原發性阿米巴腦膜炎、胃腸炎等。除此之外,高温導致疾病率上升也會進一步加大公共衞生服務壓力,加劇近地面臭氧污染、影響空氣質量。伴隨高温熱浪而來的電力短缺也會在一定程度上阻礙運輸和水利設施的運行,長期暴露在高温乾旱下還容易引發森林火災,對生態環境造成難以計數的破壞。
二、古今高温事件影響有何異同?
近年來,極端高温天氣出現的頻率大幅增加,歷史上的高温事件也屢見不鮮。從相同點來看,古今高温事件都對相應歷史條件下的人類生活和健康造成了巨大的威脅。但相比較而言,近期高温天氣極端性更強,持續時間更長,所造成的影響範圍更廣,並且與其他相關因素共同作用,對人類健康產生危害。
如圖1所示,自1851年以來,與工業化前(1850-1900年)的平均值相比,全球月度地表温度在整體上呈現出不斷升高的趨勢。統計數據顯示,自1880年以來,地表平均温度每十年上升0.07℃,而隨着工業化進程的推進,這個數字自1981年以來增加了一倍多,達到了0.18℃。2021年的地表平均温度則比二十世紀平均水平高出0.84℃,比工業化前時期(1880-1900年)高出1.04℃。儘管數字並不龐大,但鑑於全球海洋的巨大規模和熱容量,地表温度的上升意味着積蓄熱量的顯著增加。這些額外熱量所造成的極端高温事件在歷史上也層出不窮。

圖1:1851-2020年全球月平均氣温(與1850-1900年平均氣温比較)
圖源:Visual Capitalist
https://www.visualcapitalist.com/global-temperature-graph-1851-2020/
早在1858年,高温天氣就曾導致倫敦的“大惡臭”事件進一步發酵,使得疾病感染率和死亡率大大增加。此前,泰晤士河就因倫敦人口激增、廢物傾倒不斷以及下水道系統陳舊而“臭”名昭著。1858年6月開始,倫敦的平均氣温就達到了34-36℃,在陽光直射下氣温更是能夠上升到48℃;7月,泰晤士河的水位已大幅下降,污水和垃圾開始堆積在河岸上,而大多數倫敦市民仍然使用河水進行生活起居,高温帶來的難以忍受的“瘴氣”和水污染使得霍亂肆虐。1896年夏季,為期十天的高温熱浪席捲了美國,白天氣温飆升至90℉(約32.22℃),濕度達到了90%,夜間氣温甚至沒有下降,紐約有1500人直接死於高温熱浪。而1936年7月和8月,美國中部平原地區連續14日迎來高温,加劇了此前就存在的乾旱的影響,平原的沙漠性質則使得熱量積聚更為迅速。據統計,美國有17個州或地區在1936年7月迎來了歷史最高温,温度都在100℉(約37.8℃)以上。密蘇里州的堪薩斯城氣温更是在8月14日達到了創紀錄的113℉(約45℃),在全國範圍內,大約有5000人死於與高温相關的事件。1995年夏季,極端高温天氣在芝加哥持續了數週,結合體感和濕度因素,最高氣温一度超過了120℉(約48.9℃),全市約有750人因此喪生,這也成為芝加哥歷史上最致命的天氣事件之一。
進入21世紀,高温天氣的惡劣影響仍然存在。2003年6-8月,歐洲遭受了極端高温天氣的打擊,英國和瑞士氣温打破歷史記錄,分別達到了38.1℃和41.5℃,法國、西班牙、德國、意大利等國家則飽受高温乾旱折磨,其中,法國受打擊最為嚴重,報告有14082人因極端高温死亡,歐洲受高温影響死亡人數超過了30000人。此外,高温乾旱也導致了森林山火肆虐、冰川融化引發阿爾卑斯山山洪暴發、南歐農作物枯萎等一系列“後遺症”,造成了難以想象的社會經濟損失。2010年,印度新德里4月17日最高氣温達43.7℃,5月印度西北部最高温接近50℃,超過百人死亡;2013年6月,歐洲多國氣温逼近40℃,7-8月,中國江淮地區平均高温日數同比增加一倍以上,為1951年來最多,而日本東京也連續多日出現35℃以上高温,為近150年來最多高温日數;2021年6月北美熱浪使得多地經受115℉(約46.1℃)以上的高温炙烤,造成了嚴重的乾旱和巨大的野火風險;2022年夏季的高温則席捲全球。可見,古今高温事件對人類的生活和健康都具有相當的威脅性。
而統計數據(圖2)顯示,1880至2021年中,全球最熱的十年都集中在21世紀10年代,極端高温事件發生的頻率較以往大大增加,顯示出不同尋常的極端性。研究發現,若將1986至2005年作為計算基準線,在基準期內,全球平均熱浪持續時間為每年13.1(±0.5)天,而到本世紀五十年代(2046-2065年),全球平均高温熱浪持續時間將比基準期長3-4倍,且總體上高温持續天數呈現不斷增加的趨勢。從全球氣温變化趨勢和分佈來看(圖3),自1991年至2021年,全球絕大部分地區都受到了高温影響,其中北半球陸地和北極氣温升高變化最大,這表明高温的影響範圍也在逐漸擴大。
