Тепловой купол

Тепловой купол — это погодное явление, состоящее из сильной жары, которая возникает, когда атмосфера удерживает горячий воздух, как если бы она была ограничена крышкой или колпаком. Тепловые купола возникают, когда сильные атмосферные условия с высоким давлением остаются неизменными в течение необычно долгого времени, предотвращая конвекцию и осадки и удерживая горячий воздух в «ловушке» внутри региона. Это может быть вызвано множеством факторов, включая аномалии температуры поверхности моря и влияние Ла-Нинья . [1] [2] в верхних слоях воздуха Погодные условия меняются медленно, что метеорологи называют блоком Омега . [3]
В терминологии средств массовой информации этот термин часто экстраполируют на любую ситуацию с волнами тепла , хотя волны тепла различаются, поскольку они представляют собой периоды чрезмерно жаркой погоды, не обязательно вызванные такими стационарными системами высокого давления. [4] Термин «тепловой купол» также используется в контексте городских островов тепла . [5]
Характеристики
[ редактировать ]Тепловые купола обычно ассоциируются с минимальной облачностью и ясным небом, которые позволяют беспрепятственно проникать солнечной радиации к поверхности Земли, повышая общую температуру. [6]
Они также охватывают большую географическую территорию с более высоким атмосферным давлением , чем окружающие регионы. [6] Область высокого атмосферного давления действует как крышка на атмосфере и заставляет теплый воздух выталкиваться на поверхность и удерживать его там в течение длительного времени. [6]
Тепловые купола обеспечивают максимальный нагрев Земли, поскольку позволяют солнечному свету проникать на поверхность Земли. [7]
Создание
[ редактировать ]Тепловые купола могут возникать в спокойных и сухих летних условиях, когда накапливается масса теплого воздуха, а высокое давление земной атмосферы выталкивает теплый воздух вниз. Затем воздух сжимается , и, поскольку его чистое тепло теперь находится в меньшем объеме, его температура повышается. Когда теплый воздух пытается подняться, высокое давление над ним действует как купол, заставляя воздух опускаться вниз и заставляя его становиться все горячее и горячее, что приводит к увеличению давления под куполом. [8] [9]
Северо -западный тепловой купол 2021 года сформировался таким образом, поскольку застойная система высокого давления повысила местные температуры, блокировала охлаждающие морские бризы и препятствовала образованию облаков. Это позволило непрерывному солнечному излучению дополнительно нагревать воздух, а поднимающийся теплый воздух выталкивался обратно вниз системой высокого давления, создавая самоподдерживающийся цикл нагрева. [10]
Повышение температуры поверхности моря в северной части Тихого океана, особенно у берегов Вашингтона, Орегона и Британской Колумбии, создает благоприятные условия для формирования куполов высокого атмосферного давления, что может привести к развитию тепловых куполов. [11]
Связь с изменением климата
[ редактировать ]Исследования показывают, что изменение климата, вызванное деятельностью человека, [12] играет значительную роль в формировании тепловых куполов, поскольку тепловые купола чаще возникают при более высоких температурах атмосферы. Появление тепловых куполов способствует возникновению положительной обратной связи , усиливающему изменение климата, что приводит к общему повышению температуры воздуха. [13]
Эффекты
[ редактировать ]Другие погодные явления
[ редактировать ]Тепловые купола совпадают с застойными атмосферными условиями, что усугубляет проблемы с качеством воздуха . [14] Обычными побочными продуктами являются повышенный уровень смога и загрязнения. [15] Тепловые купола могут усиливать волны тепла, взаимодействуя с другими погодными системами, такими как фронтальные границы . [16] Они также могут способствовать засухе , увеличивая скорость испарения и снижая влажность почвы. [17] В таких районах, как Центральная долина Калифорнии , тепловые купола усугубляют условия засухи, увеличивая скорость испарения сельскохозяйственных культур и местной растительности. [18]
Экосистема
[ редактировать ]Предыдущие тепловые купола были связаны с широкомасштабным повреждением деревьев, в первую очередь из-за высокой солнечной радиации. [19] Наряду с ожогами листвы в результате теплового стресса, эволюционное создание и успех жароустойчивых видов листвы [19] были побочными продуктами тепловых куполов.
