Wilgotne upały - przyszłość już nadeszła

Najnowsze badania wskazują, że niebezpieczne dla życia ludzkiego wilgotne upały już teraz obserwuje się na przykład na Bliskim Wschodzie.

Wilgotne upały, ilustracja: ramię i fragment twarzy spoconej osoby.

Rysunek 1: Produkcja potu, który odparowując zabiera ciepło z powierzchni skóry to podstawowy sposób na chłodzenie organizmu. Zdjęcie: Kullez (licencja CC BY 2.0).

W artykule Mokry termometr a nasze przetrwanie opisaliśmy, jak wysoka temperatura, połączona z wysoką wilgotnością powietrza, potrafi uniemożliwić wychładzanie ludzkiego organizmu w stopniu groźnym dla ludzkiego życia. Podstawowym sposobem pozbywania się przez nas nadmiaru ciepła z organizmu jest pocenie się – pot pobiera potrzebną do odparowania energię z powierzchni skóry. Gdy tzw. temperatura mokrego termometru przekracza 35°C, powietrze jest na tyle ciepłe i wilgotne, że pocenie się nie schładza już powierzchni skóry. W takiej sytuacji nawet osoby będące w doskonałym zdrowiu, siedzące w slipkach w cieniu, mające pod ręką wodę do picia, po ok. 6 godzinach dostaną udaru termicznego i umrą. Już temperatura mokrego termometru przekraczająca 30°C jest klasyfikowana jako „ekstremalnie niebezpieczna”, bo zdolność odprowadzania ciepła wytwarzanego w procesach fizjologicznych w naszym organizmie bardzo się zmniejsza. Praca fizyczna w takich warunkach na dworze jest praktycznie niemożliwa.

Wcześniejsze analizy tego problemu prognozowały, że wraz z postępującym ocieplaniem klimatu takie warunki mogą zacząć pojawiać się pod koniec stulecia. Jednak, o ile symulacje prowadzone za pomocą globalnych modeli klimatu pozwalają uzyskać wgląd w uśrednione w czasie zmiany warunków w dużej skali, to efekty lokalne, związane z ukształtowaniem terenu, bezpośrednią bliskością morza czy obszarami nawadnianymi często im umykają.

Tymczasem okazuje się, że zagrożenie ekstremalnie wysokimi temperaturami nie jest bynajmniej kwestią odległej o dziesięciolecia przyszłości, lecz już jest obserwowane. W analizie pt. The emergence of heat and humidity too severe for human tolerance ("Pojawianie się upałów i wilgotności zbyt wysokich dla ludzkiej wytrzymałości"), opublikowanej w czasopiśmie „Science Advances” (Raymond i in., 2020), badacze wykorzystali wyniki godzinowych pomiarów z 7877 stacji pogodowych, pozwalających na wychwycenie krótkotrwałych lokalnych wydarzeń. Okazuje się, że w latach 1979–2017 odnotowano tysiące przypadków wilgotnych upałów.

Mspa: maksymalne temperatury mokrego termometru zmierzone w okresie 1979–2017

Rysunek 2: Maksymalne zmierzone temperatury mokrego termometru w okresie 1979–2017 dla stacji HadISD z co najmniej 50-procentową dostępnością danych w tym okresie. Rozmiar znaczników jest odwrotnie proporcjonalny do gęstości stacji. Źródło Raymond i in., 2020

Najwyższe temperatury mokrego termometru wystąpiły w rejonie Zatoki Perskiej, a bliskie tego progu pojawiły się m.in. w Indiach, Bangladeszu, Australii oraz wzdłuż wybrzeży Morza Czerwonego i Zatoki Kalifornijskiej.

Takie ekstremalne wilgotne fale upałów występują, gdy nad gorący ląd nanoszone jest wilgotne powietrze znad rozgrzanego oceanu. Szczególnie narażone są rejony nadbrzeżne, choć masy gorącego wilgotnego powietrza mogą być przenoszone przez wiatr nawet setki kilometrów. Sytuacje takie pokazane są na rys. 3 – odpowiednio dla miasta portowego Ras al-Khaimah położonego nad Zatoką Perską oraz miasta Jacobabad leżącego w dolinie Indusu 400 km od Morza Arabskiego.

