王蕊 , 王蕾 , 银浩博 , 赵昕奕
北京大学城市与环境学院
人类活动引发的气候变暖正加剧世界范围的热风险,现有研究表明气候变化导致全球多地热浪事件发生频率与强度显著增加,严重威胁人类生理健康与社会经济发展。本文旨在探究中国人口密集区——东部地区历史(1981-2020年)和未来(2046-2055年)不同排放情景下(SSP2-4.5,SSP5-8.5)湿球温度的时空变化规律及人群暴露风险,以评估气候变化影响下我国东部地区历史和未来热环境及其对人类社会的热胁迫强度。
本文选用ERA5再分析数据与CMIP6的SSP2-4.5和SSP5-8.5情景预估数据分别反映我国东部地区历史时期和未来时期气候状态,选用湿球温度表征热胁迫强度,其优点在于综合考虑温度和湿度对人体生理活动的复合影响。本文使用Stull经验方程得到两个时期东部地区日间和夜间逐日湿球温度栅格数据,利用线性回归分析和阈值法分析不同时期湿球温度时空格局与变化规律,并对比两种排放情景下未来湿球温度时空格局的差异。本文随后将湿球温度栅格数据与人口密度栅格数据耦合得到人群极端湿热暴露风险数据,通过分析该数据的时空变化规律评估未来热环境下的人群热胁迫暴露度。
1981—2020 年间,我国东部地区日间和夜间湿球温度均总体呈显著上升趋势,其中多数地区夜间湿球温度上升趋势更明显,最大可达0.5-0.6℃/10年。在SSP2-4.5 情景下,2046-2055年湿球温度普遍较历史时期略有升高(~1℃),部分地区变化趋势不显著;SSP5-8.5 情景下,未来时期湿球温度较历史时期显著升高(~3℃),几乎所有地区上升趋势显著。空间上,区域内总体呈现华南、华东、华中地区湿球温度高,华北地区稍低,东北地区和四川省西部最低的格局。综合时空特征和环境湿热状况,SSP2-4.5 情景下中国东部季风区湿热天气发生频率和分布范围有小幅度增加,湿热天气出现区域将会超过研究区域的85%,高湿热天气出现区域将会超过研究区域的50%,极端湿热天气出现区域将会比历史数据扩大约0.5倍;SSP5-8.5 情景下各类湿热天气发生频率和分布范围显著增加,湿热天气的出现区域将会超过研究区域的85%,高湿热天气的出现频率比历史数据和SSP2-4.5情景下的预估均有上升,极端湿热天气的分布范围进一步扩大。结合研究区域的人口分布情况发现,广西、广东、江西、湖北、湖南等省份是极端湿热天气出现最多的地区,尤其是广州、武汉、长沙、南昌等大城市,人群极端湿热暴露风险极高。SSP5-8.5情景下,区域内平均每年出现极端湿热天气数达144天,华北地区将出现极端湿热天气,人群极端湿热暴露风险急剧增加。
受气候变化影响,我国东部地区湿球温度在过去40年整体呈上升趋势,夜间湿球温度上升更明显,湿热天气多发生于海南、两广和华中地区。SSP2-4.5情景下东部地区湿球温度较历史时期略有上升,湿热天气发生区域有所扩大;SSP5-8.5情景下东部地区湿球温度大幅上升,超85%地区面临湿热天气影响。华南华中地区的大中城市在未来将面临严重的极端湿热暴露风险,该风险在SSP5-8.5情景下会进一步恶化。