Тепловые купола увеличивают термический стресс [20] организмов, живущих в приливных экосистемах, — фактор, который ранее приводил к гибели морских видов во время Североамериканского теплового купола в 2021 году.
Сообщество
[ редактировать ]Появление тепловых куполов способствовало усилению обеспокоенности по поводу изменения климата. Это особенно было продемонстрировано среди жителей Британской Колумбии, которые в предыдущих исследованиях демонстрировали более высокий уровень беспокойства по поводу изменения климата. [21] после Североамериканского теплового купола 2021 года.
Тепловые купола подвергают общины риску повышения уровня смертности. Смертность в результате тепловых куполов с большей вероятностью затронет восприимчивые и маргинализированные группы населения, которые с меньшей вероятностью будут иметь доступ к кондиционированным жилым помещениям. [22]
Известные события
[ редактировать ]Тепловой купол на западе Северной Америки в 2021 году привлек внимание своей беспрецедентной интенсивностью и продолжительностью в последние годы, что привело к значительным социальным влияниям, таким как массовые отключения электроэнергии и усиление лесных пожаров. [19] Это еще раз подчеркнуло безотлагательность решения проблемы изменения климата, чтобы уменьшить возникновение и серьезность таких явлений. [23] [24] Решение проблемы выбросов парниковых газов и принятие стратегий являются важными шагами в уменьшении частоты экстремальных жарких явлений в 2021 году.
В 2021 году рекордный тепловой купол, расположенный в Британской Колумбии, стал причиной бесчисленных смертей среди населения, что стало рекордным катастрофическим временем года. [22] В большинстве домохозяйств в Ванкувере нет кондиционеров , в результате чего люди очень подвержены смертям, вызванным жарой, например, тепловым истощением и тепловым ударом . Исследование, посвященное этому событию, подчеркивает важность общественного здравоохранения и обеспечения большего количества кондиционеров и городских зеленых насаждений . [22]
Устойчивый тепловой купол привел к масштабным лесным пожарам , неурожаям и резкому росту смертности во время аномальной жары в России в 2010 году. Далеко идущие последствия, вызванные экономическими и социальными факторами этого события, отразились на глобальном уровне, повлияв на взаимосвязь региональных погодных явлений и сельскохозяйственных рынки. [25]
Примеры
[ редактировать ]
- 1936 г., волна жары в Северной Америке.
- Волна жары в Северной Америке 2012 г.
- Волна жары в Северной Америке в 2018 г.
- Волна жары в России в 2021 году
- Лесные пожары в Британской Колумбии 2021 года
- Волна жары в западной части Северной Америки в 2021 году
- Волна жары в западной части Северной Америки в 2023 году
- Волна жары в Южной Америке в 2023 году
Будущее
[ редактировать ]Исследования указывают на прогнозируемое увеличение числа стоячих волн, циркулирующих вокруг Северной Америки, после появления тепловых куполов. [26] Это те же волны, которые приводят к экстремальной жаре, что указывает на более высокую вероятность [26] подобных событий, которые произойдут в будущем. Исследования показали, что развитие тепловых куполов вообще маловероятно. [27] однако растущий уровень обеспокоенности по поводу последствий изменения климата подчеркивает, что тепловые купола больше не могут стать редким явлением.
смягчение последствий
[ редактировать ]Методы смягчения последствий тепловых куполов часто включают в себя городское планирование . [28] инициативы общественного здравоохранения и взаимодействие с сообществом. Стратегии включают увеличение зеленых зон, [29] использование крутых крыш [30] и улучшение вентиляции [31] в городских районах. Государственные учреждения оказывают поддержку уязвимым группам населения, снижая неблагоприятное воздействие жары с помощью следующих методов: системы оповещения о жаре для здоровья, [32] мониторинг данных, охлаждающие центры , [33] управление водными ресурсами, [34] и подавление изменения климата, [35] среди других усилий. Образовательные кампании повышают осведомленность о тепловой безопасности, повышая эффективность других методов смягчения последствий. [36]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что такое тепловой купол?» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . 30 июня 2021 г.
