农业灌溉导致“桑拿天”增多

IRE1/XBP1是内质网应激中最保守的一条信号通路。来源：地球科学前沿

导读

全球气候变暖背景下，高温热浪出现的频率显著增加，给人体健康带来了很大的危害。目前的高温热浪的研究，多集中在地表温度或者2m气温的分析，但实际上，湿度的变化也是影响人体对温度感知的一个重要的因素。在干燥的环境中，人体自主降温的方式是通过排汗，即汗液蒸发会带走热量，而过高的空气湿度将会抑制这种蒸发降温的作用。气象学中的湿球摄氏度（wet-bulb Centigrade）就表示了气温和湿度对体感温度的影响。当湿球温度达到 32℃ 时，即便是最健康的人，也将很难进行正常的户外活动；理论上当湿球温度超过 35 ℃，人类将无法存活。一般来说，农业主产区都是人类居住较为集中的地区，但是气候变暖背景下，农业的灌溉对于极端热浪事件的影响仍然不清楚，因此，本文作者利用观测数据和WRF天气模式研究了印度农业主产区的灌溉对于热浪的影响。

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正文

图1. 农业区灌溉对于地表温度的影响

首先作者分析了农业区灌溉对于地表温度的影响。印度北部的印度河-恒河平原是印度主要的粮食主产区，灌溉比例大约为60~70%，是世界上灌溉最为集中的农业区。从地表温度的变化来看，灌溉实际上是起到了降温的作用，这一地区由于灌溉导致地表温度下降约1℃，气温下降约0.5℃。

图2. 灌溉和非灌溉区域气温（g）和湿球温度（i）的变化

作者进一步分析了灌溉对于热浪的影响，夏季的日最高温度的结果表明，气候变暖背景下，相比于非灌溉区域，农业灌溉减缓日最高温度上升的趋势。但是灌溉区域的湿球温度增加高于非灌溉区域，表明灌溉导致湿球温度显著上升。

图3. WRF模式中灌溉对于气温（a，d）和湿球温度（c，f）的影响，（a-c）未考虑灌溉的结果，（d-f）考虑灌溉和未考虑灌溉的差值

作者通过数值试验研究了灌溉对于气温和湿球温度的影响机制。结果表明，相比于没有考虑灌溉因素的试验结果，考虑了灌溉的试验模拟的气温降低，但是湿球温度显著增加。造成这样结果的主要原因是：灌溉导致地表感热减小，边界层高度降低，同时也进一步增加了近地表的空气湿度，最终造成湿球温度的增加。

最后，作者指出大范围的农业灌溉导致印度、巴基斯坦以及阿富汗等国家夏季“桑拿天”增多，影响该区域3700~4600万的人口，因此在预估未来热浪变化趋势的时候，必须要考虑到农业灌溉的影响。