清華新聞網(wǎng)12月16日電 隨著全球氣候變化加劇，極端高溫天氣對(duì)人類(lèi)健康的威脅日益突出。不可補(bǔ)償熱應(yīng)激是一種極端的熱應(yīng)激狀態(tài)，即身體散熱的能力不足以抵消環(huán)境熱量的輸入，使得健康的個(gè)體即使采取充分休息和補(bǔ)水等預(yù)防措施，仍然會(huì)出現(xiàn)核心體溫上升的情況（如不進(jìn)行干預(yù)，熱射病和死亡將無(wú)法避免）。以往研究主要關(guān)注室內(nèi)環(huán)境，假設(shè)太陽(yáng)輻射可以完全避免，但是忽略了無(wú)法避免戶(hù)外活動(dòng)的脆弱群體，例如全球大約8.5億農(nóng)民和7億需要戶(hù)外取水的人群。
近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院環(huán)境與生態(tài)研究院范遠(yuǎn)超團(tuán)隊(duì)及其合作者在研究全球變暖對(duì)人類(lèi)健康影響方面取得重要突破。研究團(tuán)隊(duì)首次在全球尺度定量評(píng)估了戶(hù)外濕熱、太陽(yáng)輻射及生理特征等因素對(duì)熱應(yīng)激的影響，揭示了此前研究嚴(yán)重低估全球變暖帶來(lái)的戶(hù)外健康風(fēng)險(xiǎn)。研究結(jié)果表明，在全球升溫2°C的情況下，將有數(shù)千萬(wàn)無(wú)法避免戶(hù)外活動(dòng)的人群面臨致命熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)，這一數(shù)字在全球升溫4°C時(shí)將攀升至數(shù)億人。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一套精確且簡(jiǎn)約的人體熱響應(yīng)模型，首次將溫度、濕度、太陽(yáng)輻射和風(fēng)速等戶(hù)外動(dòng)態(tài)環(huán)境因素和幾種關(guān)鍵的生理約束同時(shí)納入考量（圖1），并用第六次耦合模式比對(duì)項(xiàng)目（CMIP6）中的12個(gè)地球系統(tǒng)模式的未來(lái)氣候預(yù)測(cè)作為輸入進(jìn)行全球熱應(yīng)激的定量評(píng)估。該方法的創(chuàng)新在于，傳統(tǒng)熱應(yīng)激研究主要依賴(lài)于如濕球溫度等描述人體外部因素的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其參數(shù)一般校準(zhǔn)于當(dāng)下氣候和特定人群，無(wú)法外推到未來(lái)或其他人群，而該團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的模型直接描述人體反應(yīng)并可適用于任何氣候情景和人群。
圖1.人體熱應(yīng)激模型示意圖：以往研究（a）與該研究（b）的區(qū)別
研究發(fā)現(xiàn)，本世紀(jì)預(yù)期面臨不可補(bǔ)償熱應(yīng)激的戶(hù)外活動(dòng)人口將比以往室內(nèi)研究多出數(shù)千萬(wàn)。具體來(lái)說(shuō)，在全球變暖2°C的情景下，預(yù)計(jì)有2400萬(wàn)農(nóng)民或戶(hù)外取水的人口（圖2b,d）平均每年將經(jīng)歷8天（或96小時(shí)，圖3b）不可補(bǔ)償熱應(yīng)激。當(dāng)升溫4°C時(shí)，將有1.3億農(nóng)民或1.6億戶(hù)外取水人口平均每年受到14天（或168小時(shí)，圖3）不可補(bǔ)償熱應(yīng)激的影響。如果考慮其他戶(hù)外活動(dòng)人口如建筑工人或快遞員，或老年及亞健康人群，影響將更為廣泛。即使在有遮陽(yáng)條件下，暴露于不可補(bǔ)償熱應(yīng)激的人口數(shù)量也比此前完全忽視輻射影響的研究預(yù)測(cè)高出六倍以上。熱帶地區(qū)，尤其是南亞、非洲北部、南美和中東部分地區(qū)將首當(dāng)其沖，中國(guó)華東華南地區(qū)也在接近這些危險(xiǎn)條件（圖3）。
圖2.不可補(bǔ)償熱應(yīng)激影響的土地面積（a，c）及戶(hù)外勞動(dòng)人口（b，d）
圖3.年累計(jì)不可補(bǔ)償熱應(yīng)激時(shí)間（陽(yáng)光暴露下，針對(duì)有農(nóng)業(yè)人口地區(qū)）
此外，研究表明受極端熱應(yīng)激事件影響的人群將不得不考慮把戶(hù)外活動(dòng)時(shí)間轉(zhuǎn)移到夜間或清晨（18:00至9:00之間），但這種改變將會(huì)帶來(lái)一系列的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響和安全隱患。
研究負(fù)責(zé)人范遠(yuǎn)超表示：“我們的模型將氣候研究和生理學(xué)研究相結(jié)合，為跨領(lǐng)域合作搭建了一座橋梁，能更準(zhǔn)確地評(píng)估各種氣候條件下的熱應(yīng)激健康風(fēng)險(xiǎn)?！毖芯康暮献髡邉P金·麥科爾（Kaighin McColl）說(shuō)：“對(duì)于氣候變化，也許最大的未知是：我們將允許地球變暖到什么程度？這取決于我們自己。為了避免不可補(bǔ)償熱應(yīng)激帶來(lái)的最嚴(yán)重影響，我們需要迅速淘汰化石燃料，將全球升溫控制在2°C以下。”
相關(guān)研究成果以“全球變暖導(dǎo)致廣泛的戶(hù)外不可補(bǔ)償熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)”（Widespread outdoor exposure touncompensable heat stress with warming）為題，于12月12日發(fā)表于《自然》（Nature）系列期刊《通訊·地球與環(huán)境》（Communications Earth & Environment）。
清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院助理教授范遠(yuǎn)超為論文第一作者及通訊作者，哈佛大學(xué)地球與行星科學(xué)系助理教授凱金·麥科爾（Kaighin McColl）為論文第二作者及共同通訊作者。研究得到深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)、鵬城孔雀計(jì)劃特聘崗位科研啟動(dòng)基金和哈佛大學(xué)太陽(yáng)能地球工程研究計(jì)劃獎(jiǎng)學(xué)金的資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01930-6
供稿：深圳國(guó)際研究生院
編輯：李華山
審核：郭玲
