گرمای شدید ناشی از آب و هوا ممکن است بخش‌هایی از زمین را برای انسان بسیار داغ کند

بر اساس تحقیقات میان رشته ای کالج ایالتی پن، اگر دمای کره زمین یک درجه سانتیگراد (C) یا بیشتر از سطح فعلی افزایش یابد، هر ساله میلیاردها نفر در معرض گرما و رطوبت شدید قرار می گیرند که نمی توانند به طور طبیعی خود را خنک کنند. بهداشت و توسعه انسانی، کالج علوم دانشگاه پردو و موسسه پوردو برای آینده ای پایدار.

نتایج یک مقاله جدید که امروز (9 اکتبر) در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد ، نشان داد که گرم شدن سیاره بیش از 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح ماقبل صنعتی به طور فزاینده ای برای سلامت انسان در سراسر سیاره مخرب خواهد بود.

انسان‌ها فقط می‌توانند ترکیبات خاصی از گرما و رطوبت را قبل از اینکه بدنشان شروع به تجربه مشکلات سلامتی مرتبط با گرما، مانند گرمازدگی یا حمله قلبی کند، تحمل کند. از آنجایی که تغییرات آب و هوا باعث افزایش دما در سراسر جهان می شود، میلیاردها نفر ممکن است فراتر از این محدودیت ها رانده شوند.

از آغاز انقلاب صنعتی، زمانی که انسان شروع به سوزاندن سوخت‌های فسیلی در ماشین‌ها و کارخانه‌ها کرد، دما در سراسر جهان حدود 1 درجه سانتی‌گراد یا 1.8 درجه فارنهایت (F) افزایش یافته است. در سال 2015، 196 کشور توافقنامه پاریس را امضا کردند که هدف آن محدود کردن افزایش دمای جهانی به 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی است.

تیم محقق افزایش دمای جهانی بین 1.5 تا 4 درجه سانتیگراد را مدلسازی کرد – که بدترین سناریویی است که در آن گرمایش شروع به شتاب می‌کند – تا مناطقی از سیاره را شناسایی کنند که گرمایش منجر به سطوح گرما و رطوبت بیش از حد انسان می‌شود.

دبلیو لری کنی، استاد فیزیولوژی و حرکت شناسی، ماری آندرهیل نول، یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: «برای درک اینکه چگونه مشکلات پیچیده و واقعی مانند تغییرات آب و هوایی بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارند، به تخصص هم در مورد سیاره و هم بدن انسان نیاز دارید. کرسی عملکرد انسانی در ایالت پن و یکی از نویسندگان مطالعه جدید. “من یک دانشمند آب و هوا نیستم و همکارانم فیزیولوژیست نیستند. همکاری تنها راه برای درک روش های پیچیده ای است که محیط بر زندگی مردم تأثیر می گذارد و شروع به توسعه راه حل هایی برای مشکلاتی می کند که همه ما باید با هم با آنها روبرو شویم.”

تهدیدی برای میلیاردها نفر

بر اساس تحقیقاتی که در سال گذشته توسط محققان ایالت Penn منتشر شد، حد دمای لامپ مرطوب محیط برای افراد جوان و سالم حدود 31 درجه سانتیگراد است که برابر با 87.8 فارنهایت در رطوبت 100٪ است. با این حال، علاوه بر دما و رطوبت، آستانه خاص برای هر فرد در یک لحظه خاص به سطح تلاش و سایر عوامل محیطی از جمله سرعت باد و تابش خورشیدی نیز بستگی دارد. به گفته محققان، در تاریخ بشر، دما و رطوبتی که بیش از حد انسان است، تنها چند بار – و تنها برای چند ساعت – در خاورمیانه و جنوب شرقی آسیا ثبت شده است.

نتایج این مطالعه نشان می دهد که اگر دمای کره زمین تا 2 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن باشد، 2.2 میلیارد ساکن پاکستان و دره رود سند هند، یک میلیارد نفر در شرق چین و 800 میلیون ساکن در جنوب صحرای آفریقا خواهند بود. سالانه چندین ساعت گرما را تجربه کنید که از تحمل انسان فراتر می رود.

این مناطق عمدتاً موج گرمای با رطوبت بالا را تجربه می کنند. امواج گرمایی با رطوبت بیشتر می‌تواند خطرناک‌تر باشد زیرا هوا نمی‌تواند رطوبت اضافی را جذب کند، که تبخیر عرق بدن انسان و رطوبت برخی زیرساخت‌ها مانند کولرهای تبخیری را محدود می‌کند. به گفته محققان، نگران‌کننده است که این مناطق همچنین در کشورهای با درآمد پایین‌تر تا متوسط ​​قرار دارند، بنابراین بسیاری از افراد آسیب‌دیده ممکن است به تهویه مطبوع یا هیچ روش مؤثری برای کاهش اثرات منفی گرما بر سلامتی دسترسی نداشته باشند.

