焦金流石:旱灾与高温的防范自救-认识高温天气
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    炎炎夏日,出现高温天气是常有的事。可以说每年夏天都难以避免,高温会对人们的生产生活带来巨大危害,还会带来各种次生灾害。了解高温的基本知识,学习高温的避险与自救知识,对每个人来说都是十分重要的。

    是都市,还是“炼丹房”

    如果你一直住在城市中,你可能会有这样的体验:当夏季来临的时候,你希望到郊区吹凉风,因为这样不仅让你暑意消失,而且还能缓解疲劳,有益于身心健康。但是当你再回到城市中时,顿时就可能感觉回到了火炉中,这是什么原因造成的呢?答案是:城市热岛效应。

    所谓城市热岛效应,通俗地讲就是城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的现象。在气象学近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,而城区则是一个明显的高温区,这就是城市热岛。在夏季的时候,城市热岛效应更为明显。

    在18世纪初,英国伦敦就出现了城市热岛现象。此后,随着世界各地城市的发展和人口的稠密化,热岛效应在很多国家和城市都陆续出现。然而,它的形成是有原因的:

    一是在现代化的大城市中,除了人们在日常生活所发出的热量,还有工业生产、交通工具散发的大量热量;二是城市的建筑群和柏油路面热容量大,反射率小,能有效地储存太阳辐射热。相关数据显示:在城市中,白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。而到了晚上,由于城市降温缓慢,所以夏季前半夜让人感觉闷热。

    可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就有城市热岛效应存在的条件。所以,城市热岛出现的季节并不确定,任何季节都可以出现。

    但是,对于居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。

    医学研究表明:环境温度与人体的生理活动密切相关,环境温度高于28℃时,人们就会有不舒适感;温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱;气温高于34℃,并且频繁的热浪冲击,还可引发一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加。除此之外,高温还加快光化学反应速率,这必然导致大气中有害物质的浓度上升,加剧大气污染,热岛效应的危害是非常大的,它不仅改变了城市气候,而且还带来严重的污染,最终影响城市环境质量。近些年,随着城市建设的高速发展,热岛效应也越来越明显。总的来说,城市热岛的形成主要有4个原因:

    一是人工建筑物的影响,如混凝土、柏油路面以及各种建筑墙面。

    由于这些人工建筑物吸热快而热容小,所以在相同的太阳辐射条件下,与绿地和水面相比,其表面温度要高很多。另外,城市地表含水量少,热量更多的以显热形式进入空气中,从而导致空气升温。同时,城市地表对太阳光的吸收率比自然地表高,能吸收的太阳辐射也更多,这就使得空气得到更多的热量,温度升高。有这样一组数据可以更形象 地表示这种情况:如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可达到57℃,柏油马路的温度高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,所以热是必然的。

    二是城市大气污染。城市中机动车辆、工业生产及人群活动产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉尘等,这些物质可以吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的“温室效应”,从而引起大气的进一步升温。

    三是人工热源的影响。日益增加的工厂、汽车、空调、冰箱等人工排热器在消耗掉大量能源的同时,还在不停地向外“倾泻”着热量,使城市的“体温”一再升高。

    四是城市绿地和水体的减少。

    随着城市中建筑、广场和道路的大量增建,绿地、水体等自然因素相应减少,吸热少了,缓解热岛效应的能力自然就被削弱了。

    城市中的主要自然因素是城市绿地。所以,要想减少城市热岛影响,最应该采取的措施是大力发展城市绿化。绿地能吸收太阳辐射,而所吸收的辐射能量又有大部分用于植物蒸腾耗热和在光合作用中转化为化学能,进而减少了增加环境温度的热量。绿地中的园林植物通过蒸腾作用不断地从环境中吸收热量,降低环境空气的温度。而园林植物光合作用可以吸收空气中的二氧化碳,放出氧气,削弱温室效应。除此之外,园林植物还能滞留空气中的粉尘,进一步抑制大气升温。

    如果没有这些绿色植物,恐怕我们所受的煎熬更严重。经科学家研究表明:城市绿化覆盖率与热岛强度成反比,绿化覆盖率越高,则热岛强度越低,当覆盖率大于30%后,热岛效应得到明显的削弱;覆盖率大于50%,绿地对热岛的削减作用极其明显。如果在城市中建设绿地,就能让城市中的人们更加舒适的生活。

    什么是高温天气

    高温对人们日常生活和健康以及国民经济各部门都有一定的影响。

    高温热浪使人体感到不适,工作效率低,中暑、患肠道疾病和心脑血管等病症的发病率增多;因用于防暑降温的水电需求量猛增,造成水电供应紧张,故障频发。高温加剧了土壤水分蒸发和作物蒸腾作用,高温少雨同时出现时,造成土壤失墒严重,加速旱情的发展,给农业生产造成较大影响。持续高温少雨还易引发火灾,而森林火灾又会对生态环境造成破坏。另外,旅游、交通、建筑等行业也会受到不同程一些生产、销售防暑降温用品及设备的厂家和商家带来商机。

    1.高温与高温热浪

    气象学上,气温达到或超过35℃以上时称为高温。高温是暖气团控制下的温度较高的天气。大陆度的影响,但高温热浪同时也会给高温引发森林火灾 上,是指较高温度的暖气团移至某一地区,暖空气下沉使得温度升高,形成的相对比较干爽的炎热天气;海洋上,高温则主要是受副热带高压影响,下沉气流升温所致。

    热浪则是指持续地保持过度炎热。热浪的形成,一般是热带洋面上暖气团向北输送,移动过程中形成的持续温度过高且常伴有较高湿度的闷热天气。热浪相较于高温更强调时间上的持续性和空间上的展缩性。热浪正如其名,就好比海浪一样,一波又一波地送来让人难以忍受的高温空气。热浪一般可以持续几天甚至几周,使人体耐力透支甚至死亡。热浪具有周期性和偶发性的特点,热浪频发于每年夏季,但是热浪发生的区域、时间、频次和强度都是不断变化的,这种变化在中纬度地区最大,使得中纬度地区的城市对热浪最敏感。由于人的气候适应性,发生在夏季初的热浪影响要大于夏季后期的热浪。