- ^ Бурга, Сулькир (27 июля 2023 г.). «Что нужно знать о тепловых куполах и как долго они служат» . Время .
- ^ Фридман, Эндрю (25 июля 2019 г.). «Гигантский «тепловой купол» над Европой бьет температурные рекорды и движется» .
- ^ «Экстремальная жара | CISA» . www.cisa.gov . Проверено 1 апреля 2024 г.
- ^ Лакру, Марго. «Что такое «тепловой купол», который душит Канаду?» . Освобождение (на французском языке) . Проверено 1 апреля 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Фань, Ифань; Ли, Юго; Бежан, Адриан; Ван, Йи; Ян, Синьян (15 сентября 2017 г.). «Горизонтальная протяженность потока городского теплового купола» . Научные отчеты . 7 (1): 11681. Бибкод : 2017NatSR...711681F . дои : 10.1038/s41598-017-09917-4 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5601473 . ПМИД 28916810 .
- ^ Чжан, Ян; Ван, Сяосюэ; Фань, Ифань; Чжао, Юнлин; Кармелиет, Ян; Ге, Цзянь (01 мая 2023 г.). «Городской тепловой купольный поток, отклоняемый силой Кориолиса» . Городской климат . 49 : 101449. Бибкод : 2023UrbCl..4901449Z . дои : 10.1016/j.uclim.2023.101449 . ISSN 2212-0955 .
- ^ Розенталь, Захари (26 июля 2018 г.). «Что такое тепловой купол?» .
- ^ Флеминг, Шон (29 июня 2021 г.). «Что такое тепловой купол Северной Америки и насколько он опасен?» .
- ^ «Северо-западный тепловой купол 2021 года: причины, последствия и перспективы на будущее | Климатические центры Министерства сельского хозяйства США» . www.climatehubs.usda.gov . Проверено 1 апреля 2024 г.
- ^ «Что нужно знать о тепловых куполах и как долго они служат» . ВРЕМЯ . 27 июля 2023 г. Проверено 1 апреля 2024 г.
- ^ «Северо-западный тепловой купол 2021 года: причины, последствия и перспективы на будущее | Климатические центры Министерства сельского хозяйства США» . www.climatehubs.usda.gov . Проверено 28 марта 2024 г.
- ^ Чен, Цзымин; Лу, Цзянь; Чанг, Чуан-Чье; Любис, Сандро В.; Люнг, Л. Руби (21 ноября 2023 г.). «Прогнозируемое увеличение летних стоячих волн, похожих на куполообразные жары, над северо-западом Северной Америки» . npj Наука о климате и атмосфере . 6 (1): 194. Бибкод : 2023npCAS...6..194C . дои : 10.1038/s41612-023-00511-2 . ISSN 2397-3722 .
- ^ «Как погода влияет на качество воздуха» . 25 марта 2024 г.
- ^ Микли, Лоретта Дж. (июль 2007 г.). «Будущее задыхается? Возможное влияние изменения климата на смог» . Окружающая среда: наука и политика устойчивого развития . 49 (6): 32–43. Бибкод : 2007ESPSD..49f..32M . дои : 10.3200/ЕНВТ.49.6.34-43 . ISSN 0013-9157 .
- ^ Чжан, Юаньцзе; Ван, Лян; Сантанелло, Джозеф А.; Пан, Зайтао; Гао, Чжицю; Ли, Дэн (01 мая 2020 г.). «Самолет наблюдал суточные изменения планетарного пограничного слоя под воздействием волн тепла» . Атмосферные исследования . 235 : 104801. Бибкод : 2020AtmRe.23504801Z . дои : 10.1016/j.atmosres.2019.104801 . ISSN 0169-8095 .
- ^ Ламауи, Муна; Джемо, Мартин; Датла, Раджу; Беккауи, Фаузи (2018). «Жара и засуха для сельскохозяйственных культур и подходы к их смягчению» . Границы в химии . 6 : 26. Бибкод : 2018FrCh....6...26L . дои : 10.3389/fchem.2018.00026 . ISSN 2296-2646 . ПМЦ 5827537 . ПМИД 29520357 .
