清華新聞網(wǎng)12月16日電 隨著全球氣候變化加劇，極端高溫天氣對人類健康的威脅日益突出。不可補償熱應(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，使得健康的個體即使采取充分休息和補水等預(yù)防措施，仍然會出現(xiàn)核心體溫上升的情況（如不進行干預(yù)，熱射病和死亡將無法避免）。以往研究主要關(guān)注室內(nèi)環(huán)境，假設(shè)太陽輻射可以完全避免，但是忽略了無法避免戶外活動的脆弱群體，例如全球大約8.5億農(nóng)民和7億需要戶外取水的人群。
近日，清華大學深圳國際研究生院環(huán)境與生態(tài)研究院范遠超團隊及其合作者在研究全球變暖對人類健康影響方面取得重要突破。研究團隊首次在全球尺度定量評估了戶外濕熱、太陽輻射及生理特征等因素對熱應(yīng)激的影響，揭示了此前研究嚴重低估全球變暖帶來的戶外健康風險。研究結(jié)果表明，在全球升溫2°C的情況下，將有數(shù)千萬無法避免戶外活動的人群面臨致命熱應(yīng)激風險，這一數(shù)字在全球升溫4°C時將攀升至數(shù)億人。
研究團隊開發(fā)了一套精確且簡約的人體熱響應(yīng)模型，首次將溫度、濕度、太陽輻射和風速等戶外動態(tài)環(huán)境因素和幾種關(guān)鍵的生理約束同時納入考量（圖1），并用第六次耦合模式比對項目（CMIP6）中的12個地球系統(tǒng)模式的未來氣候預(yù)測作為輸入進行全球熱應(yīng)激的定量評估。該方法的創(chuàng)新在于，傳統(tǒng)熱應(yīng)激研究主要依賴于如濕球溫度等描述人體外部因素的經(jīng)驗指數(shù)，其參數(shù)一般校準于當下氣候和特定人群，無法外推到未來或其他人群，而該團隊所開發(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)，本世紀預(yù)期面臨不可補償熱應(yīng)激的戶外活動人口將比以往室內(nèi)研究多出數(shù)千萬。具體來說，在全球變暖2°C的情景下，預(yù)計有2400萬農(nóng)民或戶外取水的人口（圖2b,d）平均每年將經(jīng)歷8天（或96小時，圖3b）不可補償熱應(yīng)激。當升溫4°C時，將有1.3億農(nóng)民或1.6億戶外取水人口平均每年受到14天（或168小時，圖3）不可補償熱應(yīng)激的影響。如果考慮其他戶外活動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。即使在有遮陽條件下，暴露于不可補償熱應(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)將首當其沖，中國華東華南地區(qū)也在接近這些危險條件（圖3）。
圖2.不可補償熱應(yīng)激影響的土地面積（a，c）及戶外勞動人口（b，d）
圖3.年累計不可補償熱應(yīng)激時間（陽光暴露下，針對有農(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外活動時間轉(zhuǎn)移到夜間或清晨（18:00至9:00之間），但這種改變將會帶來一系列的社會、經(jīng)濟影響和安全隱患。
研究負責人范遠超表示：“我們的模型將氣候研究和生理學研究相結(jié)合，為跨領(lǐng)域合作搭建了一座橋梁，能更準確地評估各種氣候條件下的熱應(yīng)激健康風險。”研究的合作者凱金·麥科爾（Kaighin McColl）說：“對于氣候變化，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。為了避免不可補償熱應(yīng)激帶來的最嚴重影響，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)致廣泛的戶外不可補償熱應(yīng)激風險”（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）。
清華大學深圳國際研究生院助理教授范遠超為論文第一作者及通訊作者，哈佛大學地球與行星科學系助理教授凱金·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、鵬城孔雀計劃特聘崗位科研啟動基金和哈佛大學太陽能地球工程研究計劃獎學金的資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01930-6
供稿：深圳國際研究生院
編輯：李華山
審核：郭玲
