人類可能無法像科學家想像的那樣承受那麼多的熱量

葡萄牙和西班牙肆虐的酷熱和山火已造成 2000 多人死亡。從英國到日本，高溫紀錄都被打破。過夜無法冷卻。

殘酷的熱浪正迅速成為 2022 年夏季的標誌。

即使氣候變遷持續導致氣溫升高，科學家仍在快速研究人類對極端高溫的適應能力的極限。最近的研究表明，人們的熱壓力耐受力可能比之前想像的要低。如果這是真的，那麼數百萬人可能會比預期更快面臨危險溫度的風險。

俄勒岡州波特蘭州立大學環境規劃和氣候適應研究員維韋克·尚達斯表示，「身體能夠在一段時間內適應」溫度變化。尚達斯說，在地質時期，人類經歷了許多氣候變遷。 “[但是]我們正處於這些轉變發生得更快的時代。”

2022年才剛過一半，熱浪就已經席捲了許多國家。炎熱天氣提前抵達亞洲南部：4 月，印度瓦爾達 (Wardha) 的最高氣溫達到 45 攝氏度（113 華氏度）；巴基斯坦納瓦布沙赫 5 月的氣溫升至 49.5°C（121.1°F）。

歐洲各地從六月開始發出極端高溫警報，一直持續到七月，氣溫上升加劇了乾旱並引發了野火。 7 月 19 日，英國科寧斯比村的氣溫達到 40.3°C，打破了英國有史以來最熱的紀錄。高溫引發法國大火，迫使數千人撤離家園。

冗長的故事還在繼續：日本經歷了自1875 年有記錄以來最嚴重的6 月熱浪，導致該國6 月最高氣溫達到40.2°C。攻擊7月，該地區氣溫也升至40°C以上。內布拉斯加州北普拉特氣溫飆升至 42°C，鳳凰城氣溫飆升至 45.6°C。

目前的全球暖化的速度是前所未有的（序號：2019 年 7 月 24 日）。科學家早就預測人類造成的氣候變遷將增加熱浪的發生。在全球範圍內，人類暴露在極熱環境中的風險增加了兩倍從 1983 年到 2016 年，特別是在南亞。

高溫已經對人類健康造成越來越大的影響。它會導致熱痙攣、熱衰竭和中暑，這通常是致命的。脫水會導致腎臟和心臟病。極熱甚至可以改變我們的行為方式，增加攻擊性並降低我們的專注能力（序號：8/18/21）。

保持冷靜

人體有多種方式散發多餘熱量，使身體核心保持在約 37° C (98.6° F) 的最佳溫度。心臟跳動得更快，加速血液流動將熱量傳遞至皮膚（序號：2018 年 4 月 3 日）。穿過皮膚的空氣可以帶走部分熱量。蒸發冷卻——出汗——也有幫助。

但人類能夠忍受的熱量是有極限的。 2010年，科學家估計理論熱應力極限為「濕球」溫度 35°C。濕球溫度取決於濕度和溫度計測量的「乾球」空氣溫度的組合。這些變數意味著一個地方可能會以不同的方式達到 35°C 的濕球溫度 - 例如，如果空氣溫度為該溫度並且濕度為 100%，或者空氣溫度為 45°C 並且濕度為 50%。差異是由於蒸發冷卻造成的。

當水從皮膚或其他表面蒸發時，它會以熱量的形式帶走能量，短暫冷卻該表面。這意味著在乾燥地區，濕球溫度（容易發生短暫的冷卻效應）將低於實際氣溫。然而，在潮濕地區，乾濕球溫度相似，因為空氣非常潮濕，汗水很難快速蒸發。

賓州州立大學的氣候科學家丹尼爾·韋切利奧（Daniel Vecellio）表示，因此，在考慮對身體的熱應激時，科學家們使用濕球溫度，因為濕球溫度可以衡量在給定氣候下通過蒸發冷卻的程度。

「炎熱/乾燥和溫暖/潮濕的環境都可能同樣危險，」維切利奧說——這就是身體不同的冷卻策略發揮作用的地方。他說，在炎熱乾燥的地區，外界溫度可能比皮膚溫度高很多，人體完全依賴流汗來降溫。在溫暖、潮濕的地區，空氣溫度實際上可能比皮膚溫度低（但濕度使其似乎比實際溫度高），身體就無法有效地流汗。相反，穿過皮膚的涼爽空氣可以帶走熱量。

多熱才算太熱？

考慮到人體冷卻系統的複雜性以及人體的多樣性，對於每個人來說，並沒有一刀切的熱壓力閾值溫度。 「沒有人的身體能以 100% 的效率運轉，」Vecellio 說。不同的體型、出汗能力、年齡和對地區氣候的適應都有影響。

儘管如此，在過去的十年中，理論濕球溫度 35°C 被認為是人類無法再調節身體溫度的臨界點。但維切利奧和他的同事最近進行的實驗室研究表明，即使對於年輕和健康的成年人來說，現實世界中人類熱壓力的普遍閾值要低得多。