    目前热浪的直接原因是天气中出现反气旋或高压脊现象,而反气旋导致气候干燥,那意味着所有热浪将会导致气温升高,而不会蒸发湿气。如果存在潮湿的条件,比如 地面是湿的,那么在某种程度上,地面就扮演了一个空气调节器的角色。因此,热浪的影响在城区要比郊区和农村大得多。由于城市“热岛效应”,市区温度不仅高且持续时间长,炎热强度及持续时间比瞬时最高温度对死亡率有更大影响。

    空气污染也是城区较高,而热浪又往往与高的污染水平相联系。如1995年美国和威尔士热浪期间,估计死亡人数有一半以上是由当时空气污染加重引起的。

    高温与热浪两者存在互为因果的关系,高温是热浪的结果。热浪是高温形成的原因,并不等于说所有的高温都是热浪袭击引起的。

    2.高温的标准

    高温热浪的标准主要依据高温对人体产生影响或危害的程度而制定。世界各国和地区研究高温热浪所采取的方法不同,高温热浪的标准也有很大差异。目前国际上还没有一个统一而明确的高温热浪标准。

    (1)我国国内标准

    我国国内一般把日最高气温达到或超过35℃时称为高温,连续数天(3天以上)的高温天气过程称之为高温热浪(或称之为高温酷暑)。

    由于近年来高温热浪天气的频繁出现,高温带来的灾害日益严重。为此,中国气象部门针对高温天气的防御,特别制定了高温预警信号,分为橙色、黄色和蓝色。

    橙色预警:

    过去48小时2个及以上省(区、市)大部地区持续出现最高气温达37℃及以上,且有成片达40℃及以上高温天气,预计未来48小时上述地区仍将持续出现最高气温为37℃及以上,且有成片40℃及以上的高温天气。

    黄色预警:

    过去48小时2个及以上省(区、市)大部地区持续出现最高气温达37℃及以上,预计未来48小时上述地区仍将持续出现37℃及以上高温天气。

    蓝色预警:

    预计未来48小时4个及以上省(区、市)大部地区将持续出现最高气温为35℃及以上,且有成片达37℃及以上高温天气;或者已经出现并可能持续。

    (2)世界各国高温标准;世界气象组织建议高温热浪的 标准为:日最高气温高于32℃,且持续3天以上。

    荷兰皇家气象研究所则定为:

    日最高气温高于25℃,且持续5天以上,其中至少有3天最高气温高于30℃。

    美国、加拿大、以色列等国家气象部门依据综合考虑了温度和相对湿度影响的热指数(也称显温)发布高温警报。例如美国发布高温预警的标准是:当白天热指数连续2天有3小时超过40.5℃或者预计热指数在任一时间超过46.5℃,发布高温警报。

    德国科学家基于人体热量平衡模型,制定了人体体感温度指标。

    例如当人体生理等效温度(PET)超过41℃,热死亡率显着上升。因此以人体生理等效温度(PET)大于41℃为高温热浪预警标准。

    3.高温的类型

    由于人体对冷热的感觉不仅取决于气温,还与空气湿度、风速、太阳热辐射等有关。因此,不同气象条件下的高温天气,也有其相应的特征。通常有干热型和闷热型两种类型。

    干热型:气温极高、太阳辐射强而且空气湿度小的高温天气,被称为干热型高温。在夏季,中国北方地区经常出现。

    闷热型:由于夏季水汽丰富,空气湿度大,在气温并不太高(相对而言)时,人们的感觉是闷热,就像在蒸笼中,此类天气被称之为闷热型高温。由于出现这种天气时人感觉像在桑拿浴室里蒸桑拿一样,所以又称“桑拿天”。在我国沿海及长江中下游,以及华南等地经常出现。

    高温热浪对人体的危害

    在自然界,任何物体之间总是相互不断地进行着能量的传递和交换。人作为有机生命体,与其他物体或周围环境的能量交换比较复杂。

    人摄入食物经氧化转化为能量,一部分用于人体各器官的运动和对外做功,另一部分转化为维持一定体温所需的热量,如果有多余的热量还要释放到周围环境中。人体与其热环境间的热交换机制是由气温、水汽压、风速,以及平均辐射温度来决定的,而平均辐射温度取决于到达人体的所有长波和短波辐射。

    除了上述所列的气象因素和人体新陈代谢速率外,还与服装的绝热性能以及人体热生理有关。

    1.人体温度与环境

    研究表明,人体与周围环境的热交换过程主要包括代谢产热、辐射热交换、对流热交换、皮肤蒸发热交换。其中,辐射热交换、对流热交换、皮肤蒸发热交换与环境的气象条件关系较大,而代谢产热与环境的气象条件关系较弱,但仍有一定关系。下面分别给予介绍:

    (1)代谢产热,尽管该要素主要与人体活动和基础代谢有关,但当环境的气象条件出现极端情况时,人们会产生一系列生理反应,调整代谢产热的多寡,如出现高温时, 人们就会减少活动,从而降低产热量,如出现低温时,人们就会身体打颤,从而增加产热量。

    (2)辐射热交换,当周围物体表面温度低于人体体表温度时,人体体表就不断以辐射热的方式向周围物体表面散热,相反如果周围物体表面温度高于人体体表温度时,人体体表就不断以辐射热的方式从周围物体表面吸热,两者温差越大,人体体表面积越大,那么通过辐射作用散发(吸收)的热量就越多。

    (3)对流热交换,人体的皮肤如一个黏附空气层的实体,在空气静止时,该空气层估计厚度约为4~8毫米,当风速为2米/秒时,空气层厚度可缩小到1毫米。人体就是通过这个空气层实现传导和对流换热,其中对流换热的作用远大于纯粹的传导换热。对人体而言,对流主要取决于人体表面温度、人体形状、表面特征和大小、气温和吹向体表的空气速度。其中人体表面温度与气温的温差决定了机体是否获热或吸热,而吹向体表的空气速度及温差的大小对对流热交换起重要的作用。

