Een regio met een van de grootste concentraties mensen op aarde zou tegen de tweede helft van deze eeuw tegen de grenzen van de bewoonbaarheid kunnen stoten, blijkt uit een nieuwe studie.

Onderzoek heeft aangetoond dat boven een bepaalde drempel van temperatuur en vochtigheid, een persoon kan niet voor langere tijd onbeschermd in de open lucht overleven - zoals, bijvoorbeeld, boeren moeten doen. Nutsvoorzieningen, een nieuwe MIT-studie toont aan dat tenzij drastische maatregelen worden genomen om de klimaatveranderende emissies te beperken, China's meest bevolkte en voor de landbouw belangrijke regio kan herhaaldelijk met dergelijke dodelijke omstandigheden worden geconfronteerd, lijden aan de meest schadelijke hitte-effecten, tenminste wat het menselijk leven betreft, van elke plaats op de planeet.

Uit het onderzoek blijkt dat het risico op dodelijke hittegolven aanzienlijk wordt vergroot door intensieve irrigatie in deze relatief droge maar zeer vruchtbare regio, bekend als de Noord-Chinese vlakte - een regio waarvan de rol in dat land vergelijkbaar is met die van het Midwesten in de VS. Die verhoogde kwetsbaarheid voor hitte ontstaat omdat de irrigatie meer water blootstelt aan verdamping, wat leidt tot een hogere luchtvochtigheid dan anders aanwezig zou zijn en de fysiologische stress van de temperatuur verergert.

De nieuwe bevindingen, door Elfatih Eltahir bij MIT en Suchul Kang bij de Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, worden gerapporteerd in het journaal Natuurcommunicatie . De studie is de derde in een reeks; de vorige twee verwachte toenames van dodelijke hittegolven in de Perzische Golf en in Zuid-Azië. Terwijl de eerdere studies ernstige dreigende risico's aan het licht brachten, de nieuwe bevindingen tonen aan dat de Noord-Chinese vlakte, of NCP, loopt de grootste risico's voor het menselijk leven door stijgende temperaturen, van elke locatie op aarde.

"De respons is aanzienlijk groter dan de overeenkomstige respons in de andere twee regio's, ", zegt Eltahir. De drie regio's die de onderzoekers hebben bestudeerd, zijn gekozen omdat uit eerdere gegevens blijkt dat de gecombineerde temperatuur- en vochtigheidsniveaus daar grotere extremen bereikten dan op andere landmassa's. Hoewel sommige risicofactoren duidelijk zijn:laaggelegen valleien en de nabijheid van warme zeeën of oceanen - "we hebben geen algemene kwantitatieve theorie waarmee we de locatie van deze wereldwijde hotspots hadden kunnen voorspellen", hij legt uit. Als we empirisch kijken naar klimaatgegevens uit het verleden, "Azië is wat opvalt, " hij zegt.

Hoewel de studie van de Perzische Golf enkele nog grotere temperatuurextremen vond, die waren beperkt tot het gebied boven het water van de Golf zelf, niet over het land. In het geval van de Noord-Chinese vlakte, "Hier wonen mensen, ' zegt Eltahir.

De belangrijkste index voor het bepalen van de overlevingskansen bij warm weer, Eltahir legt uit, omvat de combinatie van warmte en vochtigheid, zoals bepaald door een meting die de natteboltemperatuur wordt genoemd. Het wordt gemeten door letterlijk een natte doek om de bol (of sensor) van een thermometer te wikkelen, zodat verdamping van het water de bol kan afkoelen. Bij 100 procent luchtvochtigheid, zonder verdamping mogelijk, de natteboltemperatuur is gelijk aan de werkelijke temperatuur.

Deze meting weerspiegelt het effect van extreme temperaturen op een persoon in de open lucht, die afhangt van het vermogen van het lichaam om warmte af te geven door de verdamping van zweet van de huid. Bij een natteboltemperatuur van 35 graden Celsius (95 F), een gezond persoon kan mogelijk niet langer dan zes uur buiten overleven, onderzoek heeft uitgewezen. De nieuwe studie toont aan dat onder business-as-usual scenario's voor de uitstoot van broeikasgassen, die drempel zal tussen 2070 en 2100 in de NCP-regio meerdere keren worden bereikt.

"Deze plek wordt in de toekomst gewoon de heetste plek voor dodelijke hittegolven, vooral onder klimaatverandering, ", zegt Eltahir. En tekenen van die toekomst zijn al begonnen:er is al een aanzienlijke toename van extreme hittegolven in het NCP in de afgelopen 50 jaar, blijkt uit de studie. De opwarming in deze regio was in die periode bijna het dubbele van het wereldwijde gemiddelde:0,24 graden Celsius per decennium versus 0,13. In 2013, extreme hittegolven in de regio hielden tot 50 dagen aan, en maximumtemperaturen bereikten op sommige plaatsen 38 C. In 2006 en 2013 deden zich grote hittegolven voor records breken. Sjanghai, De grootste stad van Oost-China, brak in 2013 een temperatuurrecord van 141 jaar en tientallen stierven.

Om tot hun projecties te komen, Eltahir and Kang ran detailed climate model simulations of the NCP area—which covers about 4, 000 square kilometers—for the past 30 years. They then selected only the models that did the best job of matching the actual observed conditions of the past period, and used those models to project the future climate over 30 years at the end of this century. They used two different future scenarios:business as usual, with no new efforts to reduce emissions; and moderate reductions in emissions, using standard scenarios developed by the Intergovernmental Panel on Climate Change. Each version was run two different ways:one including the effects of irrigation, and one with no irrigation.

One of the surprising findings was the significant contribution by irrigation to the problem—on average, adding about a half-degree Celsius to the overall warming in the region that would occur otherwise. That's because, even though extra moisture in the air produces some local cooling effect at ground level, this is more than offset by the added physiological stress imposed by the higher humidity, and by the fact that extra water vapor—itself a powerful greenhouse gas—contributes to an overall warming of the air mass.

"Irrigation exacerbates the impact of climate change, " Eltahir says. In fact, the researchers report, the combined effect, as projected by the models, is a bit greater the sum of the individual impacts of irrigation or climate change alone, for reasons that will require further research.

The bottom line, as the researchers write in the paper, is the importance of reducing greenhouse gas emissions in order to reduce the likelihood of such extreme conditions. They conclude, "China is currently the largest contributor to the emissions of greenhouse gases, with potentially serious implications to its own population:Continuation of the current pattern of global emissions may limit habitability of the most populous region of the most populous country on Earth."