一项研究探讨了极端高温日益加剧的威胁及其对社会和环境的影响。
研究表明，城市地区暴露于极端高温的情况远比此前认识到的更为普遍，并且在更多地区呈上升趋势。
这一结果可能影响生活的方方面面，包括粮食安全、水资源可及性和整体公共卫生。
据一项新研究显示，极端高温目前已影响全球近20亿城市居民。
这项新研究首次对全球城市地区极端高温暴露的趋势进行了细致考察。该研究涵盖近三十五年间的13,000多个聚居点。
作者发现，自20世纪80年代中期以来，危险温度的暴露人口增长了200%，贫困和边缘化人群的风险尤其高。
34年间，全球城市极端高温暴露增长了200%。
“我们的研究揭示，城市地区的极端高温暴露情况远比我们此前意识到的更为普遍，并且在更多地区呈上升趋势，”合著者、加州大学圣巴巴拉分校地球研究所所长凯利·凯勒（Kelly Caylor）说道。“过去30年间，地球上近五分之一的人经历了城市热暴露的增加。”
该研究发表于《美国国家科学院院刊》，是众多研究中的第一项，这些研究将深入探讨极端高温日益加剧的威胁及其对社会和环境的影响。
第一作者卡斯卡德·图霍尔斯克（Cascade Tuholske）最初关注的是气候变化如何直接影响城市粮食安全，尤其是低收入家庭的粮食安全。
“这些人中许多人未必粮食不安全（例如从热量缺口的角度来看），但他们将很大一部分收入用于食品，”他解释道。这使他们处于脆弱境地，尤其是因为极端高温往往会大幅降低劳动产出，进而影响收入和粮食安全。
因此，要了解城市粮食安全状况，就必须弄清极端高温影响了多少人。
“我查阅了文献，发现我们对于极端高温在城市中于精细尺度上影响个体的具体位置，尚无基线层面的了解，”现任哥伦比亚大学地球研究所博士后研究科学家的图霍尔斯克说道。
全球极端高温状况
作者在构建这一基线时遇到了两大挑战。第一是获取相当准确的人口估计数据。图霍尔斯克解释说，研究人员实际上并不知道地球上有多少人口，因为许多地方由于地理、基础设施或治理原因，无法进行人口统计。
图霍尔斯克的人口数据来源于欧盟委员会联合研究中心（JRC）生成的全球人类聚居数据库。该委员会利用现有最精细的人口普查数据，结合陆地卫星（Landsat）遥感成像技术，估算城市人口的分布。
第二个主要挑战是获取气象数据，以刻画全球热暴露情况。幸运的是，加州大学圣巴巴拉分校的气候灾害中心（Climate Hazards Center）近期创建了一个包含此类信息的新数据集：气候灾害红外温度与站点数据集（CHIRTS）。
“CHIRTS是我们广泛使用的CHIRPS降水产品在温度方面的对应产品，”合著者、气候灾害中心主任克里斯·芬克（Chris Funk）说道，“与CHIRPS一样，它将高分辨率的长期平均地图与随时间变化的卫星及站点观测数据相结合。”该数据集恰好提供了作者在本文中所需的信息类型。
全球热力图
在整个分析过程中，研究人员使用了一种称为湿球黑球温度（WBGT）的指标来量化极端高温。WBGT是一种综合考虑温度、湿度、风速和辐射热的指数。它类似于“体感温度”指数，其开发目的是更准确地反映环境条件如何影响人体。
为进行计算，图霍尔斯克将地球表面划分为网格。对于每个网格单元，他利用自己的模型和数据集计算了1983年至2016年间每一天的最高温度和相对湿度。这使他能够计算出WBGT。
接着，图霍尔斯克将该网格叠加到城市人口分布图上。他选择湿球黑球温度30摄氏度（华氏86度）作为极端高温暴露的阈值。该数值被广泛采用，因为国际标准化组织认为其会带来较高的职业性热相关疾病风险。
每年，他统计每个网格单元WBGT超过30°C的天数，然后乘以该单元内的人口数。结果为以纬度0.05°、经度0.05°为分辨率的每年极端高温暴露人·日数。
“我们发现，在34年间，全球城市极端高温暴露增长了200%，”图霍尔斯克说。研究人员还能够区分人口增长与气温上升的贡献。他们发现，人口增长贡献了逐年增幅的三分之二，而气候变暖则占三分之一。
可躲避高温的选择寥寥无几
他们计划在一篇即将发表的论文中，进一步区分气候变化与城市热岛效应各自的独立影响。
“这项研究表明，全球约一半的城市和城镇的极端高温暴露已经在增加，”芬克说。“人口增长是风险增加的主要驱动因素。我们在考虑气候变化的同时，也需要关注这些人口因素。”
作者指出，经济处境不利和被边缘化的人群尤其容易受到极端高温暴露的影响。凯勒解释说，除了面临粮食不安全的风险外，这些人减轻极端高温暴露的选择也更少。他们还往往居住在更易遭受严重且持续极端高温侵袭的城市地区。
事实上，极端高温的威胁在区域乃至城市层面存在差异，作者计划在未来对此进一步研究。全球极端高温暴露变化中约四分之一仅来自25个城市聚居点。排名前四位的分别是：达卡，孟加拉国；印度德里、印度加尔各答和泰国曼谷。
6,000座城市
这一问题远不止限于大城市。作者指出，近6,000个市镇的极端高温暴露显著增加。
高温对人口的影响差异很大，其影响范围远不止本研究所强调的这些地区。例如，2021年夏季美国太平洋西北地区的热浪之所以危险，是因为该地区并不适应高温。
“西雅图或波特兰的空调并不多，”图霍尔斯克说。因此，尽管当地气温可能无法与德里或迪拜等城市相比，但其影响依然严重。
因此，图霍尔斯克解释说，作者无法将本研究的结果推断至某一特定城市的结果。不过，本文及其所依托的数据集为大量后续研究奠定了基础。
尽管图霍尔斯克在本研究中选择聚焦城市热暴露，但现有的丰富数据将使研究人员能够探究各种不同的议题、趋势和影响。
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气候灾害中心希望于2021年底前开始为CHIRTS数据集提供业务化更新。此次更新还将包括2030年和2050年的气候变化预测。
芬克设想，最终打造一个综合观测与预报系统，并将其整合进热浪早期预警系统。
这些作者具备实现这一目标的有利条件，因为加州大学圣巴巴拉分校的气候灾害中心与哥伦比亚大学地球研究所都在为极端天气事件的早期预警系统作出贡献。气候灾害中心已为干旱建立了此类系统，目前正致力于扩展其预测极端高温和降水的能力。
