Table of Contents

Раскрытие науки за самыми горячими точками Земли

Экстремальные тепловые волны являются одним из самых грозных проявлений климата Земли, выталкивая температуры до уровней, которые бросают вызов как человеческой выносливости, так и природным экосистемам. В то время как вся планета нагревается под воздействием изменения климата, некоторые регионы последовательно становятся печью, регистрируя температуры, которые граничат с пределами обитаемости. Понимание этих самых жарких мест на Земле не только удовлетворяет любопытство, но и дает критическое понимание погодных условий, пустынных экосистем и срочных реалий изменяющегося климата.

Анализ экстремальной жары включает в себя не только одно показание термометра. Он требует изучения долгосрочных записей, проверки измерений в соответствии со строгими стандартами, установленными Всемирной метеорологической организацией, и рассмотрения местных географических условий. В следующих разделах исследуются некоторые из самых жарких мест по всему миру, подробно описывая, почему они достигают таких палящих крайностей и какова жизнь внутри них.

Долина Смерти, Калифорния - самая жаркая в мире зарегистрированная температура воздуха

Долина Смерти, пустынный бассейн в пустыне Мохаве в Восточной Калифорнии, держит официальный рекорд по самой высокой температуре воздуха, когда-либо измеренной на Земле. 10 июля 1913 года ртуть на ранчо Фурнас-Крик взлетела до 134 ° F (56,7 ° C). Это чтение было зарегистрировано во время исключительной тепловой волны, которая также повысила температуры в других местах в западных Соединенных Штатах. Хотя некоторые современные исследования поставили под сомнение абсолютную надежность этого рекорда 1913 года из-за потенциальных смещений приборов, он остается официальным рекордом, принятым Всемирной метеорологической организацией.

Крайняя жара долины является прямым результатом ее уникальной географии. Она лежит на 282 фута (86 метров) ниже уровня моря, создавая глубокий бассейн, который улавливает горячий воздух. Чистое небо, минимальный облачный покров и интенсивное солнечное излучение в летние месяцы усиливают эффект. Близлежащий хребет Панаминт и хребет Амаргоса блокируют влажный воздушный поток из Тихого океана, сохраняя регион засушливым. Летние температуры выше 120°F (49°C) являются рутинными, а дно долины поглощает солнечное тепло настолько эффективно, что ночные минимумы часто остаются выше 90°F (32°C).

Устойчивая жизнь в печи

Несмотря на свою суровую репутацию, Долина Смерти поддерживает удивительное количество биоразнообразия. Эндемическая рыба-щенок Долины Смерти (]Cyprinodon salinus) выживает в остаточных бассейнах того, что когда-то было огромным озером плейстоцена. Овцы пустыни бигхорн перемещаются по крутым каньонам, а кусты креозота, мескиты и соленые травы закрепляют редкую растительность. Долина также привлекает экстремофилов — микроорганизмы, которые процветают в жарких соленых средах — предлагая подсказки для астробиологических исследований.

Национальный парк Долины Смерти также является живой лабораторией для ученых, изучающих теплостойкость. Посетителям рекомендуется оставаться гидратированными, избегать прямого воздействия солнца в полдень и полагаться на транспортные средства и объекты с кондиционером. Парк зафиксировал отдельное, но спорное значение 130°F (54,4°C) в августе 2020 года и снова в июле 2021 года, которое все еще ожидает официальной сертификации ВМО, но подчеркивает усиливающуюся жару последних лет.

Пустыня Лут, Иран - самая жаркая температура поверхности суши

В то время как записи температуры воздуха часто доминируют в заголовках, спутниковые измерения температуры поверхности земли рассказывают другую историю. Пустыня Лут (]Дашт-и-Лут) на юго-востоке Ирана неоднократно претендовала на звание самой горячей температуры поверхности земли. В 2005 году спектрорадиометр НАСА с умеренным разрешением (MODIS) зафиксировал температуру поверхности земли 159,3 ° F (70,7 ° C). Более поздние исследования подтвердили, что обширные пространства пустыни Лут темной гальки и вулканической породы эффективно поглощают солнечное излучение, приводя температуры поверхности намного выше уровней окружающего воздуха.