- ^ Мера, Роберто; Мэсси, Нил; Рупп, Дэвид Э.; Моте, Филип; Аллен, Майлз; Фрумхофф, Питер К. (01 декабря 2015 г.). «Изменение климата, климатическая справедливость и применение вероятностного объяснения событий экстремальной жары летом в Центральной долине Калифорнии» . Климатические изменения . 133 (3): 427–438. Бибкод : 2015ClCh..133..427M . дои : 10.1007/s10584-015-1474-3 . ISSN 1573-1480 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Причины широко распространенного повреждения листвы в результате Тихоокеанского северо-западного теплового купола в июне 2021 года: больше жары, чем засухи» . Academic.oup.com . 5 января 2023 г. Проверено 28 марта 2024 г.
- ^ Раймонд, Вендел В.; Барбер, Джули С.; Детье, Меган Н.; Хейфорд, Хилари А.; Харли, Кристофер Д.Г.; Кинг, Тери Л.; Пол, Блэр; Спек, Камилла А.; Тобин, Элизабет Д.; Раймонд, Энн ET; Макдональд, П. Шон (20 июня 2022 г.). «Оценка воздействия беспрецедентной жары на приливных моллюсков моря Салиш» . Экология . 103 (10): e3798. Бибкод : 2022Ecol..103E3798R . дои : 10.1002/ecy.3798 . ISSN 0012-9658 . ПМЦ 9786359 . ПМИД 35726191 .
- ^ Брату, Андреа; Кард, Киффер Г.; Клоссон, Калиша; Аран, Нилуфар; Маршалл, Карли; Клейтон, Сьюзен; Гисласон, Майя К.; Самджи, Хасина; Мартин, Джина; Лем, Мелисса; Логи, Кармен Х.; Такаро, Тим К.; Хогг, Роберт С. (01 мая 2022 г.). «Тепловой купол Западной Северной Америки в 2021 году усилил беспокойство жителей Британской Колумбии по поводу изменения климата: результаты естественного эксперимента» . Журнал изменения климата и здоровья . 6 : 100116. doi : 10.1016/j.joclim.2022.100116 . ISSN 2667-2782 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хендерсон, Сара Б.; Маклин, Кэтлин Э.; Ли, Майкл Дж.; Косацкий, Том (февраль 2022 г.). «Анализ смертности населения во время катастрофического теплового купола 2021 года: первые данные для информирования органов общественного здравоохранения во время последующих событий в Большом Ванкувере, Канада» . Экологическая эпидемиология . 6 (1): e189. дои : 10.1097/EE9.0000000000000189 . ПМЦ 8835552 . ПМИД 35169667 .
- ^ Хендерсон, Сара Б.; Маклин, Кэтлин Э.; Ли, Майкл Дж.; Косацкий, Том (февраль 2022 г.). «Анализ смертности населения во время катастрофического теплового купола 2021 года: первые данные для информирования органов общественного здравоохранения во время последующих событий в Большом Ванкувере, Канада» . Экологическая эпидемиология . 6 (1): e189. дои : 10.1097/EE9.0000000000000189 . ПМЦ 8835552 . ПМИД 35169667 .
- ^ «Северо-западный тепловой купол 2021 года: причины, последствия и перспективы на будущее | Климатические центры Министерства сельского хозяйства США» . www.climatehubs.usda.gov . Проверено 7 апреля 2024 г.
- ^ Чжан, Ян; Ван, Сяосюэ; Фань, Ифань; Чжао, Юнлин; Кармелиет, Ян; Ге, Цзянь (01 мая 2023 г.). «Городской тепловой купольный поток, отклоняемый силой Кориолиса» . Городской климат . 49 : 101449. Бибкод : 2023UrbCl..4901449Z . дои : 10.1016/j.uclim.2023.101449 . ISSN 2212-0955 .
