По данным доклада Управления по координации гуманитарных вопросов ООН и Международной Федерации обществ Красного Креста и Красного Полумесяца ООН (октябрь 2022 года), экстремально высокие температуры, которые, независимо от деятельности человека, проявлялись бы раз в 50 лет, теперь стали в пять раз более вероятными. А при повышении температуры Земли на 2°C такая вероятность возрастет в 14 раз. Такие явления будут сопряжены с уровнями тепла и влажности, которые гораздо более опасны человека. По оценкам авторов доклада, к 2100 году проблема затронет до 600 млн человек.
Прогнозируемый уровень смертности от аномальной жары «ошеломляюще высок» и сопоставим с уровнями смертности от всех видов рака или всех видов инфекционных заболеваний, сказано в докладе.
Ученые Института Земли Колумбийского университета (США) разработали климатическую модель, которая показывает, что от последствий глобального потепления до конца столетия может погибнуть около 83 млн человек.
В настоящее время температура на Земле примерно на 1,1°C теплее, чем в 1800-х годах. Период 2015–2019 годов стал периодом пяти наиболее теплых лет за всю историю наблюдений, в то время как период 2010–2019 годов стал самым теплым десятилетием, также с момента начала наблюдений.
О том, что на нашей планете стало слишком жарко, каждый из нас мог почувствовать на себе. 2022-й год стал особенно показательным — жара наблюдалась по всему миру, включая регионы, которые далеки от экватора и тропиков. Россия не стала исключением — аномальная жара била рекорды не только на юге страны, в Москве, Санкт-Петербурге, но даже в Сибири и довольно дождливой Калининградской области.
К 2100 году в Северном полушарии лето станет жарче и будет длиться почти полгода, прогнозирует Юпин Гуань, океанограф из Института океанологии Китайской академии наук. Глобальное потепление климата связано с деятельностью человека, а именно — неконтролируемым выбросом CO₂ и других веществ, которые создают парниковый эффект.
Почему жара вредит здоровью
Многие люди отмечают, что в жаркие дни чувствуют себя раздражительными. Факты свидетельствуют о том, что сильная жара негативно влияет на психическое здоровье. Как сообщал Guardian со ссылкой на одно из исследований, проведенных в Нью-Йорке, в жаркие дни увеличивается число экстренных обращений в больницу в связи с аффективными и тревожными расстройствами, шизофренией и слабоумием, также злоупотреблением психоактивными веществами. Другое исследование связало повышение температуры и увеличение числа самоубийств.
Жаркая погода может влиять на качество воздуха, затруднять дыхание. Высокая температура обычно сопровождается неподвижным воздухом. Воздух застаивается, что приводит к накоплению загрязняющих веществ. Особенно вреден приземный озон. Этот газ образуется, когда загрязняющие вещества, выбрасываемые автомобилями, электростанциями и промышленными источниками, вступают в химическую реакцию при участии солнечного света.
Кроме того, большое количество жарких дней увеличивает вероятность возникновения рака кожи у людей. В результате чрезмерного воздействия ультрафиолетовых лучей возникают солнечные ожоги. Они, в свою очередь, провоцируют развитие болезни.
Когда температура тела человека поднимается до 38°С, мозг дает команду мышцам замедлиться, и наступает усталость. Это называется тепловым истощением. К симптомам этого явления также относятся головокружение, нарушения зрения, сильная жажда, тошнота, учащенное сердцебиение и онемение. Если не снизить температуру тела, тепловое истощение может перейти в тепловой удар.
«Влажный» термометр скорректирует прогнозы
Возможно ли привыкнуть к жаре? Ведь жители пустынь и других засушливых мест веками живут в жарком климате. Может, и жители других регионов со временем адаптируются к новым климатическим условиям? Однако специалисты не склонны к оптимизму в этом вопросе. Дело в том, что для человека опасны не волны экстремальной жары сами по себе, а их сочетание с высокой влажностью.
Находясь в сухой жаркой среде, например в Узбекистане, человек выделяет пот, который быстро испаряется, охлаждая тело. В условиях повышенной влажности выделение пота не работает как охлаждение, поэтому температура тела от жары продолжает повышаться. Это приводит к перегреву, обезвоживанию и общему дисбалансу организма, а порой и к смерти.
