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消防员在2021年6月在加拿大蒙特利尔与炎热天气作斗争后冷静下来
消防员在加拿大蒙特利尔(2021年6月)在炎热的天气中与大火作斗争后冷却。 图片来源:Mario Beauregard Beaustock / Alamy Stock Photo。
来宾帖子
2022年5月4日19:00

来宾帖子:历史上最极端的热浪是什么?

来宾作者

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05.04.22
来宾作者

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04.05.2022 |下午7时00
来宾帖子 来宾帖子:历史上最极端的热浪是什么?

2021年6月,严重的热浪袭击了北美西部,为加拿大创造新的历史记录,并导致加利福尼亚宣布紧急状态

该地区的西北太平洋西北热浪是前所未有的,局部温度记录破裂了高达4.6摄氏度。强烈的热量导致数百人死亡,铁路和道路受损,枯萎的农作物,企业受损,并导致了一系列野火。据估计,热浪引起了约90亿美元的损失在美国。

但是,与世界其他历史历史相比,这场热浪有多极端?

创纪录的极端是对社会的威胁,因为社区经常适应已知的温度范围。温度冲击越大,越强调社区的基础设施,有时会到达突破点。

在我们的新研究中,发表在biwei6868科学进步,我们表明,太平洋西北热浪是地球上任何地方观察到的最极端热浪之一。但是,我们还发现了一些其他地区,这些地区经历了相对于当地气候的更严重的热浪。

我们如何定义热浪的极端?

我们每天使用最高温度来定义热浪 - 气象组织(例如气象组织)使用的指标英国大都会办公室。为了比较地球不同区域的热浪,绝对温度并不理想,因为尽管社区具有截然不同的适应能力,但热带热带热带的热浪总是比北极中的热浪更热。

查看与当地平均水平相比,热浪的大小是向前迈出的一步。但是,在条件在季节到季节的大幅度波动(例如在中期中)的地区,预计将有更多极端。

在自然变异性较低的区域,例如热带地区,绝对幅度较小的热波可能会产生更大的影响,因为该区域可能不太为这种异常条件做好准备。就绝对幅度而言,一个较高可变性的区域可能会经历更严重的热浪,但由于过去的经验,可能会更容易适应。

例如,2003年夏天的欧洲热浪引起法国至少有6,000人死亡。2006年,相似幅度的热浪造成了60%的过量死亡,这表明人口变得不易受到热量的影响,这可能是由于对风险的认识提高和警告系统的提高所致。

我们根据“标准偏差” - 衡量事件与该地区平均条件的距离。我们使用ERE5重新分析数据集- 将观察到的数据与模型模拟结合在一起 - 由欧洲中等天气预报中心(ECMWF)。

在我们正在调查的期间 - 1950年到期 - 气候变化已经稳定变暖,过去三十年中的每一个都比1850年以来的任何前十年都要温暖。为了使记录较早的极端发生不被更热的事件淹没,我们通过评估前十年的平均条件来消除气候变化趋势。这为我们提供了一个指标,表明热浪相对于时间的气候有多极端。

使用我们的极端度量,太平洋西北热浪定义为与现代平均气候的4.1标准偏差。

有更多极端的热浪吗?

在1950年至今的记录中,2021年6月的活动对北美西部来说是最极端的活动 - 但其他地方有几个更极端的活动。

下面的地图显示了自1950年以来世界各地最大热浪的大小。橙色阴影表明每个事件与平均气候有多少标准偏差,而白色阴影表示不同数据集之间的分歧区域,因此没有结果是包括。

还值得注意的是,重新分析使用模型来填补观察到的数据中的空白。这有助于克服长期存在的问题极端天气缺乏数据在世界部分地区没有全面的天气记录。但是,我们可能错过了一些大型事件,例如,在非洲的部分地区,观察到的数据覆盖率特别差。

1950年以来,每个世界地区最大的热量最大的幅度
地图显示了1950年以来每个区域以来最大极端的大小,在与平均水平的标准偏差中表示,气候变化趋势消除了。资料来源:Thompson等人(2022)。