    (4)皮肤蒸发热交换,蒸发散热指人体表面的水分由液态转化为气态,人体表面的水蒸气由气态转为液体时出现吸热,而实际中人体表面的水蒸气由气态转为液体时候出现吸热非常少见,常见于高温水蒸气烫伤事故,因此日常中我们主要把皮肤蒸发热交换看做是皮肤蒸发散热。而皮肤蒸发散热量主要取决于人体蒸发面积、蒸发水量、体表温度及该温度下饱和水蒸气分压、空气中水蒸气分压和风速。人体蒸发散热有两种形式:即不感蒸发和发汗,人体即使处于低温环境中,没有汗液分泌时,皮肤和呼吸道都不断有水分渗出而被蒸发掉,这种水分蒸发称为不感蒸发,其中皮肤的水分蒸发又称为不显汗。发汗是指汗腺分泌汗液的活动,发汗是可以意识到的明显的汗液分泌,因此, 汗液的蒸发又称为可感蒸发。

    人在高温环境下,体温是否能保持正常,取决于产热和散热过程的平衡。而这种平衡是人体体温调节机构通过许多器官系统协同活动而实现的。体温调节机构包括体温调节中枢、外周和中枢温度感受器。

    在外界环境气温发生变化时,如外界气温升高,将刺激人体的外周和中枢温度感受器产生神经冲动,并将神经冲动沿神经系统传递到体温调节中枢,体温调节中枢接到神经冲动后,产热中枢受到抑制而散热中枢兴奋,从而使产热和散热达到动态平衡。

    如果环境温度高于皮肤平均温度,这个时候机体通过辐射、对流方式是吸热效应,只能通过皮肤蒸发散热达到平衡,因此如果环境温度高于皮肤平均温度(一般人安静时平均皮肤温度为33℃),人体非常容易出现热蓄积,从而导致人体处于热应激状态。有研究报道,在不同的环境气温下,人在安静和中等强度劳动时候,通过热辐射、对流交换的热量是不同的。

    研究发现,在安静状态下,人体皮温升高速度较慢,而在一定体力劳动情况下,人体皮温升高比安静时明显。因此在同样是35℃的环境温度下,安静时是吸热效应,而中等体力强度劳动时是散热效应。

    2.高温环境下能量代谢的变化高温环境对人体代谢,特别是基础代谢可发生影响。有研究报道,人体在40℃的环境下安静受热2小时的过程中,在开始10~30分钟体内代谢产热量升高得快,随后部分受热者代谢产热增加,部分则停留在这个水平,停止受热后产热量逐渐下降,至20分钟后又降到受热前水平。研究者还观察了受热者在不同气温下产热的情况,发现在28℃气温下产热量开始增加,此后产热量随着气温升高而增加人体在气温下降时代谢亢进与气温上升时基础代谢减弱,都是一种有益的适应性机理,表明人体对气温改变有适应机制,但当气温升高到30℃时,由于体温升高,血流加快,大量血液被输送到体表,通过大量出汗和汗液蒸发散热,汗腺活动加强,增加了能量消耗,会导致基础代谢增加,提高人体自身的 产热量。

    中枢神经系统对能量代谢的影响也十分明显。任何外部条件包括环境温度,均可刺激下丘脑,从而引起交感神经的兴奋性增加,导致一方面促使肾上腺素的分泌,从而提高组织的氧化过程,另一方面,交感神经也可直接对肌肉及其他组织代谢发生促进作用,即所谓的适应性营养作用。

    此外体力劳动强度越大,机体能量代谢越强,在和高温的联合作用下,体内的热蓄积非常明显。

    在高温环境下,体温调节主要靠出汗进行,每蒸发1克汗液就可带走2.41千焦热量,环境温度越高,人体出汗越多。汗的有效蒸发率在干热有风的气象条件下可高达80%以上,大量出汗能及时蒸发,散热作用良好;但在湿热风小的条件下有效蒸发率常不到50%,汗液难以蒸发,并形成汗珠滴落,而且可导致表皮角质层吸汗膨胀,堵塞汗腺的正常工作。

    汗液中主要成分是水,还有少量的电解质,机体在大量出汗的条件下,可导致机体出现脱水、体内电解质紊乱、血液黏稠度提高、血浆渗透压升高等现象。

    在高温环境下,由于人体大量出汗,导致细胞外液容量下降和血浆渗透压升高,一方面血浆渗透压升高后,将直接刺激下丘脑的视上核和视旁核分泌大量的抗利尿素,另一方面,细胞外液容量下降,则会导致血容量下降与动脉血压下降,而血容量下降与动脉血压下降,通过对位于动脉系统的动脉压力感受器和位于静脉系统的容积感受器进行刺激减弱,产生冲动减少,导致抑制抗利尿素分泌的能力减弱,而使抗利尿素的分泌增加。

    在高温环境下,由于大量出汗,导致机体钠丢失,但人体可通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统、脑室钠-敏感受器、钠利尿素等机制 对体内的钠进行调节,使血钠水平维持在135~45毫摩尔/升。

    在高温环境下,当体液丢失过多,比如人体失去了自身体重2%以上水分的时候,称为脱水,此时会出现口渴感觉,人体应及时喝水或静脉输液进行体液补充。

    3.心血管系统的生理变化在高温环境下,由于皮肤血流量明显加大以便及时散热,而心、脑、肾等重要的内脏器官仍需要保证足够的血液灌流,会显着增加循环血量。有研究表明,狗过热时循环血量比对照组增加6.6毫升/千克。

