近年来，我们可能会有一种感觉——现在的气候好像越来越不宜人了。这不仅体现在夏天变得更热，还包括许多极端天气，包括暴雨、暴雪、大范围干旱，无论是听说的，还是切身体会到的，似乎都发生得更加频繁，也更剧烈——时常听到新的“破纪录”“N年一遇”的极端天气。

极端高温现象知多少

2023年夏天，很多人可能对此有了更深的体会。2023年7月份我们连续经历了两次高温纪录，先是7月3日，根据美国环境预报中心（NCEP）的数据，全球日平均气温达到了17.01℃，打破了此前的记录——2016年8月的16.9℃，没想到第二天，7月4日，全球日平均气温达到了17.18℃，再次打破记录，成为1979年（有系统气象记录）以来地球上最热的一天。

更坏的消息是，这可能还只是个开始。7月4日，世界气象组织发布报告确认，热带太平洋地区7年来首次形成厄尔尼诺条件。

我们总说厄尔尼诺，那么厄尔尼诺是什么呢？简而言之，它是指一种现象，是赤道中东太平洋海表温度持续、明显升高的一种气候现象。与之相反的偏冷情况，就被称为拉尼娜。这样的海水温度异常会影响大气海洋环流，使其逆转，从而使全球的气候都出现反常变化。

每次厄尔尼诺产生的具体结果都不完全相同，取决于厄尔尼诺事件的强度、持续时间，包括和其他气候事件的叠加作用。

从机理上说，厄尔尼诺是暖事件，再叠加全球变暖，很可能会使升温加剧。2014-2016年的超级厄尔尼诺事件，就曾让2016年的全球气温创下记录。而这次即将到来的厄尔尼诺，很可能会带来全球升温的新高峰。

同时要说明的是，事实上厄尔尼诺对我国的影响相当复杂，并不能直接等同于热或强降水。我们如果回顾历史记录会发现，厄尔尼诺事件发生后，往往会带来极端事件的高峰——包括我国历史上经历过的几次长江流域大的洪涝灾害——到那时可能才是真正要面临的挑战。

如果说厄尔尼诺本身是一个阶段性、持续几年的事件，那么气候变化其实是一个更大的趋势，推动着全球气候的走向。所以我们会发现，无论是暴雨还是热浪，都是极端天气的表现，背后还有一个总体的驱动因素，就是气候变化。

气候怎样变化

气候变化是指气候平均值或气候离差值出现了统计意义上的显著变化，如平均气温、平均降水量、最高气温、最低气温，以及极端天气事件等的变化。人们常说的全球变暖就是气候变化的重要表现之一。

《联合国气候变化框架公约》将 “气候变化”定义为：“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气成分所导致的气候改变。”这就将因人类活动而改变大气成分的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。

科学研究认为，太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、大气与海洋环流的变化等是造成全球气候变化的自然因素。而人类活动，特别是工业革命以来人类活动是造成目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因，其中包括人类生产、生活所造成的二氧化碳等温室气体的排放、对土地的利用、城市化等。

说到温室气体，除了二氧化碳和甲烷外，还有氧化亚氮、氢氟碳化合物（HFCs） 、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6），甚至水蒸气等。只要能造成温室效应的气体，都是温室气体。其中的全氟碳化合物在纺织、润滑剂、表面活性剂、食品包装、不粘锅涂层、电子产品、防火服、灭火泡沫等领域，均会有所应用。

如果放任工厂生产和汽车尾气排放，让大气中快速聚集大量的温室气体，就像是不断提高温室的保温效果。这会让地球的平均气温快速升高。而平均气温的快速攀升会导致气候系统发生显著的改变，这就会导致大量极端天气，比如席卷欧洲的热浪，淹没东南亚地区的暴雨，在北美长时间蔓延的山火等等。为了尽量缓解气候变暖导致的气候威胁，全球有194个缔约方（193个国家加上欧盟）联合行动，在2015年12月通过了《巴黎协定》，这项协定希望大幅减少全球温室气体排放，将本世纪全球气温升幅限制在2℃以内，同时寻求将气温升幅进一步限制在1.5℃以内的措施。

我们可以将这个目标看作一个临界点，或者说地球变暖的理想“上限”。计算认为，如果突破了这个界限，全球形势会急剧恶化，引发一系列破坏性后果。这就像是滚下斜坡一样，到时候适应气候变化和控制温度进一步升高的难度陡增，人类需要付出的成本和代价将翻倍。而超过这个界限，每升高0.1℃，带来的后果都会更持续、影响更广。

气候变化的影响不仅很显著，还是全局性的。在近期的卫星图像中，南极思韦茨冰架看起来十分稳定，但最近的实地考察工作发现，这里的冰架正在悄然崩解，并且未来十年内就可能分裂成一系列小冰山。随之而来的，是冰架后方巨大的冰川也可能加速流入大海。全球大量冰川的融汇，会使海平面快速上升。这可能导致沿海城市面临被海水淹没的风险，而在全球范围内，有大量重要城市都位于沿海地区。