**具體來看,與歷史記錄比較而言,近年來極端高温事件產生的影響主要有以下幾個特徵:複合性強、****影響方面廣、威脅度高。**首先,近期的極端高温事件往往與其他極端天氣事件共同作用,產生複合效應,對生態環境和人類生活產生不間斷的影響,極大壓縮了人類從極端天氣事件中恢復和喘息的空間。2021年8月,聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)發佈的第五次評估報告指出,1950年以來,複合極端天氣事件(compound extreme event)在全球多地發生地更加頻繁,其造成的影響遠大於單個事件單獨發生造成的影響。報告將常見的複合極端天氣事件分為了四類:前期影響型,如春季乾旱將加劇夏季熱浪;同時發生型,如高温乾旱事件;接連發生型,如持續的日夜高温熱浪;空間關聯型,即在空間上具有共同影響效應的多個事件。未來人類將面臨更多的複合極端天氣事件,包括持續增多的高温乾旱野火事件等,河口海岸地區將遭遇增多的極端降水、海平面上升和風暴潮等,且未來極端天氣事件變化頻率將加快,變得更加反覆無常。其次,近年來的極端高温事件已經逐漸凸現出全球性的特徵,而非僅僅侷限於地區性高温熱浪,同時也從多個方面直接或間接地危害人類健康。由於其具有複合性,高温熱浪不僅能夠直接致病、致死,更能間接作用於人類生產生活。如引起野火,破壞生態環境、損害空氣質量;增加大氣儲水能力和含水量,導致極端降水,進而引發洪水、泥石流等;造成珊瑚白化、魚類死亡,威脅海洋生態系統等。此外,通過複合效應和多方面的影響,近期的極端高温事件導致的損害成本也明顯升高。根據聯合國國際減災戰略(United Nations International Strategy for Disaster Reduction,UNISDR)的統計數據,1998年至2017年,超過16.6萬人死於高温熱浪,在2000年至2016年間,暴露於高温中的人數增加了1.25億,在2030年至2050年期間,預計每年額外增加25萬人受氣候變化影響而死於營養不良、瘧疾、腹瀉和熱應激,且到2030年,對人類健康的直接損害成本(不包括對農業、公共衞生等造成的損害)將達到20-40億美元每年。

圖2:1880-2021年間全球陸地、海洋温度異常變化表
圖源:National Oceanic and Atmospheric Administration
https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202113


圖3:1991年、2001年、2011年、2021年全球温度變化與分佈(以1951-1980年為基線)
圖源:NASA/GISS
https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/
三、古今應對措施有何不同?
對比歷史上與近期極端高温事件的應對措施,可以發現,歷史上高温事件的應對整體上缺乏科學經驗,政府和各個組織的動員力和行動力明顯不足,而近年來各國在應對極端高温事件時呈現出了更為有序有效的狀態,高温預警工作的效果有了明顯改善,在應對氣候變化上,地區性和全球性的合作也有所加強。從實際防暑降温措施來看,歷史上往往採取最傳統的防暑降温方式,而近年來則更多以科技輔助,從保障人類健康以及實現可持續發展的角度出發,採取相應措施。
從歷史視角看,1858年英國倫敦的高温和“大惡臭”事件幾經波折,才建造了一個現代化的下水道系統,結束了霍亂的危害,但面對高温本身帶來的健康危害,人們只能用最傳統的方式降温;1936年的紐約熱浪中,人們依靠“冰信託”和減少穿衣度過;1995年芝加哥的極端高温事件導致750人喪生,其中大多數為老年人以及貧困者,停電、缺乏準備和應急服務更是加劇了事件的嚴重性。可見,傳統降温方式在當時較為普遍,面對高温熱浪,政府往往缺乏相關經驗,不能有效應對,同時也受到科學技術的限制,不能對天氣變化作出準確的預判。但歷史極端高温事件的發生也為政府和相關機構提高應對能力提供了警示。