    在热的刺激下,大脑皮层兴奋,从而导致交感神经兴奋,使心肌的耗氧量增加,收缩力加大,出现心输出量增加,血液速度加快。

    调查发现,女列车员在火车湿热条件下(车厢气温38.1℃、相对湿度88%、风速13米/秒),每搏输出量(106.47±21.27毫升),心输出量(7.03±1.53毫升/分),较常温下(车厢气温23℃、相对湿度65%、风速5米/秒),每搏输出量(88.10±17.68毫升),心输出量(5.78±1.2毫升/分),明显增高。

    热环境下,动物实验表明,血压在受热初期先升高,受热后期再下降。受热初期,由于热刺激下心输出量增加,导致血压升高,而受热后期在热环境中由于皮肤血管明显扩张,血流量加大,末梢阻力下降5%~7%,导致血压下降。

    高温高湿对心血管系统影响更明显,Koswnen等对接受蒸汽浴者的实验发现,受热10分钟后,收缩压平均增加19%(P<0.05),受热20分钟后开始下降,但无显着性差异,30分钟后,降到低于受热前的水平(P<0.05),2小时后收缩压降仍比受热前低(P<0.02)。

    高温对血压的影响,还与人体受热前原有血压水平有关,高血压人群受热时血压增高数较正常血压人群有显着差异。

    高温条件下,会导致颈动脉窦与主动脉弓上压力感受器对血压变化敏感性下降,而导致血压调节反射减弱,尤其是加压反射减弱明显。

    4.消化系统的生理变化在高温作用下,人体消化腺功能减弱,其中唾液分泌明显抑制, 胃分泌机制呈抑制作用,主要表现为胃液分泌减少、胃液酸度降低(游离酸与总酸)。此外根据报道,机体在热作用下,胰腺分泌机能明显减弱,胰液分泌减少,肠液分泌亦出现抑制,同时单位时间内酶的分泌量降低。

    高温环境中,由于血液重新分配,导致分配到胃肠道的血液减少,加之在热刺激下交感神经兴奋活动加强,导致胃肠道平滑肌肉蠕动减弱。此外尚有报道血液中的乳酸含量增加也能抑制胃的蠕动。

    高温条件下,不但会使胃肠道蠕动减慢,还可导致肠道吸收速度减慢,此外长期的高温刺激可抑制摄食中枢,出现食欲下降。

    5.神经系统的生理变化高温条件下,由于高温的刺激作用,可导致大脑皮质机能降低和适应能力减弱,由于注意力和肌肉工作能力、动作的准确性和协调性及反应速度降低,容易出现工伤、交通等事故等。

    你知道人生活最理想的温度是多少吗?

    日常生活中我们要接触到各种各样的温度,有些温度对人体适宜,人会感觉非常舒服;有些温度超过人体的忍耐程度,就会对身体造成伤害。哪些温度是我们感觉最舒适的呢?

    居室温度保持在20℃~25℃。

    饭菜的温度为46℃~58℃。

    饮水时的温度为44℃~59℃。

    泡茶的温度为70℃~80℃。

    洗澡水的温度为34℃~39℃。

    洗脚水的温度为50℃~60℃冷水浴的温度为19℃~21℃。

    阳光浴的温度为15℃~30℃。

    知你道吗

    高温热浪易引起疾病高温热浪易引起疾病在高温环境下,受到热的作用,除引起与体温调节有关的生理机能紧张外,严重时可引发某些疾病。

    由于其病因是热的作用,故可统称为热致疾病(heatillnesses)。同时由于热应激的作用,可能导致原有疾病加重或诱发某些疾病,由于高温在这些疾病的发生发展中仅为部分原因,我们称这部分疾病为高温诱发的疾病。

    在高温条件下,高温直接引起的疾病包括中暑和精神性神经障碍。

    中暑是高温环境下由于热平衡和(或)水盐代谢紊乱而引起的一种统障碍为主要表现的急性热致疾病。

    而精神性神经障碍又名热疲劳,是指热暴露下对情绪、工作能力、技术效能产生的不良影响,情绪“中暑”就是其中的一种。

    以中枢神经系统和(或)心血管系情绪“中暑”

    1.热伤风

    夏季气温高,人体代谢旺盛,能量消耗较大,而炎热又常使人睡眠不足、食欲不振。这样,人体的免疫力和抵抗力就开始下降,再加上过于贪凉(如露宿、电风扇直吹、空调温度调得太低等),病菌、病毒就会乘虚而入,从而导致伤风感冒。这种“热伤风”,中医上称作“暑阴”,属于“四时感冒”中的“夹暑感冒”,它常常起病较急,症状一般是“发热、恶寒、头痛、咽痛、无汗、小便赤红、全身无力”。

    2.热中风

    炎热的夏季,人体出汗较多,而老年人体内水分比年轻人要少,加上生理反应迟钝,所以在夏天最容易“脱水”。“脱水”会使血液黏稠,这对患有高血压、高血脂症或心脑血管病的老年人来说,无异于“火上加油”,输向大脑的血液受阻变缓,发生中风的几率增高。

    夏季易发生“热中风”,除了气温高的原因外,较低的气压也是诱病因素。

    3.腹泻

    腹泻与饮食不当有很大关系。

    夏季气温高、湿度大,高温高湿的天气会促进细菌的繁殖和生长,食物容易腐烂。如果饮用食物时不注意,便会发生腹泻,特别是儿童或婴幼儿。

    4.心理疾病

    在炎热的夏季,大约有16%的人会出现情绪和行为异常,特别是中老年人。医学上称之为“夏季情感障碍”。现代医学研究表明,其发生与气温、出汗、睡眠时间和饮食不足有密切关系。当环境温度超过30℃、日照时间超过12小时、湿度高于80%时,气象因子对人体下丘脑的情绪调节中枢的影响就明显增强,情感障碍发生明显增多。

    加上出汗多,人体内的电解质代谢障碍,影响大脑神经活动,从而产生情绪和行为方面的异常。

    高温与死亡风险

    1.高温引起死亡的原因

    高温对人群的健康影响是多方面的,有直接影响导致疾病,有间接影响导致疾病加重,可影响人的情绪和神经系统导致事故的发生,也可导致人的行为改变而引起事故,而这几类的最严重的后果均是死亡。

