شاخص های تغییر آب و هوا: امواج گرما

این شاخص روند وقایع گرمای شدید چند روزه را در سراسر ایالات متحده توصیف می کند.

این شکل تغییرات در تعداد امواج گرما در سال (فرکانس) را نشان می دهد. متوسط طول امواج گرما در روزها (مدت زمان) ؛تعداد روزهای بین اولین و آخرین موج گرمای سال (طول فصل). و در مقایسه با آستانه دمای محلی برای تعیین موج گرما (شدت) ، امواج گرما چقدر گرم بودند. این داده ها از سال 1961 تا 2021 برای 50 منطقه بزرگ کلانشهر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نمودارها به طور متوسط در هر 50 منطقه کلانشهر تا دهه نشان می دهد.

منبع داده: NOAA ، 2022 7 بروزرسانی وب: ژوئیه 2022

این نقشه ها تغییر در تعداد امواج گرما در سال (فرکانس) را نشان می دهد. متوسط طول امواج گرما در روزها (مدت زمان) ؛تعداد روزهای بین اولین و آخرین موج گرمای سال (طول فصل). و در مقایسه با آستانه دمای محلی برای تعیین موج گرما (شدت) ، امواج گرما چقدر گرم بودند. این داده ها از سال 1961 تا 2021 برای 50 منطقه بزرگ کلانشهر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. اندازه هر دایره نشان دهنده تغییر کل در دوره اندازه گیری شده است. محافل با رنگ جامد شهرهایی را نشان می دهد که این روند از نظر آماری معنی دار بود.

منبع داده: NOAA ، 2022 8 بروزرسانی وب: ژوئیه 2022

این شکل مقادیر سالانه شاخص موج گرمای ایالات متحده از سال 1895 تا 2021 را نشان می دهد. این داده ها 48 ایالت پیوسته را پوشش می دهند. مقدار شاخص 0. 2 (به عنوان مثال) می تواند به این معنی باشد که 20 درصد از کشور یک موج گرما را تجربه کرده اند ، 10 درصد از کشور دو موج گرما را تجربه کرده اند ، یا برخی دیگر از ترکیبات فرکانس و مساحت منجر به این مقدار می شوند.

منبع داده: Kunkel ، 2022 9 بروزرسانی وب: ژوئیه 2022

امتیاز کلیدی

• امواج گرما بیشتر از آنچه در شهرهای بزرگ در سراسر ایالات متحده قبلاً استفاده می شد ، اتفاق می افتد. فرکانس آنها به طور پیوسته افزایش یافته است ، از میانگین دو موج گرما در سال در دهه 1960 به شش در سال در دهه 2010 و 2020 (شکل 1 را ببینید).
• در سالهای اخیر ، میانگین موج گرما در مناطق بزرگ شهری ایالات متحده حدود چهار روز طول کشیده است. این تقریباً یک روز طولانی تر از میانگین موج گرما در دهه 1960 است (شکل 1 را ببینید).
• میانگین فصل موج گرما در 50 شهر در این شاخص در حال حاضر حدود 49 روز طولانی تر از آنچه در دهه 1960 بود (شکل 1 را ببینید). زمان بندی می تواند اهمیت داشته باشد ، همانطور که امواج گرما که در اوایل بهار یا بعد از آن در پاییز رخ می دهد می تواند افراد را از محافظت خارج کرده و در معرض خطرات سلامتی مرتبط با امواج گرما قرار دهد.
• امواج گرما به مرور زمان شدیدتر شده اند. در طول دهه 1960 ، میانگین موج گرما در 50 شهر در شکل 1 و 2 2. 0 درجه فارنهایت بالاتر از آستانه صدک محلی 85 بود. در طول دهه 2020 ، میانگین موج گرما 2. 3 درجه فارنهایت از آستانه محلی بوده است (شکل 1 را ببینید).
• از 50 منطقه کلانشهر در این شاخص ، 46 از نظر آماری افزایش معنی داری در فرکانس موج گرما بین دهه 1960 و 2020 تجربه کردند. مدت زمان موج گرما در 29 مورد از این مکان ها ، طول فصل موج گرما در 44 و شدت در 17 افزایش یافته است (شکل 2 را ببینید).
• سوابق طولانی مدت نشان می دهد که امواج گرما در دهه 1930 شدیدترین در تاریخ ثبت شده ایالات متحده باقی مانده است (شکل 3 را ببینید). سنبله در شکل 3 نشانگر امواج گرمای شدید و مداوم در منطقه Plains در طی دوره ای است که به عنوان "کاسه گرد و غبار" شناخته می شود. شیوه های ضعیف کاربری اراضی و سالها خشکسالی شدید با کاهش رطوبت خاک و کاهش اثرات تعدیل کننده تبخیر ، به این امواج گرما کمک می کند. 6