محققان به این نتیجه رسیدند که اگر گرمایش سیاره به 3 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن ادامه یابد، سطوح گرما و رطوبتی که از تحمل انسان فراتر می رود، شروع به تأثیر بر کرانه شرقی و میانه ایالات متحده خواهد کرد – از فلوریدا تا نیویورک و از هیوستون به شیکاگو آمریکای جنوبی و استرالیا نیز در این سطح از گرم شدن گرمای شدید را تجربه خواهند کرد.

به گفته محققان، در سطوح فعلی گرمایش، ایالات متحده امواج گرمای بیشتری را تجربه خواهد کرد، اما پیش‌بینی نمی‌شود که این امواج گرما به اندازه سایر مناطق جهان از محدودیت‌های انسانی فراتر رود. با این حال، محققان هشدار دادند که این نوع مدل‌ها اغلب بدترین و غیرمعمول‌ترین رویدادهای آب و هوایی را در نظر نمی‌گیرند.

دانیل وچلیو، نویسنده اصلی، زیست اقلیم شناس که دوره فوق دکتری خود را به پایان رساند، گفت: «مدل هایی از این دست در پیش بینی روندها خوب هستند، اما رویدادهای خاصی مانند موج گرما در سال 2021 در اورگان که جان بیش از 700 نفر را گرفت یا لندن به 40 درجه سانتیگراد در تابستان گذشته رسید را پیش بینی نمی کنند. کمک هزینه تحصیلی در ایالت پن با کنی. و به یاد داشته باشید، سطح گرما در آن زمان همه کمتر از حد تحمل انسانی بود که ما شناسایی کردیم.

بنابراین، حتی اگر ایالات متحده از برخی از بدترین اثرات مستقیم این گرم شدن در امان باشد، ما بیشتر شاهد گرمای کشنده و غیرقابل تحمل خواهیم بود. – اگر دما به افزایش خود ادامه دهد – ما در جهانی زندگی خواهیم کرد که محصولات زراعی در حال شکست هستند و میلیون ها یا میلیاردها نفر در تلاش برای مهاجرت هستند زیرا مناطق بومی آنها غیرقابل سکونت است.”

درک محدودیت های انسانی و گرم شدن آینده

طی چند سال گذشته، کنی و همکارانش 462 آزمایش جداگانه برای ثبت سطوح ترکیبی گرما، رطوبت و فعالیت بدنی انجام داده‌اند که انسان‌ها می‌توانند قبل از اینکه بدن‌شان دیگر نتواند دمای مرکزی ثابتی داشته باشد، تحمل کند.

کنی گفت: «هنگامی که افراد گرمتر می شوند، عرق می کنند و خون بیشتری به پوست آنها پمپاژ می شود تا بتوانند با از دست دادن گرما در محیط، دمای اصلی خود را حفظ کنند. در سطوح معینی از گرما و رطوبت، این تنظیمات دیگر کافی نیست و دمای هسته بدن شروع به افزایش می‌کند. این یک تهدید فوری نیست، اما نیاز به نوعی تسکین دارد. اگر مردم راهی برای خنک شدن پیدا نکنند. در عرض چند ساعت، می تواند منجر به گرمازدگی، گرمازدگی و فشار بر سیستم قلبی عروقی شود که می تواند منجر به حملات قلبی در افراد آسیب پذیر شود.

در سال 2022، Kenney، Vecellio و همکارانشان نشان دادند که محدودیت‌های گرما و رطوبتی که افراد می‌توانند تحمل کنند، کمتر از آنچه قبلاً تئوری شده بود، است.

شرکت گفت: “داده های جمع آوری شده توسط تیم کنی در ایالت پن، شواهد تجربی بسیار مورد نیاز را در مورد توانایی بدن انسان برای تحمل گرما ارائه کرد. این مطالعات پایه و اساس این پیش بینی های جدید در مورد مکان هایی بود که تغییرات آب و هوایی شرایطی را ایجاد می کند که انسان نمی تواند برای مدت طولانی تحمل کند.” – نویسنده متیو هوبر، استاد علوم زمین، جو و سیاره در دانشگاه پردو.

هنگامی که این اثر منتشر شد، هوبر، که قبلاً کار بر روی نقشه‌برداری اثرات تغییرات آب و هوایی را آغاز کرده بود، با Vecellio در مورد یک همکاری احتمالی تماس گرفت. هوبر قبلاً آثاری با استناد گسترده منتشر کرده بود که محدودیت نظری محدودیت‌های حرارت و رطوبت انسان را پیشنهاد می‌کرد.