    导致死亡的原因非常多,有疾病、灾害、事故等各种原因,高温作为一种气象因素,本身就可直接引起人出现重症中暑而死亡,也可作为诱发因素,使本身患有某些严重的器质性疾病的病人疾病加重而死亡,另外高温所引起人的神经功能减弱,从而导致事故发生而引起死亡,甚至高温条件下人的行为适应活动,可导致行为改变而出现危险的行为因素,如夏季到江河游泳避暑,从而出现溺水事故而死亡。

    首先,高温损害是夏季高温环境下容易发生的身体损害。高温作 为气象因子,可直接作用于人体,导致出现中暑。尽管人体有很强的调节能力,能适应一般性高温环境,然而,长期在高温下或过度的热辐射,就会引起高温损害,如热衰竭、中暑和热痉挛。其中重症中暑中的热射病死亡率非常高,可高达50%,每年因中暑而发生死亡的病例并不少见。据医疗部门测定:当最高气温在35℃~39℃之间时,人就感到奇热,当最高气温在40℃或以上时,人就感到极热了。人是恒温动物,人的体温基本保持在37℃左右,而皮肤温度约33℃,这个温差可以使身体内部的热量传至皮肤表面,使体内新陈代谢的热量释放到外界的环境中去。人体内温度只能忍受±4℃的变化范围,32℃的人体温度就会使人失去知觉,41℃的高温则会引起循环系统的崩溃,体温低于28℃或高于43℃就会引起死亡。所以高温酷热对人体的影响,轻则影响休息,降低工作效率,重则造成中暑甚至死亡。

    前面已经谈到,湿度增高减少了出汗的降温作用,加上长时间的重体力劳动,增加肌肉产生的热量,也增加了高温损害的危险。老年人、过度肥胖的人和慢性酒精中毒者对高温损害特别敏感。某些药物,如抗组胺药物、抗精神药物、酒精和可卡因等也可能增加高温损害的易感性。

    职业性中暑属于职业病,是指劳动者工作在高温作业环境下,人体在高温和热辐射的长时间作用下导致体温调节障碍,水、电解质代谢紊乱及神经系统功能损害。轻者出现发热、乏力、皮肤灼热、头晕、恶心、呕吐、胸闷、烦躁不安、脉搏细速、血压下降;重者可有头痛剧烈、昏厥、昏迷、痉挛,甚至引起死亡。

    其次高温还可诱发疾病加重而出现死亡。高温可促使冠心病加重, 甚至可导致猝死,或由于大量失水,导致血液黏稠度增高,血流不畅,可诱发缺血性脑卒中的发生,可导致血压的剧烈变动,还可使人体出现营养吸收减少而消耗增加,使某些疾病患者出现营养负平衡并消瘦导致免疫力抵抗力下降而加重原有病情。

    老人因为身体对热的调节功能减弱,最容易受高温危害,严重者导致系列疾病发生而死亡。

    高温条件下,由于反应速度降低,容易出现事故,包括生产性事故、车祸等,而事故的发生很容易引起伤害,甚至死亡。在高温环境下,人尚会“情绪中暑”而出现易动肝火、急躁、心烦的表现,而人处于不良的社会环境中将加重这种情绪,而引起人们发生冲突,严重的可能引起恶性事件。

    高温环境下,人为了适应高温主动产生行为适应,如夏季避免中午出门、穿浅色衣服、皮肤大量裸露、游泳、吃雪糕、开空调风扇等。

    其中有的行为适应能促进健康,而有的行为适应不适当,反容易导致疾病、事故甚至是死亡。如夏季高温,在江河中游泳导致溺水而死亡的事故屡见不鲜,而暴饮雪糕等冷饮导致急性腹泻,空调使用不当而发生空调病的案例也日益增多。不过行为适应可通过健康教育、知识普及等进行修正,如避免高温时到江河中游泳,正确使用空调和适当饮用冷饮等均可保护人群受到不必要的伤害。

    2.高温与死因序位、死亡率

    在高温环境中,由于人体处于热应激状态,交感神经兴奋,大量出汗,血液黏稠度增加,心血管系统处于高负荷运行状况,消化系统功能减弱,从而可引起原有的疾病加重甚至死亡。如血压在受热早期和晚期的激烈变化,可诱发心脏疾病,出现高血压,冠心病等;血液黏稠度增加可引起血栓从而出现脑 卒中;消化系统功能减弱导致出现人体负营养状态而使原来的器质性疾病进一步加重。

    研究发现:

    (1)各类疾病在热浪期间都有增加,在1998年8月7~17日热浪期间,超额死亡数平均达到405人/天。伤害和中毒、精神失常、内分泌疾病、神经病和循环系统疾病、呼吸系统疾病占据着较高的超额死亡,其超额死亡率分别为376.6%、341.0%、319.9%、268.1%、268.5%和198.4%,几乎比正常死亡水平增加了1~4倍。

    循环系统疾病和呼吸系统疾病在1998年热浪期间几乎翻了一番。中风、心脏病和慢性肺病被普遍认为是与热有关的疾病。在上海热浪期间循环系统和呼吸系统疾病分别占全部超额死亡的39.0%和15.8%。

    (2)肿瘤这一仅次于循环系统疾病的第二大死因在热浪期间只稍微有所增加,超额死亡率为32.1%,远低于伤害和中毒、精神失常、内分泌疾病、神经病和循环系统疾病、呼吸系统疾病等的超额死亡率。

    (3)中暑是由持续热浪直接引起的疾病。在疾病分类中,中暑属于伤害和中毒这一类疾病。在1998年整个夏季,经统计总共有475例经医生诊断为中暑死亡病例,其中有90.7%发生在8月,73.7%发生在热浪期间。而在1997年只有4例中暑死亡病例报道。

