Klimaundersøgelse ser på menneskers eksponering for ekstreme temperaturer i det 21. århundrede

Denver er kendt for sit relativt milde klima og sine fire forskellige årstider. Det er også kendt for sine temperaturudsving i løbet af en dag eller endda timer. Men hvad betyder det for byens indbyggere – og for den sags skyld, resten af ​​indbyggerne i det kontinentale USA, når det kommer til ekstreme temperaturer?

Det var, hvad Ashley Broadbent ville vide. Specifikt, han ønskede at vide, hvordan befolkninger i hele USA vil opleve varme og kulde i det 21. århundrede.

Så, Bredbøjet, en assisterende forskningsprofessor ved Arizona State University's School of Geographical Sciences and Urban Planning, brugte state-of-the-art modelleringsværktøjer til at analysere, hvordan tre centrale variabler ville påvirke menneskelig eksponering for ekstreme temperaturer fra begyndelsen af ​​dette århundrede til dets ende.

Han og hans samarbejdspartner Matei Georgescu, en lektor ved ASU's School of Geographical Sciences and Urban Planning, koncentreret om følgende tre nøglefaktorer:klimaændringer forårsaget af drivhusgasemissioner; byudvikling inducerede påvirkninger som følge af byernes vækst; og befolkningsændringer i de enkelte byer.

Papiret, "De brogede drivkræfter bag varme- og kuldeeksponering i det 21. århundredes amerikanske byer, " er offentliggjort online i " Proceedings of the National Academy of Sciences . "Det er den første undersøgelse af sin art, der overvejer befolkningsvægtet varme- og kuldeeksponering, der direkte og samtidig tegner sig for drivhusgasser og byudviklingsfremkaldt opvarmning.

For at beskrive, hvordan disse tre variable ville påvirke temperaturer, og igen befolkninger, Bredbøjet, Georgescu og medforfatter Eric Scott Krayenhoff, assisterende professor ved University of Guelph, Ontario, brugte en metrik, de kaldte "persontimer, "for at beskrive menneskers udsættelse for ekstrem varme og kulde.

"Det er et intuitivt mål, " sagde Broadbent. F.eks. når én person udsættes for en times ekstrem temperatur, svarer denne eksponering til én persontimes eksponering. Ligeledes, hvis 10 personer udsættes for 10 timer med en ekstrem temperatur, svarer eksponeringen til 100 persontimer.

"Jeg tror, ​​at denne definition er mere repræsentativ for, hvad folk oplever, hvilket er, hvad denne undersøgelse handler om i forhold til en undersøgelse, der simpelthen kommunikerer temperaturændringer uden noget menneskeligt element knyttet til det, " sagde Broadbent.

Samlet set, forskerne fandt, at den gennemsnitlige årlige varmeeksponering i begyndelsen af ​​dette århundrede i USA var omkring 5,2 milliarder persontimer. Under forudsætning af et værst tænkeligt scenario med top global opvarmning, befolkningstilvækst og byudvikling, den årlige varmeeksponering ville stige til 150 milliarder arbejdstimer i slutningen af ​​århundredet, en næsten 30-dobling.

"Den kombinerede effekt af disse tre drivkræfter vil væsentligt øge den gennemsnitlige varmeeksponering i hele USA, men varmeeksponeringen forventes ikke at stige ensartet i alle byer i USA, " siger Broadbent. "Der vil være hotspots, hvor varmeeksponeringen vokser kraftigt."

Til det formål, forskerne definerede varmetærskler baseret på lokale bydefinitioner, noget tidligere undersøgelser ikke har gjort. I stedet, tidligere undersøgelser har brugt faste temperaturtærskler, der kan være upassende for nogle byer. Trods alt, en 90 graders dag i Phoenix føles meget anderledes end en 90 graders dag i New York City, givet relative fugtighedsforskelle.

