随着气候变化,夜晚变暖的速度比白天快。为什么?

2022年7月12日上午10:33
热浪。林美琪摄影/CC BY-ND 2.0
克里斯蒂达尔
首席气候科学家

由于气候变化,极端高温和热浪正变得越来越频繁和严重。这常常让人想起人们在烈日下乘凉的画面,或者城市里的孩子在喷泉里乘凉,而他们的父母则在一旁挥汗如雨。

而气候变化让我们的日子更热,气候变化的指纹在夜间温度上比在白天温度上更明显。夜晚比白天变暖得更多更快,这一点令人担忧,因为温暖的夜晚剥夺了我们身体和思想降温的机会,这对我们的健康有影响。

以下是我们对夜间和白天温度变化的了解,以及为什么它很重要。

我们观察到了什么

大约30年前,科学家们利用来自世界各地2000多个气象站的数据来确定1951年至1990年间白天和夜间温度是否以及如何变化。他们发现,在他们分析的站点中,最低温度(即夜间)和最高温度(即白天)平均都变暖了。但最低气温上升了1.4华氏度,而最高气温上升了0.5华氏度。换句话说,在这段时间内,夜晚比白天更温暖。这些变化有效地减小了所谓的日温度范围,或一天内最高和最低温度之间的差异。

自30年前的研究以来,许多研究已经确认了夜间变暖大于白天变暖的全球平均模式,我们现在对1901年以来的变化幅度有了更全面的认识。我们现在也知道,这种模式并不适用于所有地方,也不存在夜间和白天变暖的差异在全球范围内有所不同.包括北美在内的一些地区显示出夜间变暖大于白天变暖的清晰一致的信号,而其他地区,如澳大利亚,则没有显示出明显的趋势。

在美国各地,平均最低和最高温度分别比20年上半年高1.4华氏度和1.1华氏度th世纪,根据第四次美国国家气候评估

为什么夜晚变暖比白天快?

简而言之,答案就是云。

188金宝搏手机版全球变暖导致陆地地区的云层覆盖更多,因为温暖的大气本质上可以容纳更多的水分。确切地说,云的种类增加了厚厚的、沉淀的云-在白天将阳光反射回太空,并产生冷却效果。但它们在夜间吸收并重新释放热量到地球表面,就像毯子一样。通过增加云量,气候变化就像你在炎热夏夜闷热的房间里不需要的毯子。

在白天,云层将太阳的热量反射回太空,这对温度有冷却作用。在晚上,云吸收并重新释放从地球辐射出来的热量,这对温度有变暖的影响。信贷:美国国家航空航天局/姓名

所有这些加起来,夜晚比白天更容易变暖,变暖速度也更快。

一个最近的研究在全球云量、湿度和降水增加的地区,夜间变暖的速度超过了白天变暖的速度。相反的情况也是如此:在全球部分地区,云量、湿度和降水都减少了,白天变暖的速度超过了夜间变暖。其他因素,如土壤中的水分含量,也会影响这些模式。

考虑到气候变化,炎热夜晚出现的可能性有多大?

我们在气候中心的朋友开发了一个工具,可以显示气候变化每天对美国气温的影响程度。在大多数日子里,你可以看到气候变化对夜间温度的影响要比白天温度大得多。

气候中心的气候变化指数(CSI)着眼于今天的高温和低温的预测(以及未来几天的预测),并计算气候变化是否使我们所经历的任何温度变得更可能或更不可能。指数为零意味着气候变化并没有使预测的温度变得更可能或更不可能——基本上,这与我们在没有气候变化的情况下看到的情况是一致的。1到5的指数值表明,气候变化使预测的气温上升的可能性增加了1到5倍。

自从该工具推出以来,我每天都在查看CSI地图,它们始终显示气候变化对夜间低温的影响比白天高温的影响更大。

例如,在2022年7月8日,我们可以看到气候变化使预测的德克萨斯州和科罗拉多州等地出现高温的可能性略高,黄色和橙色表示可能性增加1-2倍:

但如果我们看一下当天夜间低温的预报,我们可以看到气候变化使美国南部大片地区出现低温的可能性增加了五倍——这张地图上最深的红色是:

有趣的是,除了夏季,这种情况是否还会持续下去,因为研究还表明,昼夜温度范围是不同的之间的季节冬天往往比夏天变暖得快。

为什么这很重要?