    (4)对于其他类主要指不明原因的死亡、血液病以及怀孕、分娩和产后并发症死亡等,超额死亡也增加很快。

    高温的预测方法高温的预测方法近几年来随着人们对环境问题的关心和高温天气的频繁出现,高温也成为人们关注的热点之一。高温的季节预测、高温天气预报、高温热浪与人体健康预警逐渐成为日常预报服务中的一项重要任务。

    高温的季节预测通常是在高温季节来临之前,提前给出对于未来季节是否为高温多发的预测结果。

    高温季节预测的主要方法可以分成3类:定性概念模型、定量统计方法和定量数值模式方法。

    1.定性概念模型

    定性概念模型方法是根据经验和气候理论,仅仅定性估计未来是否是高温多发的季节,并不预测高温日出现的程度。

    首先依据历史上高温季节出现的高温日数、极端高温值等确定哪些年份属于高温年,哪些年份属于非高温年。确定高温年后,再分析高温年与非高温年的前期特征,揭示高温年和非高温年前期异常征兆。

    实际预测时,如前期特征与高温年相似,则预测未来出现高温多。

    常用的前期征兆分析有:

    (1)环流场特征分析。对划定的高温年和非高温年进行合成分析,分别计算前期(1~4月)500百帕月平均高度场以及与多年平均高度 场的距平值,得到各月高温年和非高温年的合成距平分布图。

    (2)海温场特征分析。对划定的高温年和非高温年进行合成分析,分别计算前期(1~4月)全球海温场,特别是热带太平洋月平均海温以及与多年平均海温的距平值,得到各月高温年和非高温年的合成距平分布图。

    (3)亚洲季风特征分析。东亚冬季风环流系统低空由蒙古高压和阿留申低压、东亚大陆边缘的强北风组成。这些成员强度和位置以及配置的变化,都会影响季风区内的降水和气温场。夏季风与冬季风有一定的关联,弱冬季风多数对应弱夏季风。一般来说,对长江中下游而言,夏季风偏强的年份,高温过程多,强度大。4月为季节转换期,亚洲夏季风爆发的最早信号是索马里向北越赤道气流的建立,用于分析高温年和非高温年亚洲夏季风爆发特征。

    (4)OLR特征分析。射出长波辐射OLR(OutgoingLongwaveRadiation)为卫星观测的地气系统向外长波辐射,物体温度高对应长波辐射大,物体温度低对应长波辐射小。热带OLR低值区一般对应大范围积云对流区(地/海面大部被 积云覆盖,积云顶温度低),高值区一般对应大范围晴空区(热带地区以海面为主,海面温度一般较高)。

    对流区对应气流上升区,晴空区对应气流下沉区。即热带OLR低值区和高值区分别对应气流上升和下沉区,因而OLR低值区和高值区的空间分布及变化可较好地表征热带大气环流的异常。高温年1月OLR热带太平洋以正距平为主。

    (5)气候特征分析。分析高温年和非高温年前期(1~4月)气候特征,包括平均气温、极端高温、极端低温、冷空气过程、降水等。

    2.定量统计方法

    定量统计方法依据高温季节某区域出现的高温日数、站数、极端高温值等确定高温指数,用多元分析方法作定量统计。定量分析多点(区域)高温指数与可能因子场(500百帕月平均高度场、全球海温场、海平面气压场等)关联。这是一元分析方法的推广,一元分析也可视为多元分析的特例。

    首先,计算单点高温指数与可能因子的相关系数。相关系数可定量度量两者之间关系的密切程度。

    挑选相关系数较高的因子,组建预测方程。

    在近代气候分析和预测中,其基本对象已由早期的单站要素时间序列分析逐渐向区域、半球,甚至全球要素场时间序列转变,为提取场与场间大尺度相互作用的主要耦合信号,进而利用前期场的主要变化特征预测未来高温指数的变化成为可能。

    由区域高温指数与因子场的多元分析,可找到影响区域高温指数的主要物理因子,同时也能提取两个场相互作用的主要耦合信号。借助最优化技术,还可实现用这些主要信号对整个区域高温指数的客观预报。这种分析方法,考虑因子场对高温指数主要的影响关系,重点考虑大尺度变化,滤去小扰动,力图从因子场的大尺度变化对高温指数的变化进行客观、总体的描述。

    将当年因子场输入到所建立的预报方程,即可得到高温指数的预测。

    另外,常用的时间序列分析方法来建立预报方程,主要有以下几种:

    (1)时间序列自回归。将某年 高温指数与前1~3年高温指数组建预测方程,依据前1~3年高温指数的自身变化,预测当年高温指数。

    (2)方差分析。将高温指数时间序列进行一定的时间间隔分组,利用分组后的不同数据方差大小进行比较,确定可能存在的周期。最后将确定的周期外推并叠加,预测当年高温指数。

    3.定量数值模式方法

    定量数值模式方法通过数学物理原理,建立微分方程组来求解。

    天气、气候现象是地球大气运动的结果,它们受一定的物理、化学定律支配,这些定律可由微分方程组描述。与天气数值预报不同,气候数值预报除了要全面地考虑各种尺度的大气运动的贡献外,还必须考虑大气与地球其他圈层的相互作用,因而需要将大气环流数值模式与海洋环流模式、陆面过程模式、冰雪圈的模式甚至生物圈的模式,以及大气化学与气溶胶模式耦合在一起,从一定的初始状态出发,在一定的边界条件下求出微分方程组的解,即由积分初始条件,积分至季节末,就可预测未来天气或气候状态。