1995年芝加哥極端高温事件過後,學界立即對極端高温事件的起因和影響展開了研究調查。1996年《美國氣象學會公報》上的兩篇文章指出,城市熱島效應是影響高温事件嚴重性的重要因素之一,政府需要制定全國統一的“熱浪”標準,改進圍繞熱島效應和具體地區情況設計的預警系統,並增加對熱應激和高温熱浪在氣候和氣象方面的研究。此後,美國國家氣象局(National Weather Service,NWS)與芝加哥市合作開發了一套基於1995年高温危機的觀測和預警標準,通過在社交媒體上發佈簡報和預報、向特定弱勢羣體傳達信息等方式提高預警工作的質量,從而降低高温事件對健康的威脅。2008年制定的《芝加哥氣候行動計劃》指出,利用先進的衞星影像技術,該市有針對性地提高綠化覆蓋率,投資建設綠色基礎設施為人們提供降温處所,並推進綠色可持續發展。美國環境保護署近年來也發佈《過熱事件指南》(Excessive Heat Events Guidebook),對制定全面的“熱響應”規劃、發展預測和監控系統、提高公眾意識、改進基礎設施等提供原則性建議。2022年夏季高温期間,中國以氣象先導推動聯防聯動,基於地、空、天一體化監測網絡把握氣温變化態勢並及時發佈相關預警,中國氣象局與農業農村部首次聯合發佈高温熱害風險預警和農業乾旱風險預警,與應急管理部和國家林草局聯合發佈高森林火險紅色預警等,使得工作調度有效聯動,有效降低高温帶來的後續風險。同時,中國也提出“碳達峯”“碳中和”的“雙碳”目標,重點發展新能源、推動節能減排,從根本上對極端高温作出應對。可見,近年來政府部門運用高效的科技手段,在提供相應預警、降温措施減少危害的同時,更關注氣候變化大框架下的問題,推動可持續發展。
**此外,各國政府和國際組織間也積極展開各項合作,共同應對氣候變化帶來的挑戰。**2008年,英國率先頒佈《氣候變化法》,成為世界上首個以法律形式明確中長期減排目標的國家。2018年,歐盟通過《歐盟2050戰略性長期願景》,減碳政策逐漸進入成型期;2020年3月,《歐洲氣候法》被提出並於2021年通過,宣告歐盟正式從法律層面推動實現碳中和。2021年,中國與非洲國家聯合發佈《中非合作應對氣候變化宣言》,建立應對氣候變化新時代的中非戰略合作伙伴關係,加快落實南南合作和三邊氣候變化合作項目,推動物資、人才、技術多方面的合作交流,舉辦氣候變化問題高級別論壇,共同推進可持續發展進程。聯合國環境規規劃署(UNEP)在2021年11月也發佈了城市降温指南,與落基山研究所(RMI)、清涼聯盟(Cool Coalition)等合作,以幫助解決城市高温問題。美國、韓國、法國、加拿大、中國在內的國家都積極落實指南中提出的建議,通過增加綠化覆蓋、建造綠色走廊、建設區域冷卻系統和湖水冷卻系統等手段幫助城市降温。
四、總結
總結來看,極端高温事件主要通過直接和間接兩種方式對人類健康施加影響。對比歷史上極端高温事件與近年來極端高温事件的影響,可以發現,近期極端高温熱浪的影響具有更強的複合性,能夠與其他極端天氣事件一起對人類的生產生活和生命健康產生危害,同時,其影響範圍和影響方面也在不斷擴大,隨之而來的威脅性也顯著增加。儘管近年來人類在應對極端高温事件時有了更有效的預警機制和更強的防範意識,國家政府間也積極展開應對氣候變化的各項合作,但未來極端高温天氣的出現將呈現出更加頻繁和不規則的特點,目前各國的減碳行動和綠色發展仍然處於轉型階段,應對氣候變化仍充滿挑戰。
**具體來看,治理氣候變化的困境主要有:以聯合國為中心的治理結構較鬆散,無法確保治理效力;國家作為氣候治理主體,在責任和義務方面分歧嚴重;國際規則約束力較弱,難以調和利益衝突並確保政策執行。**首先,聯合國作為各國應對氣候變化的多邊談判平台,長期以來都面臨着機構冗餘臃腫、職能不明的問題。僅在聯合國相關機構中,就有政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、聯合國環境發展署(UNEP)、世界氣象組織(WMO)、聯合國開發計劃署(UNDP)、可持續發展委員會(Commission on Sustainable Development, CSD)等機構涉及參與氣候治理,職能重疊現象十分常見。這不僅會導致治理結構的不穩定,更可能導致協調和交流效率降低,從而影響治理效力。其次,各主權國家作為氣候治理最重要的主體,在如何分攤承擔治理責任和義務方面存在較為嚴重的分歧。一方面,發達國家仍然掌握氣候談判的主導權,在低碳技術、資金、貿易等方面與發展中國家的合作十分有限;另一方面,基於各國實力和麪臨的氣候威脅差異,以美國為例的發達國家企圖拒絕承擔“共同但有區別的責任”,而小島國家則更加強硬地要求發達及發展中國家承擔更多相關責任。此外,由於國際規則的約束力較弱,並不能有效調和國際談判中的利益衝突,對於個別國家違反公約的行為也不能進行有效制裁。儘管自第一次世界氣候大會以來,國際社會已經達成了以《聯合國氣候變化框架公約》為大框架的治理共識,此後的《京都議定書》和《巴黎協定》都進一步推動了氣候治理進程,但面對國家間治理責任分配分歧以及個別國家退出氣候協定的行為,目前尚無有效的調解和懲罰機制。
因此,儘管人類在應對氣候變化上已經取得了一定的成果,但人類仍然需要保持高度的警惕性,提高行動力,共同面對生存危機。