"Det er velkendt, at byer har lokalt definerede tærskler, hvor varme og kulde forårsager dødelighed og sygelighed, " forklarede Broadbent. "Med andre ord, mennesker dør ved forskellige temperaturer i forskellige byer, fordi det, der er ekstremt i en by, kan være normalt i en anden."

Vigtigt, områder i USA, hvor menneskelig eksponering ville stige mest, er hvor klimaændringer og befolkningstilvækst sideløbende. I mellemtiden, byudvikling har en mindre, dog ikke ubetydelig effekt.

Ifølge resultaterne af undersøgelsen, de største absolutte ændringer i befolkningens varmeeksponering forventes at forekomme i store amerikanske storbyregioner, såsom New York, Los Angeles og Atlanta.

Undersøgelsen finder også, at de største relative ændringer i arbejdstimer relateret til varmeeksponering forventes at forekomme i hurtigt voksende byer beliggende i solbæltet, inklusive Austin, TX; Orlando; og Atlanta.

"Stigningen i eksponering er ret stor, hvis man ser på det i forhold til begyndelsen af ​​århundredet, " sagde Broadbent. "Nogle byer på tværs af solbæltet, ifølge vores fremskrivninger, vil have 90 gange antallet af persontimers varmepåvirkning." F.eks. byer i Texas, der oplever en betydelig befolkningstilvækst og stærk drivhusgas-induceret klimaopvarmning, kan blive markant påvirket.

En måde at forberede sig på øget varmeeksponering er at reducere drivhusgasemissioner på globalt plan, hvilket ville reducere antallet af timer, mennesker udsættes for ekstreme temperaturer. Andre muligheder omfatter lokaliseret infrastrukturtilpasning, der giver buffereffekter mod stigende temperaturer som f. for eksempel, plante træer, give skygge og køle områder og opføre bygninger ved hjælp af materialer, der absorberer mindre varme.

Selvom gennemsnitstemperaturen i USA vil være varmere i fremtiden, undersøgelsen finder, at kuldeeksponeringen vil stige en smule sammenlignet med begyndelsen af ​​århundredet, primært på grund af befolkningstilvækst. "Selvom der er et generelt fald i antallet af forventede ekstreme kuldebegivenheder ved udgangen af ​​dette århundrede, antallet af individer, der udsættes for ekstrem kulde, forventes at stige, da befolkningstilvækst betyder, at det samlede antal persontimer med kuldeeksponering vil stige, " sagde Broadbent.

"Kolde er i øjeblikket mere et nationalt sundhedsproblem end varme, men vores resultater tyder på, at varmeudsættelse ved slutningen af ​​århundredet kan blive et større sundhedsproblem end kuldeeksponering, "sagde Broadbent. Men kuldeeksponering vil ikke forsvinde helt, når klimaet opvarmes. Faktisk, ifølge en af ​​holdets simuleringer, Denver forventes at have mere ekstrem kulde i slutningen af ​​århundredet sammenlignet med begyndelsen, ifølge undersøgelsen.

"Det er det interessante ved klimaændringer. Vi ved, at gennemsnitstemperaturen vil stige, sagde Broadbent, "men vi ved mindre om, hvordan ekstremerne vil ændre sig, og ofte er ekstremerne den vigtigste del af vores daglige liv."

"Der er flere takeaway-beskeder fra dette arbejde, men en af ​​de centrale vedrører vores byers fremtidige robusthed, " sagde Georgescu.

"De vellykkede skridt, der skal tages, kræver helhedsorienteret tænkning, der omfatter bidrag fra byplanlæggere, ingeniører, samfundsforskere og klimaforskere med en langsigtet vision om, hvordan vi ønsker, at vores byer skal være.

Vi opfordrer derfor byer til at begynde at stille nogle meget grundlæggende spørgsmål vedrørende den forventede eksponering af deres bestanddele for fremtidige miljøændringer. Bliver det byklimamodellerende samfunds arbejde integreret i deres miljøtilpasningsplaner? Hvis så, hvordan, og hvis ikke, hvorfor ikke?"