    用降尺度方法,如统计方法、人工智能方法,将气候数值预报得到的网格点预测位势高度值转换为台站气温值。同时订正气候数值模式预测误差、环流场预测气温误差。

    依据高温指数与台站值气温的关系,组建预测方程组,预测高温指数。

    高温预报方法高温预报方法高温天气预报通常指3天内的高温预报。目前在气象台站常用的高温预报方法有以下几种:经验预报法、统计预报方法、数值预报法和概念模型法等。

    (1)经验预报方法。通过分析天气图上的天气系统,依据预报员的经验,判断高温天气是否出现。

    这种方法有一定的主观性。

    (2)统计预报方法。通过长时间序列的高温个例资料,利用数学统计模型,进行统计相关分析,建立高温预报方程,依据方程作出高温天气预报。在一般日常温度预报中,这种方法效果好。但高温天气预报相对而言是一个小概率事件,所以应用统计预报对这种小概率事件的预报效果相对较差。

    (3)数值预报方法。利用数值模式,通过对影响气候的各种物理量计算,作出高温的预报,这种方法较客观,但目前受各种条件限制,其预报结果存在着不稳定因素,常出现较大的振幅。随着计算机技术和气象探测手段的不断发展、大气科学和数学物理的不断进步、数值天气预报模式技术和对物理过程的描述不断改进和完善,数值预报水平得到不断提高。制作某一地区的高温天气预报,常采用多种数值预 报产品,这样可为预报提供较客观的预报依据。如欧洲中心的地面和500百帕的形势预报,从环流形势上为预报高温天气提供依据;日本的高、低空数值预报产品和诊断量为高温天气预报提供了较好的预报和诊断场;当地的中尺度数值预报,能够提供高时空分辨率的实时气象要素预报结果。可对气象要素场的时空分布和变化情况作出更精细的预报,能够刻画某地区中、小尺度天气特点和演变过程。

    (4)概念模型法。通过对历史上高温天气个例的普查和分析,从高温的成因入手,并结合前面的一些预报方法,归纳出高温天气出现的阈值,即预报指标,建立预报模型或预报流程。

    高温预报如果连续三天温度达到35℃时,会发布高温黄色预警信号,如果当日气温达到37℃时,会发布高温橙色预警信号,如果当日温度达到40℃时,会发布高温红色预警信号。而某日最高气温达到35℃称为高温日。热浪的结果是高温,但高温不都是热浪引起的。

    知你道吗

    高温预报流程高温预报流程为了作出准确的高温预报,要从高温天气的成因入手。下面介绍几个典型地区针对高温天气特点制作的高温预报流程。

    1.北京高温天气预报

    北京高温天气的起因之一是由于青藏高原加热作用而在西北地区形成暖气团东移至北京上空形成的。

    暖气团的强度是北京会否出现高温天气的重要先决条件。当北京上空850百帕的温度大于20℃,暖气团中心强度大于24℃时,北京可能会出现高温天气;当850百帕的温度小于20℃,北京基本不会出现35℃用是造成气温日变化的一个重要因素,也是高温天气所必须的条件之一。天空晴朗、日照条件好有利于地面的辐射增温,要达到这种条件,一般北京上空为西北气流,或西北偏西气流控制。从天气形势上分析,北京上空处在暖高压脊前部或相对以上的高温天气;太阳辐射增温作图127天气预报美女主播 较平直的气流中;出现高温天气时近地面的大气层结一般都呈现干绝热状态,这种状态可以保证空中暖空气以最大效率到达地面。这种干绝热层结的形成往往在中低空伴有明显的下沉运动,下沉运动的增暖作用使低空层结表现为干绝热状态,同时下沉运动还可以使空中保持晴朗无云,有利于太阳辐射增温。北京出现高温天气时,在北京附近有一个明显的下沉中心,即使没有下沉中心,北京也处在下沉运动区中。

    通过以上分析,归纳出北京地区高温天气预报流程如下:

    第一步是判别500百帕天气图上北京上空是否是西北或偏西气流;第二步是判别在地面天气图上北京附近是否有热低压存在,或北京处于高压前部,或冷锋过境等高温形势中;第三步是判别在24小时内850百帕天气图上是否有大于等于20℃的暖气团或暖舌控制北京;第四步是判别在700百帕天气图上北京上空是否有下沉中心或处于下沉区内;第五步是上面4个条件均满足,得到在24小时内北京将出现高温天气的结论。

    2.长江中下游地区高温天气的预报长江中下游地区的高温天气主要与西太平洋副热带高压有关。一般在长江中下游地区出现高温天气时,西太平洋副热带高压呈东西带状分布,脊线在东经120°,北纬28°~32°,且稳定少动,它的强中心(≥5920位势米)位于长江口,长江中下游地区受它西伸的高压脊控制。因此在高温预报中,主要是准确预报副热带高压的位置和移动。

    采用的方法是:利用数值预报产品,结合统计预报模型。高温天气的出现还与暖气团的活动有关。一般在 850百帕高空有大于24℃的暖中心控制,对流层中层为下沉气流,天气晴好,在太阳辐射增温和下沉增温的共同作用下,地面气温迅速升高。另外,高温天气还与当地的风向、风速、云量及前一天的气温有密切关系。在高温天气出现时,风速一般为0.1~4.0米/秒,最小为0米/秒,最大为5.0米/秒。风向一般为偏南、西南或偏西,有时为弱的东南风或无风。相对湿度一般为41%~56%,最小37%,最大68%。总云量一般为1~9,最少为0,最多为10;低云量一般为1~5,最少为0,最多为6。这些要素的预报是高温天气预报的关键因素。

    根据对欧洲中心分析场格点资料的统计,结合老预报员的预报经验,总结出利用副高、热带气旋和西南暖低压这3个影响系统,是预报广西高温天气的关键指标。即(1)副高预报:副高在北纬20°~30°,东经105°~120°之间,欧洲中心分析场格点资料500百帕高度共有12个点,至少有9个点≥588dagpm(位势什米),其余的则要≥586dagpm,(2)热带气旋:

    H25130、H25125、H25120、H20120中至少有1站≤582dagpm;(3)西南暖低压:P25105、P25110、P30105有一站≤1000百帕或两站≤1003百帕;(4)850百帕有暖中心配合:T25105+T25110≥40℃或T25105+T25110+T30110≥57℃。其中,H为500百帕高度场,单位:

