瞻云

2023年8月11日，加沙城，天氣炎熱，巴勒斯坦民眾游泳降溫

7月以來，熱浪席卷北半球，中國北京為代表的地區(qū)，出現(xiàn)多次40℃以上的高溫天氣。7月底，臺風過境后，多地又開始重回“烤箱”模式，頻發(fā)高溫預(yù)警。

如今，極端的高溫，正在炙烤整個地球。

7月3日成為全球有記錄以來，平均氣溫最高的一天。次日，世界氣象組織宣布，厄爾尼諾條件已形成，意味著極端高溫可能已經(jīng)成為新常態(tài)。

每年夏季，世界范圍內(nèi)都會發(fā)生大量的“熱射病”致死案例，今年在厄爾尼諾現(xiàn)象的影響下，尤為顯著。

熱射病屬于重癥中暑。和普通中暑不同的是，它有著很高的死亡率，通?？梢赃_到20%至70%，50歲以上中老年患者的死亡率，更是高達80%。

體溫調(diào)定點平衡溫度

或許很多人會有疑問，人類體溫溫度明明有37℃，偶爾高燒超過40℃也可能沒事兒，為什么熱射病卻來勢洶洶，能快速致病，甚至致人死亡？

主要原因在于，人體散熱機制無法應(yīng)對突然到來的熱浪高溫。

每個細胞每秒鐘，都會發(fā)生千萬次生化反應(yīng)，大腦、內(nèi)臟，以及肌肉等人體核心，就是一個個巨大的發(fā)熱體，隨時隨地在源源不斷地產(chǎn)生熱量。

人體要維持37℃的體溫，就必須不停對外散熱。而人體對外散熱，主要有4種途徑：蒸發(fā)散熱、對流散熱、傳導(dǎo)散熱，以及通過熱輻射散熱。

由于人體源源不斷地產(chǎn)生熱量，那么當核心器官產(chǎn)生的熱量等于散失的熱量時，人體才能維持37℃的恒定體溫。

當皮膚溫度為33℃左右時，我們才會覺得不冷不熱。這是因為，人體核心必須和體外形成一個溫度梯度，體內(nèi)的熱量才能傳向體外，并最終通過皮膚散失掉—4℃的平均溫度梯度，正是人體皮膚裸露時，恰好能散失掉基礎(chǔ)代謝熱量的平均溫度。

然而人外出時，都有穿衣的習慣，衣物起到隔絕空氣的效果，又會形成一個溫度梯度，從而可以在更低的環(huán)境溫度中，令皮膚處于33℃的舒適溫度附近。所以，穿衣狀態(tài)下，人體舒適氣溫大多在28℃附近。

正是因為溫度梯度的存在，當我們皮膚溫度低于33℃時，溫覺感受器會讓我們產(chǎn)生冷覺，促使我們增加衣物，或者采用其它保暖措施；當皮膚溫度高于33℃，就會促使我們減少衣服，或者采用其他降溫措施。

作為恒溫動物，我們體內(nèi)擁有專門的體溫調(diào)節(jié)機制—通過下丘腦的體溫調(diào)定點來調(diào)節(jié)體溫。體溫調(diào)定點就像一把尺：當人體面臨高溫威脅時，下丘腦通過促使汗腺分泌增多、毛細血管舒張、肌肉肝臟產(chǎn)熱減少，來促使人體降溫；當人體面臨低溫威脅時，下丘腦通過促使汗腺分泌減少、毛細血管收縮、肌肉肝臟產(chǎn)熱增多，來促使人體升溫。

人體散熱機制無法應(yīng)對突然到來的熱浪高溫。

2023年8月8日，美國德州奧斯汀市，急救人員正在救助一名中暑的市民

雖然體溫調(diào)定點通常在37℃附近，但也并非一成不變。例如，病原體感染、炎癥反應(yīng)、內(nèi)分泌失常、代謝失常、體溫調(diào)節(jié)中樞功能失常、自主神經(jīng)功能紊亂及其它疾病等，都可能導(dǎo)致體溫調(diào)定點升高，從而引起發(fā)熱。