人类已经开始期待凉爽的夜间温度可以缓解热浪期间的炎热天气。任何在极端高温下待过的人都能感受到,在酷热的一天后,凉爽的夜晚能让我们的身体降温。但当夜晚依然炎热时,健康风险和与热有关的死亡上升因为我们的身体无法释放白天积累的多余热量。想象一下,一个建筑工人或农场工人日复一日地在三位数的高温下工作。如果他们在晚上因为夜间温度高而不能得到缓解,他们就有更高的风险持续的脱水、与高温有关的疾病、伤害和死亡。

高温本身会给我们的身体带来压力,但也会显著影响我们的获取能力充足的睡眠这对认知表现、注意力、记忆力等都有一定的危害。老年人低收入国家的人在天气炎热时尤其容易睡眠不足。

在城市地区,炎热的夜晚会加剧城市热岛效应.在任何一天,城市往往比周围地区更热,因为城市中提供遮阳的树木相对较少,而保温材料和表面(如沥青、水泥和路面)丰富。城市在白天吸收的额外热量在晚上被重新辐射,使城市地区的空气温度比周围环境高22华氏度。

此外,夜间空调向城市环境释放额外的热量。在热浪期间,城市热岛效应可以特别有害因为它减少或消除了人们身心放松的凉爽时间。

对于那些没有空调的人来说,炎热夜晚带来的健康风险尤其高,或者对于那些选择打开空调意味着困难的经济权衡的人来说。有色人种而患有低的收入他们面临的风险尤其大,因为他们不成比例地生活在更热的城市环境中,或者没有足够的经济灵活性来维持空调的运行。这些状况往往源于这样一个事实:几十年或几个世纪的系统性种族主义导致了对有色人种及其周围环境的健康和福祉的长期投资不足。当高温给电网带来难以承受的压力并导致停电时,或者为了减轻野火风险而提前关闭电源时,晚上在家无法降温会影响数百万人。

避免了未来危险的炎热夜晚

气候模型显示,随着温室气体排放的增加,白天和夜间高温的频率预计都将增加模型不同意关于美国的日气温范围是否有增减。仅就夜间温度而言,在高排放情况下,到本世纪末,美国夜间平均温度将上升约9华氏度(5摄氏度),这与本世纪末的水平相当总体变暖预计这个国家将经历这种情况。

分析和发布的气候模式数据奥布拉多维奇等人(2017)显示,在高排放情景下,到本世纪中叶,美国夜间平均气温将上升约4-5华氏度(2-3摄氏度),到本世纪末将上升约9华氏度(5摄氏度)。

科学也表明包括白天和热夜的事件的频率和强度取决于我们在未来几十年做出的排放选择,以及我们如何有效地将未来的变暖限制在1.5°C或2°C。事实上,全球气温预计会上升停止上涨在我们达到全球净零排放的几年内。

迅速而急剧地减少我们的排放将有助于让我们的夜晚舒适和安全。热浪和炎热的夜晚每年在美国夺走数百人的生命,所以我们也必须采取适当的支持措施,帮助人们即使在闷热的夜晚也能保持安全和健康。这些支持可以也应该采取多种形式,但仅举几例,城市规划者和公共卫生部门必须继续解决城市热岛问题;电网运营商和公用事业公司必须继续提高可靠性,同时也要协调一致地转向清洁能源;各州应该采纳政策防止公用事业公司在热浪来袭时切断一个人的电力供应——即使他们拖欠账单。

人们常说,与高温有关的死亡可预防的.为了在更暖的白天和更热的夜晚真正预防它们,我们需要采取行动。