    位势什米;P为地面气压场,单位百帕;T为850百帕温度,单位:℃;H、P、T后的数字为欧洲中心分析场格点代码。

    历史上的热浪灾害

    中国古代对于炎热天气的记载较少,往往与干旱记在一起。如《北齐书》卷四记载天保八年“三月,大热,人或喝死。”《宋史》卷63有绍兴五年“五月,大燠四十余日,草木焦槁,山石灼人,喝死者甚众”

    的记载(“燠”即炎热,“喝”即中暑)。《水浒传》中“智取生辰纲”

    一节白胜唱道:“赤日炎炎似火烧,野田禾稻半枯焦;农夫心内如汤煮,王孙公子把扇摇。”可算是对热浪灾害形象的描述了。到近代有了气象观测以后,对热浪的记载逐渐增加。

    1743年7月14~25日北京的持续高温造成11400人死亡,多为贫民。

    现在,让我们回顾一下近几十年来世界各地的热浪灾害情况。

    1970年5月印度有500多人死于热浪。1972年5月下半月到6月比哈尔邦和北方邦持续高温,死亡750人。1973年4~6月巴基斯坦的旁遮普邦最热达50℃,其他地区也达46℃~49℃,许多人死于酷热;印度中部和东部每月热死达100人。

    1980年美国热浪发生之早持续之久为历史罕见,4月下旬北达科他州和依阿华州就出现了37℃的高 温,5月后期威利斯顿出现41.1℃高温,6月中旬热浪波及得克萨斯州大部地区,7月上中旬更席卷全国1/3的国土,夏季各地逐月平均气温均比常年偏高3℃~6℃,大多破极端高温的历史记录。据估计由于热浪死亡的至少有1265人,比常年增加7倍,仅密苏里州就死亡311人。热浪期间谷物、大豆和春小麦受到严重损失,牧场枯焦,牲畜生长缓慢,数百万只家禽死亡,大量家禽被迫廉价出售。估计由于热浪和干旱增加的耗费高达200亿美元。

    1981年6月5~22日西班牙和葡萄牙被热浪席卷,其中6月14日科尔多瓦最高气温达44℃,就连大西洋边上的里斯本也达到了41.5℃,这次热浪被认为是20世纪以来最严重的,两国农业减产40%。这一年中国江南8月份连续25天最高气温在35℃以上,科威特8月份最高气温超过49℃,其中国际机场曾达50.7℃。

    1982年6月希腊雅典气温高达45℃,44人死于热浪引起的心脏病 发作,意大利南部出现44℃~45℃的高温,死亡40人。西班牙7月5~11日出现50年来的最高记录,达43℃,成千上万牲畜死亡。澳大利亚的阿德莱德在1月17~24日连续8天最高气温超过38℃,24日连最低气温都在33.5℃,塔应拉23日的最高气温达48.5℃,据统计有10名老人死于热浪。图1311988年美国中西部出现54年来最严重的热浪,造成相当于1934和1936年的干旱,密西西比河和俄亥俄河的水位降到50年来的最低点,大豆比上年减产21%,玉米减产34%,世界粮食到年底仅剩下54天的储备量,低于60天的安全储备量界限。这一年前苏联、中国和加拿大也因高温加剧干旱而粮食减产。长江流域的高温伏旱为历史少有。7月上旬苏北皖北气温比常年偏高5℃,中旬高温区扩展到华中和四川,7月18~19日长江流域多处最高气温超过40℃,浙江常山更达42℃。武汉中暑1436人,是历史上最多的一年。南京、上海、南昌等地共5000~6000人中暑, 死亡40多人。早稻因高温逼熟秕粒减产,蔬菜供应也一度紧张。8月上旬韩国全境最高气温达35℃以上,数以百万计的人群涌往海滨。

    这一年印度中北部也大范围出现45℃以上的酷热。热浪席卷了南欧和东南欧各国,连保加利亚都出现了打破100年来记录的41.7℃的高温记录。

    1991年5月底到6月上旬,巴基斯坦南部和印度西北部最高气温达52℃~53℃,300多人丧生。

    1997年中国北方各大城市普遍创持续高温的历史新记录,北京全市用水和供电双创历史最高记录,已接近供应能力的极限。高温使农作物受旱加重,郊区枯死绝收19万亩,仅7月12和13日日售空调器就达4000多台,致使价格上扬并脱销。全市有数十名交通警察在岗位上中暑晕倒。天津市7月13和14日死亡60岁以上老人50余名,大多是顶烈日在上下班途中因中暑致死。儿童肠胃病患者急剧增加,主要是无节制吃冷饮所致。1999年7月美国中东部发生热浪,南达科他州的皮尔市7月23日曾达44℃,从7月19日到8月4日有21个州报告造成263人死亡,绝大多数是老人和病人。1999年和2000年中国的大范围酷暑和干旱更是空前的。

    1999年主要发生在6月24日~7月2日和7月23~30日两段,北京7月24日最高气温42.2℃,创同期最高记录。兰州、承德、朝阳等地还分别出现了39.7℃、41.6℃和43.3℃的异常高温。2000年6月1日~7月13日中国东部和新疆再次出现酷暑,北京13日达39.3℃,平110年同期历史最高记录。吐鲁蕃7月1~13日最高气温在41℃以上的就有8天,11日竟达47.7℃。

    甚至连青海的尖扎都出现了40.3℃高温。武汉7月17日的最低气温达30.7℃,破百年记录。高温使心脏病、高血压和中暑病人急增,武汉市仅7月24日就出动急救车48次。图133根据对1947~1980年全球10种重大自然灾害造成死亡人数的统计,热浪居第7位,死亡7000人。

    在南亚和北非则是当地最严重的自然灾害之一。

    热浪的危害包括对农作物、果林、动物以及对人类生产、社会生活和人体健康等各个方面,下面我们就逐一介绍防御和减轻热浪灾害的对策与措施。

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