زمینه

یک دوره مداوم از روزهای غیرمعمول داغ به عنوان یک رویداد گرمای شدید یا یک موج گرما گفته می شود. امواج گرما بیش از حد ناراحت کننده نیستند: آنها می توانند منجر به بیماری و مرگ شوند ، به ویژه در میان افراد مسن ، بسیار جوان و سایر جمعیت آسیب پذیر (به نشانگرهای مربوط به گرما و بیماری های ناشی از گرما مراجعه کنید). 1 قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در گرمای بیش از حد می تواند منجر به تأثیرات دیگر شود - به عنوان مثال ، آسیب رساندن به محصولات زراعی ، آسیب یا کشتن دام و افزایش خطر آتش سوزی. مدت طولانی گرمای شدید می تواند منجر به قطع برق شود زیرا تقاضای سنگین برای تهویه مطبوع شبکه برق را فشار می دهد.

روزهای غیرمعمول گرم و وقایع موج گرما بخشی طبیعی از تغییر روزانه در آب و هوا است. با گرم شدن آب و هوای زمین ، با این حال ، روزها و شبهای داغ تر از حد معمول رایج تر می شوند (به شاخص درجه حرارت بالا و پایین مراجعه کنید) و انتظار می رود امواج گرما بیشتر و شدیدتر شوند. 2 افزایش در این حوادث گرمای شدید می تواند منجر به بیماری ها و مرگ و میر بیشتر ناشی از گرما شود ، به خصوص اگر افراد و جوامع گامی برای سازگاری نگذارند. 3 حتی افزایش اندک در گرمای شدید می تواند منجر به افزایش مرگ و میر و بیماری ها شود. 4

در مورد نشانگر

این شاخص روندها را در طول زمان در چهار ویژگی اصلی امواج گرما در ایالات متحده بررسی می کند:

• فرکانس: تعداد امواج گرما که هر سال رخ می دهد.
• مدت زمان: طول هر موج گرمای فردی ، در روزها.
• طول فصل: تعداد روزهای بین اولین موج گرمای سال و آخر.
• شدت: در طول موج گرما چقدر گرم است.

امواج گرما از جهات مختلف قابل تعریف است. برای قوام در سراسر کشور ، شکل 1 و 2 یک موج گرما را به عنوان دوره دو یا چند روز متوالی تعریف می کند که حداقل دمای ظاهری روزانه (دمای واقعی تنظیم شده برای رطوبت) در یک شهر خاص از 85 درصد از ماه ژوئیه تاریخی فراتر می رود ودرجه حرارت آگوست (2010-1010) برای آن شهر. EPA این تعریف را به دلایل مختلف انتخاب کرد:

• جدی ترین اثرات سلامتی موج گرما اغلب با دمای بالا در شب همراه است که معمولاً حداقل روزانه است. 5 بدن انسان به خصوص بعد از یک روز گرم باید در شب خنک شود. اگر هوا در شب خیلی گرم بماند ، بدن با فشار بیشتری روبرو می شود زیرا قلب برای تنظیم دمای بدن سخت تر می شود.
• تنظیم رطوبت مهم است زیرا وقتی رطوبت زیاد باشد ، آب به راحتی تبخیر نمی شود ، بنابراین خنک شدن بدن انسان با عرق کردن سخت تر است. به همین دلیل هشدارهای بهداشتی در مورد گرمای شدید اغلب مبتنی بر "شاخص گرما" است که دما و رطوبت را ترک می کند.
• درجه 85 درصد درجه حرارت ژوئیه و آگوست برابر با نه داغترین روز در گرمترین دو ماه سال است. دما که به طور معمول فقط نه بار در گرمترین قسمت سال ثبت می شود ، به اندازه کافی نادر است که بیشتر مردم آن را به طور غیرمعمول داغ می دانند.
• با استفاده از صدک 85th برای هر شهر جداگانه ، شکل 1 و 2 "غیرمعمول" را از نظر شرایط محلی تعریف می کنند. از این گذشته ، یک دمای خاص مانند 95 درجه فارنهایت ممکن است در یک شهر به طور غیرمعمول گرم باشد اما کاملاً طبیعی در منطقه دیگر باشد. بعلاوه ، افراد در مناطق نسبتاً گرم (مانند جنوب غربی) ممکن است بهتر سازگار و با هوای گرم سازگار شوند.

اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) دمای ظاهری را برای این شاخص بر اساس اندازه گیری دما و رطوبت از ایستگاه های آب و هوایی طولانی مدت ، که عموماً در فرودگاه ها قرار دارند ، محاسبه کرد. شکل 1 و 2 بر 50 منطقه پرجمعیت کلانشهر ایالات متحده که داده های آب و هوایی را از یک مکان ثابت و بدون روزهای مفقود شده در طول دوره زمانی مورد بررسی قرار داده اند ، تمرکز می کنند. سال 1961 به عنوان نقطه شروع انتخاب شد زیرا بیشتر شهرهای بزرگ حداقل از این زمان داده های سازگار را جمع آوری کرده اند.

شکل 3 چشم انداز دیگری را برای سنجش اندازه و فرکانس وقایع طولانی مدت موج گرما فراهم می کند. این شاخص موج گرما سالانه ایالات متحده را نشان می دهد ، که وقوع شرایط موج گرما را در 48 ایالت پیوسته از 1895 تا 2021 دنبال می کند. این شاخص یک موج گرما را به عنوان یک دوره حداقل چهار روز با دمای متوسط تعریف می کند که فقط انتظار می رودبرای ادامه بیش از چهار روز یک بار در هر 10 سال ، بر اساس سابقه تاریخی. مقدار شاخص برای یک سال معین بستگی به این دارد که چند بار چنین امواج گرمای شدید رخ می دهد و آنها چقدر گسترده هستند.

در مورد داده ها

یادداشت های نشانگر

با توسعه شهرها ، پوشش گیاهی اغلب از بین می رود و سطوح بیشتری آسفالت می شوند یا با ساختمانها پوشانده می شوند. این نوع توسعه می تواند منجر به دمای بالاتر شود - بخشی از اثر به نام "جزیره گرمای شهری". در مقایسه با مناطق روستایی اطراف ، مناطق ساخته شده دارای دمای بالاتری هستند ، به خصوص در شب. 10 رشد شهری از سال 1961 ممکن است به بخشی از افزایش امواج گرما که شکل 1 و 2 برای برخی از شهرها نشان می دهد ، کمک کند. این شاخص تلاش نمی کند تا اثرات توسعه در کلانشهرها را تنظیم کند ، زیرا بدون توجه به اینکه این روند ترکیبی از تغییرات آب و هوا و سایر عوامل را نشان می دهد ، بر دمای موجود در افراد در واقع قرار می گیرد.

شکل 1 و 2 بر 50 منطقه پرجمعیت متروپولیتن که داده های کاملی برای کل دوره از سال 1961 تا 2021 داشتند ، تمرکز می کنند. چندین منطقه بزرگ کلانشهر داده های کافی مانند شهر نیویورک ، هیوستون ، مینیاپولیس را نداشتند. پولس ، و دنور. در برخی از این موارد ، بهترین ایستگاه هواشناسی بلند مدت در دسترس بین سالهای 1961 تا 2021 جابجایی شد-به عنوان مثال ، هنگامی که یک فرودگاه جدید افتتاح شد.

همانطور که در بالا ذکر شد ، شکل 1 و 2 به دلیل ارتباط بین خنک کننده شب (یا عدم وجود آن) و سلامت انسان ، بر حداقل درجه حرارت روزانه تمرکز می کنند. برای مرجع ، مستندات فنی EPA برای این شاخص نتایج یک تجزیه و تحلیل مشابه را بر اساس حداکثر دمای روزانه نشان می دهد.

داده های دما برای اوایل قرن بیستم کمتر مشخص است زیرا ایستگاه های کمتری در آن زمان کار می کردند. علاوه بر این ، دستگاه ها و روش های اندازه گیری با گذشت زمان تغییر کرده اند و برخی از ایستگاه ها حرکت کرده اند. داده های موجود در شکل 3 تا حد ممکن تنظیم شده است تا برخی از این تأثیرات و تعصبات را به خود اختصاص دهد ، با این حال ، و این عدم قطعیت ها برای تغییر ماهیت اساسی روندها کافی نیستند.

منابع اطلاعات

شکل 1 و 2 از تجزیه و تحلیل توسط Habeeb و همکاران اقتباس شده است.(2015). 11 آنها مبتنی بر اندازه گیری دما و رطوبت از ایستگاه های آب و هوایی هستند که توسط سرویس ملی هواشناسی NOAA اداره می شوند. مراکز ملی اطلاعات زیست محیطی NOAA داده ها را گردآوری و ارائه می دهد.