在全球范围内 - 在没有气候变化的情况下 - 我们发现有四个热浪更加极端。我们通过评估一个第二个重新分析数据集并检查观察到来自气象站的数据。我们发现的事件包括一些令人惊讶的事件 - 例如,1985年11月在巴西南部的热浪中,几乎没有报道。

总体而言,我们发现,有史以来最极端的热浪在1998年4月袭击了东南亚。这项活动与强大有关厄尔尼诺-类似于2016年的活动- 这也导致了一些区域温度记录。1998年的事件导致条件非常适合野火的传播- 森林区域的大小为700万足球球场。

下表显示了我们确定的八个最严重的事件。2021年6月,北美西部的热浪排在第五位,而一些臭名昭著的事件并没有晋级。

例如,未列出2003年欧洲热浪,因为它仅是“仅”平均水平的3.3标准偏差。这次热浪的明显性来自事件的整体社会影响 - 不仅是温度幅度,这是解决难题的下一步。这2010年夏季的西伯利亚热浪也没有特征,因为它超过了几个月的平均水平,而不是非常极端的几天。

地区 日期 大小为IN
标准偏差术语
最大温度。在c c的标准偏差
东南亚 24-APR-98 5.1 32.8 0.5
巴西南部 16-NOV-85 4.3 36.5 1.9
美国:阿拉巴马州,佛罗里达,佐治亚州和密西西比州 13-JUL-80 4.3 38.4 1.7
西南秘鲁 16年1月24日 4.2 23.0 0.9
加拿大:艾伯塔省 30-Jun-21 4.1 36.0 3.4
美国:阿拉斯加南部 2019年7月7日 3.9 23.8 2.4
加拿大:育空地区 14-Jun-69 3.9 27.3 3.2
巴西东南 07-OCT-20 3.7 36.7 1.9
全球最终热量的表格表,显示了比2021年6月的西部北美热浪更极端的事件。信贷:Thompson等。((2022)。

除了强调每日极端温度最高的区域外,我们还可以确定哪些区域的历史温度特别低。在过去的70年中,某些地区并没有经历过大的极端。因此,如果没有局部适应的触发,则可能无法为热浪做准备。印度,澳大利亚和中非的一部分没有显示出与平均水平的三个标准偏差以上的历史事件。

极端的速度有多快?

在一个温暖气候,我们知道在过去70年中的平均每日温度升高。在我们的研究中,我们调查是否有比这种气候变化更快的迹象表明极端变化的速度更快。

我们通过根据平均值的标准偏差来评估极端,然后删除由气候变化引起的升温信号。结果表明,极端幅度和频率的增加,但与平均气候相同。也就是说,至少在全球环境中查看时。(也有其他方式可以改变热浪 - 例如,他们可以增加持续时间或同时发生在更多地区 - 但这超出了我们的研究范围。)

运行大型收藏(或“合奏”)气候模型模拟对于调查极端事件非常有用。从本质上讲,这些事件中很少发生在现实世界中,但是使用模型合奏多次使用更多的数据。

使用两个具有大合奏的不同模型,我们还表明,极端事件预计将以与平均气候温暖相同的速度增加幅度。

热浪的影响

重要的是要记住,热浪的气象并不能决定其影响。许多社会经济因素将影响热浪原因的破坏,包括人口密度,住房状况和预警系统。

热量的影响是广泛的,影响人类健康,动物健康,生态系统,粮食安全和许多其他部门。在许多情况下,热应力的度量,或“毛毡”温度,可能是其影响的更好指示。在这种危险的背景下查看该问题的意思是,太平洋西北热浪非常出色。

2021年6月的Heatwave看到了惊人的4.6C的记录,一年中气候上最热门的一个月前一个月。很难为此类事件做准备,远远超出了该地区的正常状态。

经过创纪录的事件,可能会为未来的极端准备更大。如前所述,在欧洲,2006年热浪造成的死亡人数少于2003年的事件,这要归功于卫生当局和机构制定的预防措施

记录震撼的热浪随着气候温暖,通过教育和更好的适应工具(例如改进的预警系统),我们可以大大减少这些未来极端事件的社会和生态系统的影响。

Thompson,V。等。(2022)2021年北美西部热浪是有史以来最极端的事件,这是科学进展,biwei6868doi:10.1126/sciadv.abm6860

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