预计今年夏天热带地区的高温和湿度将破纪录

一项关于厄尔尼诺现象与气候变化导致的全球气温上升之间相互作用的新统计分析得出的结论是，热带地区即将到来的夏季有近十分之七的机会打破温度和湿度记录。

加州大学伯克利分校（University of California， Berkeley）的气候科学家的这一预测适用于横跨赤道的世界大片地区，包括印度和非洲大部分地区、中美洲和南美洲以及澳大利亚，但也包括佛罗里达州和德克萨斯州。

加州大学伯克利分校地球与行星科学教授、该研究的作者威廉·布斯（William Boos）说，像这样的长期预测可以帮助地区为极端高温事件做好准备，并保护人类，牲畜和农作物，该研究由加州大学伯克利分校米勒博士后研究员Yi Zhang领导。

“人道主义援助和外展、医疗准备以及农作物和农业设备的建议和分发都可以以可以解释这一预测的方式进行调整，”布斯说。

虽然全球气温几乎每年都在创纪录，但高温和高湿度的结合是一种双重打击，可能是致命的。虽然大多数健康人可以承受干热，但湿热对身体的压力要大得多。越潮湿，汗液蒸发越少，这降低了出汗的冷却效果，使身体的核心温度更难保持在正常范围内。

“如果你不能将身体冷却到98.6华氏度或37°C以下，那么你就会死，”Boos说。“当天气变热时，汗水是我们必须降温的主要方式。因此，如果出汗不能让你冷却到核心体温以下，那就是生存极限。

该预测于本月发表在《 地球物理研究快报》杂志上。这是基于科学家目前对厄尔尼诺现象对热带热量和湿度影响的理解，特别是，离地面几公里的大气温度控制着地面的炎热和潮湿程度。这些高层温度在厄尔尼诺高峰后约五个月达到最热。最近的峰值出现在 2023 年 12 月。

“众所周知，地球正在变暖，而厄尔尼诺现象是自然气候振荡的温暖事件，因此我们预计两者将进行建设性的干扰 – 厄尔尼诺现象将加剧全球变暖的影响，”Boos说。“从长远来看，全球变暖会带来温度升高和湿度增加，即空气中的水蒸气含量增加。与厄尔尼诺现象一起，这使得热量和湿度在热带地区的特定位置积累到更高的水平。

研究人员从他们的分析中得出结论，2023年底的“强到非常强的厄尔尼诺现象”，在大洋尼诺指数上被评为2.0，表明2024年热带陆地平均最高湿球温度为26.2摄氏度（79.2华氏度），打破现有记录的可能性为68%。湿球温度——基本上是在强风下浑身是汗或湿T恤时可以保持的温度——比单纯的温度更能说明人类在潮湿高温条件下的感受。在热带等温暖潮湿的环境中，湿球温度高于30°C可能导致不可逆的热应激。

根据Boos的说法，一些经常遭受潮湿热应激的地区，如印度北部，今年夏天有50%的机会遭受创纪录的高温和潮湿。然而，非洲的萨赫勒地区有35%的机会出现创纪录的潮湿高温。

全球变暖加剧了厄尔尼诺现象的影响

厄尔尼诺现象是一种周期性的天气模式，与东太平洋海洋表面变暖有关，这反过来又将热量和潮湿的空气泵入地球赤道周围的高层大气中。Boos说，厄尔尼诺条件与厄尔尼诺 – 南方涛动（ENSO）气候模式中较冷的拉尼娜条件交替出现，是热带天气的主要驱动因素之一。在雷暴期间，高层大气中的热量和湿度通过我们与这些事件相关的阵风到达地面。

Yi Zhang，加州大学伯克利分校

“在雷暴期间开始的阵风，凉爽的风实际上是冷空气从大气层的更高处下来，冷却表面，”Boos说。“当厄尔尼诺现象发生时，高层大气会变暖，这意味着这些下沉气流不会那么冷。因此，您的表面整体将移动到更高的热量和湿度含量。

在他们的研究中，Boos和他的同事，包括主要作者Zhang，收集了过去45年整个热带地区的极端高温和湿度数据，并将其与太平洋的厄尔尼诺变暖相关联，然后将这些数据与全球变暖带来的温度和湿度增加相结合。Boos说，全球平均气温的持续上升加剧了厄尔尼诺现象的影响。

他指出，该分析的统计性质允许使用当前的计算机天气模型进行难以可靠地进行长期预测，这些模型擅长短期预测，但不擅长预测几周后的天气。

“我们在这项工作中所做的是提出一个简单的统计模型，我们已经通过在数据的某些部分上训练它，同时保留数据的其他部分，确保它在未训练的数据上表现良好，从而很好地验证了观测数据，”他说。“我认为它为超级计算机模型提供了一个相当好的标准，这些模型在季节性时间尺度上预测气候。

Zhang指出，预测的五个月准备时间是基于ENSO的当前状态。如果气象中心能够提前6到12个月预测ENSO条件，那么湿球温度预测的准备时间可以延长到大约一年，从而为整个热带地区的社会提供更多的准备时间。

Boos承认，自然事件可能会使预测失败。火山喷发可以使地球气候变冷，就像1991年皮纳图博火山喷发和1982年埃尔奇孔火山喷发之后发生的那样。东太平洋突然下降到较冷的拉尼娜条件 – 基本上是厄尔尼诺现象的反面 – 也可能抵消温度和湿度的增加。但是，除非发生此类事件，否则该预测可能有助于各国为可能致命的高温和高湿度组合做好准备。

“我们正在量化厄尔尼诺现象和全球变暖对这个潮湿热应激指标的综合影响。这是新的，“Boos说。“我们还在量化破纪录事件的概率。这种事情的结合以前从未做过。

该论文的其他合著者是普林斯顿大学的Isaac Held和Stephan Fueglistaler，以及加州大学伯克利分校统计学兼职教授Christopher Paciorek。该研究得到了美国能源部（DE-AC02-05CH11231）的部分支持。Zhang现在在纽约大学Courant数学科学研究所工作。

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