محققان به همراه دانشجوی فارغ التحصیل هوبر، Qinqin Kong، تصمیم گرفتند بررسی کنند که اگر سیاره بین 1.5 تا 4 درجه سانتیگراد گرم شود، چگونه مردم در مناطق مختلف جهان تحت تأثیر قرار می گیرند. محققان گفتند که 3 درجه سانتیگراد بهترین تخمین برای چگونگی این است. اگر اقدامی انجام نشود، سیاره تا سال 2100 گرم خواهد شد.

کونگ گفت: «در سرتاسر جهان، استراتژی‌های رسمی برای انطباق با آب و هوا فقط بر دما متمرکز است. اما این تحقیق نشان می‌دهد که گرمای مرطوب تهدیدی بسیار بزرگ‌تر از گرمای خشک خواهد بود. دولت‌ها و سیاست‌گذاران باید اثربخشی استراتژی‌های کاهش گرما را برای سرمایه‌گذاری در برنامه‌هایی که بزرگ‌ترین خطراتی را که مردم با آن مواجه می‌شوند، ارزیابی کنند.»

ایمن ماندن در گرما

صرف نظر از اینکه کره زمین چقدر گرم می شود، محققان گفتند که مردم همیشه باید نگران گرمای شدید و رطوبت باشند – حتی زمانی که زیر محدوده های مشخص شده انسانی باقی بمانند. کنی در مطالعات اولیه روی جمعیت‌های مسن‌تر دریافت که افراد مسن استرس گرمایی و پیامدهای سلامتی مرتبط با آن را در سطوح گرما و رطوبت کمتر نسبت به جوانان تجربه می‌کنند.

Vecellio که اکنون یک محقق فوق دکترا در مرکز آب و هوای ویرجینیا دانشگاه جورج میسون است، گفت: «گرما در حال حاضر پدیده آب و هوایی است که بیشتر مردم را در ایالات متحده می کشد. مردم باید از خود و همسایگانشان – به ویژه افراد مسن و بیمار – در هنگام وقوع موج گرما مراقبت کنند.

داده‌های مورد استفاده در این مطالعه دمای مرکزی بدن را بررسی کردند، اما محققان گفتند که در طول موج گرما، افراد مشکلات سلامتی را به دلایل دیگر نیز تجربه می‌کنند. به عنوان مثال، کنی گفت که اکثر 739 نفری که در جریان موج گرمای سال 1995 شیکاگو جان خود را از دست دادند، بالای 65 سال داشتند و ترکیبی از دمای بدن بالا و مشکلات قلبی عروقی را تجربه کردند که منجر به حملات قلبی و سایر علل مرگ و میر قلبی عروقی شد.

نگاه به آینده

برای جلوگیری از افزایش دما، محققان به چندین دهه تحقیق اشاره می کنند که نشان می دهد انسان باید انتشار گازهای گلخانه ای، به ویژه دی اکسید کربن ساطع شده از سوزاندن سوخت های فسیلی را کاهش دهد. وچلیو گفت اگر تغییراتی ایجاد نشود، کشورهای با درآمد متوسط ​​و کم درآمد بیشترین آسیب را خواهند دید.

به عنوان نمونه، محققان به الحدیده، یمن، شهری بندری با بیش از 700000 نفر در دریای سرخ اشاره کردند. نتایج این مطالعه نشان داد که اگر سیاره زمین تا 4 درجه سانتیگراد گرم شود، این شهر می تواند بیش از 300 روز را انتظار داشته باشد که هر سال دما از حد تحمل انسان فراتر رود و تقریباً غیرقابل سکونت شود.

هوبر گفت: «بدترین تنش گرمایی در مناطقی اتفاق می‌افتد که ثروتمند نیستند و انتظار می‌رود در دهه‌های آینده رشد سریع جمعیت را تجربه کنند.» این درست است با وجود این واقعیت که این کشورها نسبت به کشورهای ثروتمند انتشار گازهای گلخانه ای بسیار کمتری تولید می کنند. در نتیجه، میلیاردها انسان فقیر رنج خواهند برد و بسیاری از آنها ممکن است بمیرند. اما کشورهای ثروتمند نیز از این گرما رنج خواهند برد. در جهان به هم پیوسته، همه می توانند انتظار داشته باشند که به نوعی تحت تاثیر منفی قرار گیرند.”

این تحقیق توسط کمک های مالی موسسه ملی پیری، اداره ملی هوانوردی و فضایی و بنیاد ملی علوم پشتیبانی شد.