熱射病如何致命？

一般來說，體溫在38.5℃以下，體溫調(diào)定點都能夠很好地工作；當體溫達到39℃至40℃范圍時，人體便進入了高熱范圍。在如此高溫的環(huán)境中，體溫調(diào)定點便可能發(fā)生紊亂，從而引起體溫失控，甚至導(dǎo)致溫度不可逆地繼續(xù)升高。

然而，在熱浪事件中，環(huán)境溫度往往高達40℃以上，甚至高出人體溫度好幾度，這如果是人體溫度，已經(jīng)達到了超高熱標準。

這個時候，人體的溫度梯度，已經(jīng)完全反過來。之前原本是散熱的機制，現(xiàn)在變成了增熱的機制，不僅有來自人體內(nèi)部的熱量，還有外部熱量的持續(xù)加熱。

當外界溫度高于人體溫度時，汗液蒸發(fā)幾乎是唯一的散熱方式。然而很多人在夏天，往往穿著不通氣的防曬服，這對人體的散熱更是雪上加霜。

靜息狀態(tài)下，人體的功率通常在100瓦特至200瓦特范圍內(nèi)，夏天太陽直射時，每平方的功率則高達1367瓦特。如果人體橫截面積按照0.1平方米來算，太陽施加在人體上的功率也高達100多瓦特。

也就是說，高溫狀態(tài)下，如果汗液得不到蒸發(fā)，那么相當于幾百瓦功率的電磁爐向人體不斷加熱，足以讓人體溫度急遽升高，在短時間升高好幾度。

人體內(nèi)部的蛋白質(zhì)活性、神經(jīng)活動、內(nèi)臟活動都高度依賴于正常的體溫，甚至連下丘腦這個溫度調(diào)定點，也依賴于穩(wěn)定的溫度。急遽升高的溫度，令溫度調(diào)節(jié)更加紊亂，對高熱的人體來說，更是雪上加霜。

對于一些有心血管、腦血管等基礎(chǔ)病的中老年人群體來說，身體自然難以抵抗這樣的高熱沖擊，這是熱射病造成他們高死亡率的根本原因。

總的來說，對付熱射病，最關(guān)鍵在于預(yù)防。如果遇到突然的高溫，尤其是超過人體的高溫，一定要注意降溫，尤其是要穿透氣透風的衣服。大量發(fā)汗，且同時保持通風，往往能起到最佳的散熱效果。

當然，記得及時補充水分和電解質(zhì)。

2023年8月4日，希臘雅典，阿提卡動物園，一只15歲的安哥拉獅子在舔它的冷凍早餐

大量發(fā)汗，且同時保持通風，往往能起到最佳的散熱效果。

熱浪威脅恐將繼續(xù)增多

在注意個人安全的同時，我們也必須注意到，近幾年來隨著全球氣溫越來越高，北半球頻頻出現(xiàn)極端高溫。每年夏天，歐洲都會出現(xiàn)大量熱死事件。

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的氣象學家預(yù)估，2021年至2050年，破紀錄極端熱浪的發(fā)生概率，將是過去30年的2到7倍；2051年至2080年，更會是達到3到21倍。而北半球中緯度地區(qū)的極端熱浪事件，每6年至37年就會發(fā)生一次。

美國耶魯大學有研究也表示，極端熱浪除了熱死人，還會導(dǎo)致全球風暴。相比過去300萬年，21世紀的颶風和臺風等熱帶氣旋，將會在更大緯度范圍內(nèi)發(fā)生，紐約、波士頓、北京、東京等中緯度地區(qū)的全球大都市，更是首當其沖。

全球洋流和季風頻頻翻轉(zhuǎn)，正在導(dǎo)致地球局部地區(qū)極端天氣加大頻率發(fā)生。該下雨的連年干旱，不下雨的傾盆暴雨，該冷的時候，熱浪來襲，該熱的時候，卻遭遇寒潮。

厄爾尼諾現(xiàn)象帶來的熱浪威脅，僅僅只是近年來人類遭遇的無數(shù)極端天氣之一。

例如，2021年，中國發(fā)生了多達9次的區(qū)域性高溫，北京、天津、河北等眾多地區(qū)降雨量達到數(shù)十年之最，全國共出現(xiàn)36次區(qū)域性暴雨過程；江南、華南、西北、華北皆出現(xiàn)了區(qū)域性干旱。