最近两年我们体感明显更热，虽然它并不能代表气候变化所指的，一个全球、持续性的气温上升，但的确让更多人开始关注这个问题。近些年我们的确对高温对人体的影响也有了一些新的发现。

高温对人的影响

比如，2022和2023年一个词可能非常火热，叫“湿球温度”。这传达出的信息其实是，我们经常只考虑温度这一项影响因素，但其实高温和高湿度结合，会对人体造成更大的损害。

那么湿球温度，就是一个描述这样温度加湿度的概念，这个概念更能反映人体的感受。简单来说，湿球温度表示的是仅通过水分蒸发，能达到的最低温度。我们可以想象，空气湿度更高的时候，难以通过蒸发散热，因此湿球温度也就更高。

配图来自图虫网

研究曾发现，当湿球温度达到32℃，再强壮的人也无法在户外正常活动了。而35℃的湿球温度被认为是人体理论上的生存极限：到了这个温度，人体将无法排汗，核心体温会超过生存范围，造成器官衰竭。

一项研究分析了全球近8000个气象站的温湿度记录，结果发现，目前超过30℃的天气事件出现的频率大幅增加，而且在中东部分地区，已经出现过两次超越35℃的极端情况了。尽管每次持续时间只有一两个小时，但已经说明超越人类生存极限的天气已经出现了，也为我们敲响了警钟。

2023年6月发表的一项研究也得到了类似的结论，研究发现在高湿度条件下，低至34℃的气温也会导致缓慢步行的人心率增加，从而形成心血管负担，这种现象甚至在人体内部温度（核心体温）开始升高之前20分钟就会出现。而当空气干燥时，这个阈值约为41℃。

我们如何应对

我们的体温通常在37℃左右，当达到40℃时，身体就不能正常运作了。但是，这两年的夏天，经常会出现40摄氏度以上的高温，这让我们的身体备受考验。

在今年（2023年）发表的一项研究中，有科学家发现，我们的身体存在一种“紧急温度调解阀”。这种是一种特殊类型的血管，名为动静脉吻合（arteriovenous anastomosis），简称AVAs。大多数动脉和静脉通过非常薄的毛细血管床相连，将营养和氧气送至细胞，动静脉吻合则不同，它们是动脉和静脉的直接连接点，因此血液流经它们的速度非常之快。不过，这种特殊的血管只分布在少数几个地方。比如手掌、脚底和脸的上部，也就是所谓的无毛皮肤中。

同理，你可以把手或脚或脸浸入温度更低的水中降温。不过，值得注意的是，水的温度不能太低，虽然这些部位存在动静脉吻合，想要快速降温的须要让更多的血液流经它们。但温度过低的冰水会使血管收缩，通过动静脉吻合的血液会变得更少而不是更多。因此，建议使用凉水，而不是接近0℃的冰水混合物。

当然，更应该注意的是，用含有冷水的湿毛巾敷脖子也是一个糟糕的主意。调节温度的大脑区域就位于后颈附近，它们会利用颈部皮肤温度和那里主要血管的血液温度来衡量你有多热。因此，冷毛巾会欺骗大脑的温度调节器，让大脑觉得你的身体已经降温了，从而停掉你所有其他的生理冷却机制，让你维持在不舒适的体温，这有时甚至会带来生命危险。

庞大的地球工程

除了个人行为，一些富有冒险精神的科学家还有很多大胆的设想。比如给地球造一顶太空气泡防晒伞。这种庞大的工程有一个同样庞大的分类，叫做地球工程学。为应对人类造成的气候变化，地球工程学希望利用新技术对地球的自然系统进行慎重的大规模干预。这样的技术总体上被分为两大类。第一类是温室气体消除（GGR），其目标是从地球大气中去除温室气体，如利用生物炭固化和储存温室气体、增强矿物风化和植树造林等。另一类是太阳辐射控制（SRM），这类技术的思路有些大胆和出人意料：如果无法限制碳的排放，那么是否可以直接从源头入手，将一小部分射向地球的阳光反射回宇宙呢？

2021年，美国麻省理工学院（MIT）的一个跨学科团队就提出了一个新的构想：用气泡遮挡太阳辐射。气泡将在进入外太空后才开始充气，形成一块巨大的屏障。用它来遮挡太阳辐射。在初步实验中，研究人员模拟了外太空极寒的真空环境，制造出了稳定的冰冻气泡，并将其维持在了-50°C的温度下。如果这种方法通过了进一步的验证，研究团队将首先在较低的轨道进行测试。不过这项技术仍然存在很多争议点。

虽然人类一直在努力探索可以应对气候危机的办法，但是尽可能减少二氧化碳等温室气体的排放，或许还是应该放在更重要的位置。因为一旦气候升温超过1.5摄氏度的限度，我们可能会在未来面临更加严重的气候问题。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：环球科学

审核：邵鹏程

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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