science >> Wetenschap >  >> Natuur

Potentieel dodelijke combinaties van vochtigheid en hitte ontstaan ​​over de hele wereld

All-time maximale natteboltemperaturen in geselecteerde steden, weergegeven als verschillen van 35ºC, bij weerstations (linkerbalken) en geschat op basis van ERA5-heranalyse (rechterbalken). Waarden worden weergegeven als lengtes (volgens de schaal rechts) en bovendien als kleuren, volgens het volgende schema:blauw, <30ºC; groente, <33ºC; Oranje, <35ºC; rood,> =35ºC. Zoals besproken in de krant, de hoogste waarden in zowel de middelste breedtegraden als de diepe tropen liggen rond de 30ºC, met meer intense vochtige hitte die voornamelijk beperkt is tot subtropische kusten. Overschrijdingen van 35ºC zijn alleen voorgekomen langs de Rode Zee, Perzische Golf, en Indus River Valley, maar heranalyseproducten kunnen dit niet weergeven. Credit:Colin Raymond (april 2020) met dataset gebruikt in papier

Bijna iedereen weet dat vochtige hitte moeilijker te hanteren is dan de "droge" soort. En onlangs, sommige wetenschappers hebben geprojecteerd dat later in de eeuw, in delen van de tropen en subtropen, opwarming van het klimaat kan ervoor zorgen dat gecombineerde hitte en vochtigheid een niveau bereiken dat zelden of nooit eerder door mensen is ervaren. Dergelijke omstandigheden zouden de economieën verwoesten, en mogelijk zelfs de fysiologische grenzen van de menselijke overleving overschrijden.

Volgens een nieuwe studie, de prognoses zijn verkeerd:dergelijke omstandigheden doen zich al voor. De studie identificeert duizenden voorheen zeldzame of ongekende periodes van extreme hitte en vochtigheid in Azië, Afrika, Australië, Zuid-Amerika en Noord-Amerika, ook in de regio van de Amerikaanse Golfkust. Langs de Perzische Golf, onderzoekers zagen meer dan een dozijn recente korte uitbraken die de theoretische menselijke overlevingslimiet overtroffen. De uitbraken zijn tot nu toe beperkt gebleven tot gelokaliseerde gebieden en duurden slechts enkele uren, maar ze nemen toe in frequentie en intensiteit, zeggen de auteurs. Het onderzoek verschijnt deze week in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

"Eerdere studies voorspelden dat dit over enkele decennia zou gebeuren, maar dit laat zien dat het nu gebeurt, " zei hoofdauteur Colin Raymond, die het onderzoek deed als Ph.D. student aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "De tijden dat deze gebeurtenissen duren, zullen toenemen, en de gebieden die ze beïnvloeden, zullen groeien in directe correlatie met de opwarming van de aarde."

Analyseren van gegevens van weerstations van 1979 tot 2017, de auteurs ontdekten dat extreme hitte / vochtigheid-combinaties tijdens de onderzoeksperiode verdubbelden. Herhaalde incidenten deden zich voor in een groot deel van India, Bangladesh en Pakistan; noordwest Australië; en langs de kusten van de Rode Zee en de Golf van Californië in Mexico. De hoogste, mogelijk dodelijk, lezingen, werden 14 keer gespot in de steden Dhahran/Damman, Saoedi-Arabië; Doha, Katar; en Ras al-Khaimah, Verenigde Arabische Emiraten, die samen meer dan 3 miljoen inwoners hebben. Delen van Zuidoost-Azië, Zuid China, subtropisch Afrika en het Caribisch gebied werden ook getroffen.

Het zuidoosten van de Verenigde Staten zag tientallen keren extreme omstandigheden, voornamelijk in de buurt van de Gulf Coast in Oost-Texas, Louisiana, Mississippi, Alabama en de Florida Panhandle. De slechtste plekken:New Orleans en Biloxi, Juffrouw. Dergelijke omstandigheden bereikten ook het binnenland in Arkansas en langs de zuidoostelijke kustvlakte.

