《Nature Communications》:Anthropogenic climate change drives rising global heat stress and its spatial inequality
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本研究针对全球热应激加剧背景下自然与人为驱动因素的量化不足问题,通过分析过去40年Universal Thermal Climate Index(UTCI)数据,揭示人为气候变化主导了全球52%陆地平均热应激强度和67%极端热应激日数的上升趋势,且低收入经济体的热应激增长率是高收入经济体的2-3倍。该成果发表于《Nature Communications》,为公平性气候适应策略制定提供关键科学依据。
随着全球气候持续变暖,热应激已成为威胁人类健康与生产力的重要环境因素。尽管已有研究证实热应激事件频率和强度呈上升趋势,但自然气候波动与人为温室气体排放对这种现象的相对贡献仍缺乏系统量化。同时,不同地区经济发展水平是否会导致热应激影响的差异化分布,亦是当前气候公平性研究的关键盲点。
为厘清上述问题,研究团队基于Universal Thermal Climate Index(UTCI,通用热气候指数)这一综合气温、湿度、风速和辐射的多维度生理热应激指标,对1980-2020年全球热应激变化进行量化分析。通过耦合气候模式与归因分析方法,首次精确剥离了自然变率和人为强迫对热应激趋势的独立影响。该研究发表于《Nature Communications》,为理解气候变化的人类健康效应提供了突破性证据。
关键技术方法
研究主要采用三种技术路径:1)利用UTCI算法整合ERA5再分析数据,构建全球0.25°×0.25°格点热应激数据集;2)使用CMIP6多模式模拟开展检测与归因分析,通过最优指纹法区分自然与人为强迫贡献;3)基于世界银行经济体分类标准,采用泰尔指数量化热应激趋势的空间不平等性。
研究结果
全球热应激强度显著上升
分析显示,过去40年间全球地表UTCI值呈现普遍增长趋势,其中52%的陆地区域平均热应激强度显著增加(p<0.05),极端热应激日数(UTCI≥32°C)增加的陆地面积比例高达67%。热带地区和干旱带增幅尤为显著,部分区域极端热应激事件年发生频次增加超过15天。
人为气候变化占据主导地位
归因分析表明,人为强迫(包括温室气体和气溶胶排放)对热应激趋势的贡献面积约为自然强迫(如太阳活动和火山喷发)的2倍。在检测到显著热应激加剧的区域中,约78%的变化可归因于人类活动,特别是在北半球中纬度工业集中区,人为贡献度超过90%。
热应激增长存在经济梯度
按经济体收入分组后发现,低收入国家热应激强度年均增长率(0.35°C/decade)是高收入国家(0.12°C/decade)的2.9倍。这种差异在极端热应激指标上更为突出,低收入经济体极端热应激日数增速是发达经济体的3.2倍,凸显气候影响的分配不公。
结论与讨论
本研究通过多维度证据链证实,人为气候变化不仅是全球热应激加剧的主要驱动力,更通过放大区域差异加剧了气候不平等。低收入经济体由于适应能力有限、暴露人口密集,承受着不成比例的热健康风险。该发现强调了《巴黎协定》全球适应目标实施的紧迫性,要求气候政策必须嵌入公平性原则,例如通过建立"气候损失与损害基金"机制优先支持脆弱地区。未来研究需进一步量化热应激对劳动生产力、心血管疾病等具体健康终端的跨尺度影响,为精准适应提供决策支持。