研究人員追蹤了 20 名年齡從 18 歲到 34 歲的受試者在各種控制氣候下的熱壓力情況。在一系列實驗中，研究小組改變了環境室內的濕度和溫度條件，有時在改變濕度的同時保持溫度恆定，有時反之亦然。

受試者在室內盡力模擬最小的戶外活動，在跑步機上行走或在沒有阻力的情況下緩慢地騎自行車。在這些持續 1.5 到兩個小時的實驗中，研究人員使用無線探頭測量了受試者的皮膚溫度，並使用受試者吞下的小遙測藥丸評估了他們的核心溫度。

研究小組估計，在溫暖潮濕的條件下，研究對象無法忍受濕球溫度接近 30°C 或 31°C 的熱壓力。在炎熱乾燥的條件下，濕球溫度更低研究人員在 2 月報告稱，溫度範圍為 25°C 至 28°C應用生理學雜誌。就上下文而言，在濕度約為 10% 的非常乾燥的環境中，25°C 的濕球溫度對應於約 50°C (122°F) 的空氣溫度。

維切利奧說，這些結果表明，要了解人類在現實世界的高溫和潮濕條件下所能忍受的程度，還有很多工作要做，但閾值可能比想像的要低得多。他補充道，2010 年研究的理論結果為 35°C 可能仍然是「上限」。 “我們正在展示場地。”

這適用於進行最少活動的年輕健康成年人。對於需要勞累的戶外工作者、老人或兒童來說，熱應激的閾值預計會較低。評估更多高風險族群的實驗室限制是 Vecellio 和他的同事正在進行的工作主題。

如果人體對熱壓力的耐受力普遍低於科學家意識到的水平，這可能意味著數百萬人將比科學家意識到的更早面臨最致命高溫的風險。截至 2020 年，有很少有報告指出世界各地的濕球溫度達到 35° C但氣候模擬預測，到本世紀中葉，南亞和中東部分地區可能會經常超越這個限制。

過去二十年中一些最致命的熱浪都是在較低的濕球溫度下發生的：無論是2003 年造成估計30,000 人死亡的歐洲熱浪，還是2010 年造成55,000 多人死亡的俄羅斯熱浪，濕球溫度都沒有超過28°C。

保護人民

沒有參與維切利奧研究的尚達斯說，如何最好地向公眾宣傳高溫風險是「我發現比較棘手的部分」。盛大集團制定了科學協議國家綜合熱健康資訊系統的城市熱島美國的測繪活動。

尚達斯說，從受控的精確研究中獲得這些生理數據非常有用，因為它使我們能夠更好地了解人類熱應激耐受性背後的科學原理。但他說，生理和環境的變化仍然使我們很難知道如何最好地將這些發現應用於公共衛生訊息，例如極端高溫警告。 “當我們談論身體管理內部溫度的能力時，會出現很多微觀因素。”

這些考慮因素之一是身體快速適應極端溫度的能力。不習慣極端高溫的地區即使在較低的溫度下也可能經歷更高的死亡率，只是因為那裡的人們不習慣高溫。這2021 太平洋西北地區熱浪尚達斯說，不僅非常熱，每年的那個時候對世界上的那個地區來說也非常熱，這使得身體更難以適應。序號：21 年 6 月 29 日）。

邁阿密大學氣候學家、華盛頓特區非營利組織艾德麗安·阿什特-洛克菲勒基金會首席熱科學顧問拉里·卡爾克斯坦(Larry Kalkstein) 表示，在涼爽時期之後異常提前到來的高溫也可能更加致命。 “通常，五月和六月的早季熱浪比八月和九月的熱浪更危險。”

提高社區抵禦高溫能力的一種方法可能是像對待其他自然災害一樣對待熱浪——包括給他們取名字和嚴重程度排名（序號：8/14/20）。由一個名為“極端耐熱聯盟，這些排名構成了新型熱浪警報的基礎，該警報明確考慮了影響熱壓力的因素，例如濕球溫度和適應環境，而不僅僅是極端溫度。

該排名還考慮了雲量、風以及夜間氣溫等因素。創建該系統的卡爾克斯坦說：“如果夜間相對涼爽，就不會對健康產生太多負面影響。”但許多地方夜間氣溫並沒有像以前那麼低。例如，根據美國國家氣象局的數據，現在夜間平均最低氣溫比 20 世紀上半葉高出約 0.8°C。第四次國家氣候評估，於 2018 年發布（SN: 11/28/18）。

透過將熱浪命名為颶風，官員們希望提高公民對極端高溫危險的認識。熱浪排名還可以幫助城市根據事件的嚴重程度調整幹預措施。目前有六個城市正在測試這個系統的有效性：四個在美國、希臘雅典和西班牙塞維利亞。 7月24日，氣溫逼近42℃，塞維利亞成為世界上第一個正式命名熱浪的城市，為熱浪佐伊敲響了警鐘。

隨著 2022 年全球氣溫繼續打破記錄，此類警告可能來得併不早。