In Bangladesh, een van de meest kwetsbare landen, een bemanning graaft een rivierbedding uit voor een nieuwe brug. Buitenarbeid is een manier van leven in veel van de regio's die onderhevig zijn aan de ergste hitte en vochtigheid. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Niet verrassend, incidenten hadden de neiging zich te clusteren aan kusten langs beperkte zeeën, kloven en zeestraten, waar verdampend zeewater zorgt voor overvloedig vocht dat door hete lucht kan worden opgezogen. In sommige gebieden verder landinwaarts, met vocht beladen moessonwinden of grote gebieden met irrigatie van gewassen lijken dezelfde rol te spelen.

Eerdere klimaatstudies hebben de meeste incidenten uit het verleden niet herkend, omdat klimaatonderzoekers meestal kijken naar gemiddelden van warmte en vochtigheid gemeten over grote gebieden en over meerdere uren per keer. Raymond en zijn collega's boorden in plaats daarvan rechtstreeks in de uurgegevens van 7, 877 individuele weerstations, waardoor ze kortere periodes kunnen lokaliseren die kleinere gebieden treffen.

Vochtigheid verergert de effecten van warmte omdat mensen hun lichaam afkoelen door te zweten; water dat door de huid wordt verdreven, verwijdert overtollige lichaamswarmte, en als het verdampt, het voert die warmte weg. Het proces werkt goed in woestijnen, maar minder goed in vochtige streken, waar de lucht al te beladen is met vocht om nog veel meer op te nemen. Verdamping van zweet vertraagt. In de meest extreme gevallen, het zou kunnen stoppen. In dat geval, tenzij men zich kan terugtrekken in een kamer met airconditioning, de kern van het lichaam verwarmt buiten zijn smalle overlevingsbereik, en organen beginnen te falen. Zelfs een sterke fysiek fit persoon die in de schaduw rust zonder kleren en onbeperkte toegang tot drinkwater zou binnen enkele uren sterven.

Meteorologen meten het warmte/vochtigheidseffect op de zogenaamde "natte bol" schaal van Celsius; in de Verenigde Staten, deze metingen worden vaak vertaald in "warmte-index" of "real-feel" Fahrenheit-metingen. Eerdere studies suggereren dat zelfs de sterkste, best aangepaste mensen kunnen geen normale buitenactiviteiten uitvoeren wanneer de natte bol 32 C bereikt, gelijk aan een hitte-index van 132 F. De meeste anderen zouden ruim daarvoor afbrokkelen. Een lezing van 35 - de piek die kortstondig werd bereikt in de steden in de Perzische Golf - wordt beschouwd als de theoretische overlevingslimiet. Dat vertaalt zich ruwweg in een hitte-index van 160 F. (De hitte-index eindigt eigenlijk bij 127 F, dus deze metingen zijn letterlijk buiten de hitlijsten.) "Het is moeilijk om de effecten te overdrijven van iets dat in de jaren '30 komt, ' zei Raymon.

Gebieden in het zuidoosten van de VS waar mengsels van warmte en vochtigheid de temperatuur hebben opgedreven tot 'natte bol'-waarden van 31 graden C (gelijk aan 125 graden F op de "echte" warmte-index). Groene markeringen tonen één voorval van 1979-2017; Oranje, 3; rood, 10. Krediet:Colin Raymond

Uit de studie bleek dat wereldwijd, nattebollezingen die 30C naderen of overschrijden op de natte bol zijn verdubbeld sinds 1979. Het aantal metingen van 31 - waarvan eerder werd aangenomen dat ze slechts zelden voorkomen - bedroeg in totaal ongeveer 1. 000. Aflezingen van 33 - waarvan eerder werd gedacht dat ze bijna niet bestonden - bedroegen in totaal ongeveer 80.

Een hittegolf die afgelopen juli een groot deel van de Verenigde Staten trof, bereikte een maximum van ongeveer 30C op de natte bol, vertalen in warmte-indexen die op sommige plaatsen 115 F naderen; de hoogste was 122 F, in Baltimore, MD, en een soortgelijke golf sloeg in augustus. De golven verlamden gemeenschappen en leidden tot minstens een half dozijn doden, waaronder die van een airconditioning monteur in Phoenix, Az., en voormalig National Football League-lijnwachter Mitch Petrus, die stierf in Arkansas terwijl hij buiten aan het werk was.