- ^ Перейти обратно: а б Чен, Цзымин (21 ноября 2023 г.). «Прогнозируемое увеличение летних стоячих волн, похожих на куполообразные жары, над северо-западом Северной Америки» . npj Наука о климате и атмосфере . 6 . Бибкод : 2023npCAS...6..194C . дои : 10.1038/s41612-023-00511-2 .
- ^ Малкерн, Энн (3 октября 2023 г.). «Смертельный тепловой купол происходил 1 раз в 10 000 лет» .
- ^ Гаго, Э.Дж.; Ролдан, Дж.; Пачеко-Торрес, Р.; Ордоньес, Дж. (1 сентября 2013 г.). «Город и городские острова тепла: обзор стратегий по смягчению неблагоприятных последствий» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 25 : 749–758. дои : 10.1016/j.rser.2013.05.057 . ISSN 1364-0321 .
- ^ Вонг, Нюк Хиен; Ю, Чен (1 сентября 2005 г.). «Исследование зеленых насаждений и городского острова тепла в тропическом городе» . Хабитат Интернэшнл . 29 (3): 547–558. doi : 10.1016/j.habitatint.2004.04.008 . ISSN 0197-3975 .
- ^ Пизелло, Анна Лаура; Сантамоурис, Маттеос; Котана, Франко (октябрь 2013 г.). «Эффект активной прохладной крыши: влияние прохладных крыш на эффективность системы охлаждения» . Достижения в области исследований в области энергетики . 7 (2): 209–221. Бибкод : 2013AdBER...7..209P . дои : 10.1080/17512549.2013.865560 . ISSN 1751-2549 .
- ^ Эйнсли, Ричард; Шил, Джон Дж. (4 мая 2017 г.). «Стратегии вентиляции для потепления мира» . Обзор архитектурной науки . 60 (3): 249–254. дои : 10.1080/00038628.2017.1300764 . ISSN 0003-8628 .
- ^ Ковац, Р. Сари; Хаджат, Шакур (1 апреля 2008 г.). «Тепловой стресс и общественное здравоохранение: критический обзор» . Ежегодный обзор общественного здравоохранения . 29 (1): 41–55. doi : 10.1146/annurev.publhealth.29.020907.090843 . ISSN 0163-7525 . ПМИД 18031221 .
- ^ Беди, Нил Сингх; Адамс, Куинн Х.; Хесс, Джереми Дж.; Веллениус, Грегори А. (сентябрь 2022 г.). «Роль центров охлаждения в защите уязвимых лиц от экстремальной жары» . Эпидемиология . 33 (5): 611–615. doi : 10.1097/EDE.0000000000001503 . ISSN 1044-3983 . ПМЦ 9378433 . ПМИД 35706096 .
- ^ Ричардс, Дэниел Р.; Эдвардс, Питер Дж. (4 июля 2018 г.). «Использование инфраструктуры управления водными ресурсами для устранения риска наводнений и городского острова тепла» . Международный журнал развития водных ресурсов . 34 (4): 490–498. Бибкод : 2018IJWRD..34..490R . дои : 10.1080/07900627.2017.1357538 . ISSN 0790-0627 .
- ^ Пэн, Роджер Д.; Бобб, Дженнифер Ф.; Тебальди, Клаудия; Макдэниел, Ларри; Белл, Мишель Л.; Доминичи, Франческа (май 2011 г.). «К количественной оценке будущей смертности от волн жары в условиях глобального изменения климата» . Перспективы гигиены окружающей среды . 119 (5): 701–706. дои : 10.1289/ehp.1002430 . ISSN 0091-6765 . ПМК 3094424 . ПМИД 21193384 .
- ^ Хасан, Фариха; Марсия, Шаян; Патель, Каджал; Агравал, Приянка; Раззак, Джунаид Абдул (январь 2021 г.). «Эффективные меры на уровне местного сообщества для профилактики и лечения заболеваний, связанных с жарой: обзорный обзор» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 18 (16): 8362. doi : 10.3390/ijerph18168362 . ISSN 1660-4601 . ПМЦ 8394078 . ПМИД 34444112 .