2022
11/18
相关创新主体

创新背景

热浪和干旱在世界范围内造成严重的超额死亡率和破坏。人们认为干燥的土壤使热浪更加致命,因为它将热浪温度推高,而干燥的土地导致较低的蒸发量。因此,更多的能量留在地球表面,进一步加热外部空气。

 

创新过程

干旱使热浪更加严重,但干旱的温度效应并不会增加热浪的致命性。瓦赫宁根大学、UGent、洛约拉马利蒙特大学和欧洲地中海气候变化中心的研究人员合作分析了全球机场和气象机构在35年期间(1981-2015)释放的数百万个气象气球的热浪。

气象气球测量值显示了风、温度和湿度(从表面到平流层)的垂直剖面。

研究使用了由WUR开发的概念模型,组织大量数据并识别干旱和高温时期(1500万次大气气球声音)。测量数据与卫星图像相结合,进而用于天气模拟。这样可以确定致命高温期间土壤脱水的影响。这些测量结果与卫星图像相结合,进而用于天气模拟,以评估致命热浪期间土壤干燥的影响。研究结果Soil drought can mitigate deadly heat stress thanks to a reduction of air humidity发表在2022年1月出版的《科学进展》杂志上。

降低空气湿度可以减少人类的热应激,土壤干燥对热浪发病率和死亡率的净影响尚不清楚。结合气象气球和卫星观测、大气模型和热浪死亡率分析,研究发现土壤干旱虽然具有变暖效应,但会降低热浪致死率。

早晨干燥的土壤将下午的热应激减弱大约5%。这是因为表面蒸发减少和高空干燥空气夹带增加。研究结果表明,干旱导致蒸发减少,意味着湿度降低。高湿度会增加过热的风险,因为它会阻碍人体通过蒸腾作用冷却。随着湿度因干燥条件而降低,干旱反而带来了有益的影响,降低热浪的致命性。

在气候变暖的情况下,热浪时期变得越来越长、越来越频繁和强烈。(重新)植树造林和耕地灌溉对于自然保护、生物多样性、农业和粮食生产是必要的。然而,研究表明,这些抗旱措施对致命的高温无效,甚至可能是有害的。灌溉农业可能会加剧致命的热应激,表面润湿以增加蒸发冷却的热浪缓解措施可行性或许有限。

面对日益致命的高温和干旱,研究人员认为有必要在其基础上对抗全球变暖。人们应该重新考虑现有的干旱和高温措施,并在农业,食品和水文部门探索替代的抗旱和耐热措施,更好地适应更干燥和更热的气候,进行有效的植物物种保护种植工作,需要考虑作物选择(如小麦或玉米)和农业措施(如免耕农业或作物的转基因)以减少用水量和提高太阳能的反射。

 

创新关键点

创新从土壤蒸发冷却和人类热应激的角度考虑干旱温度效应的影响,反向思考干旱对热浪致命性的影响。

 

创新价值

新的研究发现表明干旱可降低热浪的致命性,为研究抗旱和耐热措施提供新的理论方向,有助于升级现有抗旱耐热措施,有效抵御全球变暖。

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