陆地热灾难背后的海洋联系
当一场致命的潮湿热浪席卷南亚或美国墨西哥湾沿岸时，直接原因是在陆地上测量到的空气温度、湿度，以及决定人体能否自我降温的湿球温度读数。但一项发表在《Nature Geoscience》上的新研究发现，许多最严重事件的真正起源其实在海上，位于沿海和热带海域不断变暖的海水中。
这项研究由波茨坦气候影响研究所（PIK）的科学家与普林斯顿大学和中山大学合作开展，分析了跨越四十年的气候数据，即1982年至2023年。研究团队采用他们所称的复杂网络方法，使其能够追踪海表温度与为陆地复合热事件提供动力的大尺度大气湿度模式之间的统计关系。结论是：在这段时期内，大范围潮湿热浪已记录到的增幅中，有50%至64%可归因于沿海地区海表温度上升。
这一机制如何运作
支撑这一发现的物理过程相对直接，尽管量化过程需要大量计算。随着海表温度升高，更多水分会蒸发进入大气。随后，这些额外水汽会被盛行风带向内陆，抬高气象学所称的热指数中的湿度部分。高湿度会阻碍汗液蒸发，而汗液蒸发是人体主要的降温机制，因此在同样的气温下，湿度高的环境会比干燥环境危险得多。
PIK的第一作者Fenying Cai这样描述这一动态：“海洋向大气提供更多水分，这些水分随后被输送到陆地，放大热量，而这种效应在热带地区尤其明显。”研究的网络分析显示，当热事件同时覆盖大范围地理区域时，这种放大作用尤为强烈，而这类事件恰恰最容易压垮应急响应系统，并造成大量伤亡。
区域模式与热点
研究识别出特定海洋盆地与易受潮湿极端高温影响的陆地区域之间存在明确的区域关联。印度洋变暖与南亚和中东潮湿热风险上升之间的相关性最强，这两个地区近年来已经经历了一些有记录以来最危险的湿球温度读数。在西半球，热带北大西洋变暖则是南美北部和加勒比部分地区潮湿热风险上升的主要驱动因素。
这些区域联系对适应规划至关重要，因为它们表明，高风险地区的社区有可能基于特定海洋盆地的海表温度监测，在危险季节到来之前获得提前预警。海洋对温室气体强迫的热响应滞后于大气变暖，但它也持续更久，因此仅从陆地气温记录出发，它比单纯依赖地表温度更稳定，更适合季节性预测。
大范围事件比局地事件更受海洋影响
这项研究中一个较反直觉的发现是，海洋影响对地理范围更大的复合事件作用强于孤立的局地热浪。影响单个城市或次区域的热事件，可能主要由局地因素决定，例如城市热岛效应、土壤湿度不足，或区域环流模式。但当一场热事件同时横跨多个国家或整个次大陆时，来自变暖海洋的水汽供给就会成为主导性强迫因素。
这种区分具有现实意义。气候模型和应急规划框架过去通常把局地和区域气温异常视为热灾害的主要风险指标。新研究表明，对于最危险的一类事件，也就是同时影响数千万乃至数亿人的大范围、持续数周的潮湿热浪，监测关键海盆的海洋状况，可能比基于陆地的大气指标提供更早、更可靠的预警。
预警潜力
研究团队提出，沿海海表温度可以作为一种领先指标，用于识别最难管理的大范围潮湿极端高温。与可能在数天内剧烈变化的大气条件不同，海洋温度通常在数周至数月内缓慢演变，并由全球卫星和浮标网络持续监测。如果这项研究中识别出的统计关系在持续变暖背景下依然成立，那么将海洋盆地温度异常纳入现有预测系统，便有望显著提升对潮湿热风险的季节性预报能力。
这一前景尤其重要，因为全球海洋温度正呈现上升趋势。过去三年中，多个海洋盆地几乎同时创下海表温度纪录，这一现象由长期气候变化与2023至2024年的厄尔尼诺循环共同推动。研究结果表明，这些海温纪录正直接转化为陆地上更频繁、覆盖范围更广的潮湿热事件，而随着当前排放路径下海洋持续变暖，这种联系还将进一步加强。
对气候政策的启示
这项研究进一步表明，沿海变暖不仅仅是海平面上升和海洋生态系统受扰的问题。该研究所描述的大气湿度联系，将海洋变暖直接连接到陆地热灾害，而后者已是全球气候相关死亡的主要原因之一。在许多地区，热浪造成的死亡人数每年超过任何其他天气事件，而潮湿型热浪在生理上最为危险，因为即使有阴凉和补水条件，它也会让人体失去体温调节能力。
研究结果强调，必须在海表温度进一步升高之前紧急减少温室气体排放，同时在最暴露于这一海洋-热量放大机制的地区，加大热灾害基础设施投入，包括降温中心、预警系统，以及城市设计改造。
本文基于 Phys.org 的报道。阅读原文。
Originally published on phys.org