Поэтому так важна температура «влажного» термометра — она сочетает в себе температуру сухого воздуха, показываемую термометром, с влажностью. Чтобы измерить температуру таким методом, нужно провести влажной тканью по колбе термометра или же накрыть его влажной тканью, которая пропускает воздух.
Климатологи Калифорнийского университета в Беркли исследовали влияние экстремально высокой температуры и влажности на здоровье человека, а также скорректировали индекс температур. Исследование показало, что при стопроцентной влажности человеческий организм подвергается высоким рискам уже при температуре в 30°С, поскольку тело в таких условиях «ощущает» все 60°С. Аналогичное воздействие оказывает температура 35°С при влажности 65%.
Ученые Пенсильванского университета (США) провели испытание на добровольцах, чтобы уточнить порог безопасности уровня «влажного» термометра. В лабораторных условиях группу молодых здоровых мужчин и женщин подвергли тепловому стрессу. Эксперимент показал, что безопасная комбинация температуры и влажности окружающей среды, в пределах которой тело не перегревается, — 31°C при 100% влажности или 38°C при 60%. Следует учесть, что испытания, причем с минимальными физическими нагрузками, проводилось на молодых людях. А в группе риска в основном находятся люди старше 65 лет.
Пороговой, или критической, температурой «влажного» термометра, при которой здоровый человек может прожить всего шесть часов, считается 35°C — это примерно 40°C воздуха при относительной влажности 75%.
Как города борются с жарой
Нарастающая угроза глобального потепления заставила представителей 196 стран в 2015 году сесть за стол переговоров и подписать Парижское соглашение о климате. Оно предполагает добиться сдерживания к 2050 году роста средней температуры на планете на уровне 1,5°С.
В развитых странах взят курс на «зеленую» экономику, достижение углеродной нейтральности (соотношения выбросов и поглощения углекислого газа) к 2040 году, активное внедрение источников альтернативной энергии (ветровой, солнечной), лесовосстановление и многое другое. Особое внимание уделяется технологиям переработки отходов, особенно пищевых.
Согласно оценке климатической организации Project Drawdown (с участием эколога и экономиста Пола Хокена), на эти цели страны-участницы соглашения должны потратить около $26 трлн, чтобы к 2040 году минимизировать объемы выбросов парниковых газов.
Искусственный вызов дождя
Свои решения по предотвращению невыносимой жары ищут в разных странах. К примеру, в Объединенных Арабских Эмиратах удалось искусственно вызвать дождь при жаре 50°С. Технологии создания дождя состоят из специальных экспериментов по «засеву» облаков. ОАЭ проводили их совместно с учеными из Британского университета Рединга. Дроны запускали электрические разряды в облака без использования химических соединений.
Питьевые фонтанчики, зеленые зоны, кондиционеры
Муниципалитеты разных европейских городов с учетом нынешней жары предпринимают усилия по созданию локальных зеленых зон с питьевыми фонтанчиками, развивают новые форматы озеленения, создания холодных павильонов, оборудования кондиционерами социальных объектов, общественного транспорта и т.д.
Озеленение городов и неэффективный расход топлива
Тепловая угроза в городах усугубляется из-за теплопоглощающих строительных материалов, транспорта, промышленности, более высокого уровня загрязнения воздуха, отсутствия растительности и других факторов. Это явление известно как эффект городского острова тепла и означает, что в городах обычно на 3–8°C теплее, чем в сельской местности.
Поисками решения для этой проблемы занимаются с 2017 года в Сингапуре. Здесь создали цифровую модель, позволяющую проанализировать эффективность различных мер по снижению жары и избежать трат на решения, которые могут не сработать.
Основные проблемы перегрева городов — отсутствие зеленых насаждений и неэффективное использование энергии и топлива в городской инфраструктуре.