شکل 3 بر اساس اندازه گیری ایستگاه های هواشناسی در شبکه ناظر ملی تعاونی خدمات هواشناسی است. داده ها به صورت آنلاین در: www.ncdc. noaa. gov در دسترس هستند. اجزای این شاخص را می توان در: www.globalchange. gov/indicators نیز یافت.

مستندات فنی

منابع

1 Sarofim ، M. C. ، S. Saha ، M. D. Hawkins ، D. M. Mills ، J. Hess ، R. Horton ، P. Kinney ، J. Schwartz و A. St. Juliana. 2016. فصل 2: مرگ و بیماری مربوط به دما. در: تأثیر تغییرات آب و هوا بر سلامت انسان در ایالات متحده: یک ارزیابی علمی. برنامه تحقیقاتی تغییر جهانی ایالات متحده. https://health2016. globalchange. gov.

2 USGCRP (برنامه تحقیقاتی تغییر جهانی ایالات متحده). 2017. گزارش ویژه علوم آب و هوا: چهارمین ارزیابی اقلیم ملی ، جلد I. Wuebbles ، D. J. ، D. W. Fahey ، K. A. Hibbard ، D. J. Dokken ، B. C. استوارت ، و T. K. مییکوک (ویرایش.). https://science2017. globalchange. gov. doi: 10. 7930/j0j964j6 ..

3 ایالات متحده آمریکا EPA (آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده). 2015. تغییرات آب و هوا در ایالات متحده: مزایای اقدام جهانی. EPA 430-R-15-001.www.epa. gov/cira.

4 Sarofim ، M. C. ، S. Saha ، M. D. Hawkins ، D. M. Mills ، J. Hess ، R. Horton ، P. Kinney ، J. Schwartz و A. St. Juliana. 2016. فصل 2: مرگ و بیماری مربوط به دما. در: تأثیر تغییرات آب و هوا بر سلامت انسان در ایالات متحده: یک ارزیابی علمی. برنامه تحقیقاتی تغییر جهانی ایالات متحده. https://health2016. globalchange. gov.

5 Sarofim ، M. C. ، S. Saha ، M. D. Hawkins ، D. M. Mills ، J. Hess ، R. Horton ، P. Kinney ، J. Schwartz و A. St. Juliana. 2016. فصل 2: مرگ و بیماری مربوط به دما. در: تأثیر تغییرات آب و هوا بر سلامت انسان در ایالات متحده: یک ارزیابی علمی. برنامه تحقیقاتی تغییر جهانی ایالات متحده. https://health2016. globalchange. gov.

6 CCSP (برنامه علمی تغییر آب و هوا ایالات متحده). 2008. سنتز و ارزیابی محصول 3. 3: آب و هوا و افراط آب و هوا در آب و هوای در حال تغییر.www.globalchange. gov/browse/reports/sap-33-weather-and-climate-crstremes- تغییر- کلسیم.

7 NOAA (اداره ملی اقیانوسی و جوی). 2022. مجموعه داده ها و مستندات استرس گرما. در فوریه 2022 توسط NOAA به EPA ارائه شد.

8 NOAA (اداره ملی اقیانوسی و جوی). 2022. مجموعه داده ها و مستندات استرس گرما. در فوریه 2022 توسط NOAA به EPA ارائه شد.

9 Kunkel ، K. 2022. نسخه به روز شده شکل 2. 3 در: CCSP (برنامه علمی تغییر آب و هوا ایالات متحده). 2008. سنتز و ارزیابی محصول 3. 3: آب و هوا و افراط آب و هوا در آب و هوای در حال تغییر.www.globalchange. gov/browse/reports/sap-33-weather-and-climate-crstremes- تغییر- کلسیم.

10 ایالات متحده آمریکا EPA (آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده). 2016. اثر جزیره گرما.www.epa. gov/Heatislands.

11 Habeeb ، D. ، J. Vargo ، and B. Stone ، Jr. 2015. افزایش روند موج گرما در شهرهای بزرگ ایالات متحده. نات. خطرات 76 (3): 1651-1665. doi: 10. 1007/S11069-014-1563-Z.< Pan> 8 NOAA (اداره ملی اقیانوسی و جوی). 2022. مجموعه داده ها و مستندات استرس گرما. در فوریه 2022 توسط NOAA به EPA ارائه شد.