Mapy: przykładowe warunki meteorologiczne nad Morzem Arabskim i w jego otoczeniu. Widoczne wysokie temperatury i wiatr od strony morza.

Rysunek 3: Warunki meteorologiczne w oparciu o reanalizę ERA5. Po lewej: uśrednione w ciągu 4 dni, gdy w Ras al-Khaimah w Zjednoczonych Emiratach Arabskich (niebieski kwadrat) mierzone temperatury mokrego termometru sięgnęły lub przekroczyły 35°C. Po prawej: analogicznie dla 6 dni fali upałów w Jacobabadzie w Pakistanie. Kolory pokazują średnie maksymalne temperatury dzienne, a strzałki prędkości wiatru. Widać, że choć zmierzone faktycznie w Ras al-Khaimah i Jacobabadzie temperatury mokrego termometru przekraczały 35°C, to reanaliza pokazywała niższe wyniki.

Temperatura powierzchni wód oceanicznych stopniowo rośnie, a w najcieplejszych rejonach zbliża się do 35°C (w 2017 roku, po raz pierwszy w historii pomiarów, średnia miesięczna temperatura powierzchni morza w Zatoce Perskiej przekroczyła ten próg).

Wykres temperatur maksymalnych (krzywa rośnie) i mapa mksymalnych temperautr wody.

Rysunek 4: Po lewej: roczne maksymalne średnie miesięczne temperatury powierzchni morza w komórkach siatki serii pomiarowej HadISST; przerywana linia pomiarowa pokazuje średnią 30-letnią. Po prawej: najwyższe odnotowane temperatury wód powierzchniowych w rejonie Zatoki Perskiej i Morza Arabskiego. Fioletowe kropki pokazują miejsca, gdzie w 2017 roku temperatura powierzchni morza przekroczyła 35°C.

Autorzy analizy stwierdzili, że częstość występowania fal wilgotnych upałów w okresie 1979-2017 podwoiła się. Jak na razie były to zjawiska krótkotrwałe i lokalne (nie wychwytywały ich więc reanalizy wykonywane modelami globalnymi), jednak gdy ocieplenie sięgnie 2,5°C względem poziomu przedprzemysłowego, temperatura mokrego termometru 35°C będzie regularnie przekraczana na dużych obszarach , co pozwoli zauważyć ten efekt także w modelach globalnych.

Klimatyzacja może pomóc w ograniczeniu konsekwencji fal upałów w bogatych krajach, takich jak Zjednoczone Emiraty Arabskie, Katar czy Arabia Saudyjska, jednak wydłużające się okresy wymuszonego pozostawania w pomieszczeniach mogą mieć poważne konsekwencje gospodarcze. Pozostawanie w klimatyzowanych pomieszczeniach nie jest też opcją, z której mogliby skorzystać mieszkańcy ubogich krajów, żyjący z uprawy roli w małych gospodarstwach.

Trudne do zniesienia upały o temperaturze mokrego termometru dotkną też gęsto zaludnionych obszarów w strefie subtropikalnej a zdarzać się będą i dalej od równika. Autorzy piszą:

Narastające fale groźnych upałów powinny skłonić do podjęcia szeroko zakrojonej interdyscyplinarnej inicjatywy badawczej w celu lepszego scharakteryzowania skutków zdrowotnych. Gromadzenie danych wysokiej rozdzielczości na temat zdrowia, międzynarodowa współpraca z ekspertami w dziedzinie zdrowia publicznego i naukowcami zajmującymi się naukami społecznymi oraz specjalne projekty modelowania pomogłyby w udzieleniu odpowiedzi na pytania o to, w jaki sposób ludność zagrożona (np. osoby starsze, pracujące na świeżym powietrzu oraz z problemami zdrowotnymi) odczuje negatywne skutki w miarę jak szczytowe wartości temperatury mokrego termometru będą zbliżać się do ekstremalnych zakresów, które tutaj rozważamy. Szczególne znaczenie ma ustalenie, jak w miarę zbliżania się do fizjologicznej granicy przeżycia pogarsza się możliwość aklimatyzacji do warunków podwyższonego stresu cieplnego.

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Czytaj także:
Mokry termometr a nasze przetrwanie
Kilka stopni, które „robi różnicę”
Nizina Chińska niezdatna do życia pod koniec stulecia?

 

Opublikowano: 2020-06-29 10:16
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.