Повышение устойчивости к жаре
Наиболее очевидные способы борьбы с эффектом острова тепла в городах — расширение зеленого покрова, в том числе посадка деревьев, размещение «зеленых крыш» и т.д. Другие варианты включают внедрение «холодных крыш» с покрытиями, которые отражают больше солнечного света и поглощают меньше тепла. Такие крыши, например, устанавливают в рамках проекта NYC Cool Roofs в Нью-Йорке. Так называемые «прохладные» крыши уже установливают в Лос-Анджелесе, Филадельфии, Вашингтоне, Торонто, Кейптауне, Мадриде и Буэнос-Айресе.
Большое количество зеленых насаждений, «зеленые крыши» и другие природные элементы служат своеобразным буфером для климатических угроз. Они также улучшают физическое и психическое здоровье, делают города более привлекательными для жизни. У властей Барселоны есть 20-летний план по охлаждению городов «Деревья для жизни». А в американском Остине существует схема углеродных кредитов для финансирования программы посадки деревьев.
Прохладные тротуары
Набирают популярность прохладные тротуары. Обычные материалы для мощения, которые обычно покрывают около 40% территории города, достигают пиковых летних температур до 65°C и нагревают воздух над ними. Чтобы этого не происходило, города могут использовать более светлые цвета для создания более отражающих поверхностей, которые снижают тепловой риск. Так, в Японии столичное правительство Токио предоставляет субсидии на охлаждающие покрытия в рамках строительства и обслуживания дорог в приоритетных районах. Среди других городов, использующих охлаждающие покрытия — Париж, Лос-Анджелес и Сидней.
Города-«губки»
Чжухай, китайский город с населением 2,4 млн человек, является частью пилотного проекта по созданию городов-«губок». Все твердые поверхности в таких городах, в частности дороги и тротуары, могут поглощать, очищать, хранить воду. Применение пористого кирпича и пористого бетона может снизить температуру поверхности тротуара на 12°C и 20°C соответственно, а температуру воздуха — на 1°C.
Парки брызг
В Тель-Авиве нашли и другие решения для понижения температуры — здесь устанавливают водные площадки и другие альтернативные методы затенения и охлаждения, в том числе «парки брызг». Парки брызг — это игровая площадка, где вода разбрызгивается из вертикальных конструкций или наземных распылителей, а затем сливается до того, как она успеет накопиться.
Вред от кондиционеров
По данным Международного энергетического агентства (МЭА), на кондиционеры и электрические вентиляторы приходится почти 20% от общего объема электроэнергии, используемой в зданиях по всему миру. При этом потребление энергии для охлаждения выросло более чем в три раза с 1990 года, что имеет значительные последствия для электросетей, особенно в периоды пикового спроса и экстремальной жары.
Обнадеживает то, что исследование, проведенное в 2022 году группой австрийских и французских ученых, показало, что переход на использование пропана в качестве хладагента может уменьшить глобальное повышение температуры в результате охлаждения помещений. Таким образом можно избежать повышения глобальной температуры на 0,09°C к концу века и внести значительный вклад в поддержание глобального повышения температуры ниже 1,5°C.
Кондиционирование воздуха является отличительной особенностью городов, переживающих экстремальную жару. Это способствует значительной доле выбросов углекислого газа. Итак, как мы можем строить более экологичные здания, потреблять меньше энергии и оставаться в прохладе? Насколько осуществима эта модель?
В Сингапуре и других городах все чаще используется охлаждение на уровне района. Там вместо индивидуальных кондиционеров используют подземную систему. Речь идет о сети изолированных труб, часть из которых находится под землей. По этим трубам от центрального холодильного завода к кондиционерам в зданиях, подключенным к системе, идет транспортировка воды. После нагрева она вновь возвращается под землю для повторного охлаждения.
По мере того, как этот вариант будет использоваться все шире, затраты на эксплуатацию таких систем будут снижаться. Особое внимание следует уделить использованию естественной вентиляции, искусственного затенения и растительного покрова.
Стратегии снижения тепловой нагрузки, уменьшающие эффект городского теплового острова, должны стать частью более широкого городского планирования климатических мероприятий и быть включены в соответствующее отраслевое законодательство, особенно в отношении новых и существующих зданий, транспорта и городского планирования.