全年共發(fā)生了47次區(qū)域性強對流天氣，中等強度以上龍卷風16次。北方地區(qū)共出現(xiàn)9次沙塵天氣，而在1月和11月，都出現(xiàn)了極端低溫和寒潮。

世界范圍內(nèi)的極端天氣事件更是不可計數(shù)，帶來這些惡果的罪魁禍首，可能正是全球變暖。

真正的危機

人類世界，似乎正在不可逆地朝著全球變暖的混沌預(yù)言，一步步發(fā)生著氣候危機。

雖然今天的我們，已經(jīng)知道全球變暖將可能給地球帶來極端的惡果，但時間回到上世紀六七十年代，很多科學家并不相信全球變暖的事實，認為是危言聳聽。

但在這樣的背景下，出現(xiàn)了兩位逆行者，真鍋淑郎和克勞斯·哈塞爾曼。通過建立經(jīng)典的“大氣—海洋—陸地”大氣環(huán)流模型，真鍋淑郎不僅有效地模擬了全球氣候變暖，還第一次確切地提出了二氧化碳濃度和全球變暖的關(guān)系。

“二氧化碳濃度每增加一倍，全球氣溫將上升2.5℃。”這一句經(jīng)典預(yù)言，正是真鍋淑郎所提出的。

2023年8月6日，成都大運會賽艇男子輕量級單人雙槳決賽，獲得銀牌的伊朗隊選手中暑

在真鍋淑郎建模思路的啟發(fā)下，哈塞爾曼提出了哈塞爾曼模型，發(fā)明了一種“最優(yōu)指紋法”，來預(yù)測天氣變化。

簡單來說，自然現(xiàn)象和人類活動就像是在其氣候中留下的指紋，通過對這些指紋建模，就能找到氣候規(guī)律，從而對天氣進行預(yù)測。

對此，復(fù)旦大學物理學系教授黃吉平教授曾做過一個形象生動的比喻，大致意思是說，混沌的天氣，就像人牽著狗走路，狗一會兒跑東，一會兒跑西。人走路的軌跡也捉摸不定，無法預(yù)測。但如果我們統(tǒng)計狗的腳印，就可以預(yù)測出人的行走軌跡。

為了表彰真鍋淑郎和哈塞爾曼“對地球氣候的物理建模、量化可變性和可靠地預(yù)測全球變暖”的功效，2021年，他們被授予諾爾貝物理學獎。

隨著混沌理論的發(fā)展，在氣候?qū)W家的努力下，人類預(yù)測短期天氣的能力變得越來越強，但隨著氣候變得越來越惡劣，我們的未來卻被推向了更加難以預(yù)測的結(jié)果。

迄今為止，我們已跨越了9個行星邊界中的5個。

2009年，瑞典和澳大利亞科學家首次提出了“行星邊界”的概念，以定義“在穩(wěn)定的星球上為人類提供安全的操作空間”。

地球上總共有九大行星邊界，即氣候變化、生物多樣性損失、生物地球化學流動（氮磷循環(huán)）、平流層臭氧消耗、海洋酸化、淡水利用、土地利用變化、大氣氣溶膠負載和化學污染。

行星邊界框架中的每個過程，都明顯被人類活動影響。迄今為止，我們已跨越了9個行星邊界中的5個。

CO₂、CH₄、N₂O濃度升高，夏季海冰減少，冰川退縮，全球海平面上升，海洋增暖，海洋酸度增加……近幾十年來，這些現(xiàn)象都屢屢刷新千萬年來的最新數(shù)據(jù)。

或許本次厄爾尼諾現(xiàn)象帶來的熱浪威脅僅僅是一場偶然，但也有可能它背后暗藏的是全球變暖危機的再一次預(yù)演。臺風杜蘇芮和卡努接踵而來，而在未來還有什么極端天氣等著我們，同樣是混沌而未知的。但無論它們發(fā)生的真正原因是什么，保護氣候和環(huán)境，都將是我們?nèi)祟愇磥砑珙^上最重的一項責任。

（作者系生命科學科普作家）

責任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com