Het was een bescheiden tol; hittegerelateerde ziekten doden al meer inwoners van de VS dan enig ander weergerelateerd gevaar, waaronder koude, orkanen of overstromingen. Een onderzoek vorig jaar door de website InsideClimate News onthulde dat het aantal gevallen van hitteberoerte of hitte-uitputting onder Amerikaanse troepen op binnenlandse bases tussen 2008 en 2018 met 60 procent is toegenomen. Zeventien soldaten stierven, bijna allemaal in het benauwde zuidoosten van de VS. Hittegolven met hoge vochtigheid in Rusland en Europa, waar veel minder mensen airconditioning hebben, tienduizenden hebben gedood.

Een nieuwe studie toont aan dat extreme, soms dodelijk, mengsels van warmte en vochtigheid ontstaan ​​over de hele wereld. Deze kaart toont gedocumenteerde gevallen, met warmere kleuren van geel tot rood, wat de slechtste combinaties betekent, gemeten op de schaal van de "natte bol" van Celsius. Een interactieve versie van deze kaart is te vinden op https://bit.ly/2SA6KXq Credit:Kaart door Jeremy Hinsdale; aangepast van Raymond et al., wetenschappelijke vooruitgang , 2020

"We zijn misschien dichter bij een echt omslagpunt dan we denken, " zei Radley Horton, een Lamont-Doherty-onderzoeker en co-auteur van het artikel. Horton was co-auteur van een paper uit 2017 waarin hij voorspelde dat dergelijke omstandigheden pas later in de eeuw zouden plaatsvinden.

Hoewel airconditioning de effecten in de Verenigde Staten en enkele andere rijke landen kan afzwakken, er zijn grenzen. Voorafgaand aan de nieuwe studie, een van de voorheen hoogste hitte/vochtigheidsgebeurtenissen die ooit zijn gemeld, was in de Iraanse stad Bandar Mahshahr, die op 31 juli bijna een nattebollezing van 35C bereikte, 2015. Er waren geen sterfgevallen bekend; bewoners meldden dat ze in voertuigen en gebouwen met airconditioning verbleven, en douchen na een kort verblijf buiten. Maar Horton wijst erop dat als mensen steeds vaker voor langere tijd binnenshuis worden gedwongen, landbouw, handel en andere activiteiten kunnen mogelijk tot stilstand komen, zelfs in rijke landen – een les die al werd geleerd door de ineenstorting van economieën in het licht van het nieuwe coronavirus.

In elk geval, veel mensen in de armere landen die het meeste risico lopen, hebben geen elektriciteit, laat maar airconditioning. Daar, velen vertrouwen op zelfvoorzienende landbouw die dagelijks zwaar werk in de buitenlucht vereist. Deze feiten kunnen sommige van de meest getroffen gebieden in principe onbewoonbaar maken, zegt Horton.

Kristina Dahl, een klimatoloog bij de Union of Concerned Scientists die vorig jaar een studie leidde die waarschuwde voor toenemende toekomstige hitte en vochtigheid in de Verenigde Staten, zei dat het nieuwe artikel laat zien "hoe dicht gemeenschappen over de hele wereld zijn aan de grenzen." Ze voegde eraan toe dat sommige plaatsen mogelijk al slechtere omstandigheden hebben dan de studie suggereert, omdat weerstations niet noodzakelijk hotspots oppikken in dichtbevolkte stadswijken die zijn gebouwd met warmtevasthoudend beton en bestrating.

Steven Sherwood, een klimatoloog aan de Australische Universiteit van New South Wales, zei, "Deze metingen impliceren dat sommige delen van de aarde veel dichterbij zijn dan verwacht om aanhoudende ondraaglijke hitte te bereiken. Eerder werd aangenomen dat we een veel grotere veiligheidsmarge hadden."

De studie was co-auteur van Tom Matthews, een docent klimaatwetenschap aan de Loughborough University in het Verenigd Koninkrijk. Colin Raymond is nu een postdoctoraal onderzoeker bij NASA's Jet Propulsion Laboratory.