Пустыня охватывает около 51 800 квадратных километров (20 000 квадратных миль) и имеет огромные ярданы - высеченные ветром хребты осадка - и возвышающиеся песчаные дюны, достигающие почти 480 метров (1575 футов) в высоту. Отсутствие растительности и устойчивое, безоблачное небо создают среду, где поступающей солнечной энергии некуда идти, но в землю. Летом интенсивное тепло излучается обратно вверх, заставляя воздух вблизи поверхности чувствовать, как будто он мерцает. Только несколько выносливых организмов, таких как некоторые членистоногие и солеустойчивые бактерии, могут сохраняться в этой гипераридной зоне.

Митриба, Кувейт - доказательство того, что Ближний Восток является эпицентром жары

На Ближнем Востоке экстремальные температуры стали новой нормой в течение лета. Один из самых достоверных высокотемпературных рекордов для Азии был установлен 21 июля 2016 года в Митрибе, отдаленной метеостанции на северо-западе Кувейта. В тот день термометр достиг 129,2 ° F (54,0° C), значение, признанное Всемирной метеорологической организацией как самая высокая надежно измеренная температура в Восточном полушарии. Измерение было проведено с использованием калиброванного, аспирированного психометра — метода, который уменьшает эффекты прямого солнечного излучения.

Митриба находится в районе Аль-Сальми, где преобладающие ветры проносят горячий сухой воздух через Аравийский полуостров. Отсутствие каких-либо умеренных водоемов в сочетании с интенсивной солнечной инсоляцией позволяет температурам резко расти. В пик лета дневные максимумы обычно превышают 122 ° F (50° C) во многих частях Кувейта и соседнего Ирака. Городские центры, такие как Багдад, Басра и Кувейт-Сити, часто выдают предупреждения о жаре, которые ограничивают активность на открытом воздухе с позднего утра до раннего вечера.

Влияние на инфраструктуру и повседневную жизнь

Экстремальная жара создает огромную нагрузку на энергосистемы, поскольку спрос на кондиционеры резко возрастает. Потребление воды резко возрастает, а дорожные поверхности могут смягчаться под солнцем. В Кувейте власти ввели «красные дни», когда наружный ручной труд запрещен в самые жаркие часы. Работники в таких секторах, как строительство и добыча нефти, адаптировались, смещая графики на раннее утро или поздний вечер. Тепло также усугубляет хронические состояния здоровья, способствуя увеличению госпитализаций для теплового удара, обезвоживания и сердечно-сосудистого стресса.

Проект климатических моделей НАСА, согласно которому части региона Персидского залива могут превысить порог температуры влажной балки для выживания человека (35 °C при 100% влажности) к концу века, если выбросы продолжатся без изменений.

Австралийская глубинка - Экстремальные явления Южного полушария

Интерьер Австралии — Задняя часть — производит некоторые из самых карательных жар в Южном полушарии. Самая высокая официально признанная температура в стране была 123,0°F (50,7°C) в Уднадатте, Южная Австралия, 2 января 1960 года. Совсем недавно, в течение интенсивного лета 2022 года, город Онслоу в Западной Австралии зафиксировал 123.3°F (50,7°C), связывая национальный рекорд. Огромный засушливый ландшафт, в котором доминируют красные песчаные равнины, низкие кустарники и рассеянные засушливые леса, быстро нагревается под интенсивным солнцем декабря-февраля.

Экстремальные температуры Австралии обусловлены сильными субтропическими системами высокого давления, которые паркуются над внутренним пространством, принося безоблачное небо и потоп, согревая воздух. Отсутствие морского влияния, за исключением прибрежных окраин, означает, что континентальные воздушные массы могут нагреваться в течение нескольких дней или недель без перерыва. Во время жары температура ночью часто остается выше 86 ° F (30° C), предотвращая любое ночное облегчение.

Адаптация дикой природы в глубинке

У коренных видов развились замечательные стратегии, чтобы справиться. Многие млекопитающие, такие как красный кенгуру и бильби, становятся ночными во время волн тепла, отступая в подземные норы или затененные области в течение дня. Рептилии, включая тернистого дьявола, способны собирать росу и направлять ее в рот через кожные борозды. Птицы, такие как зебра, могут регулировать свои скорости метаболизма для сохранения воды. Устойчивость этих видов служит естественным примером в тепловой адаптации в экстремальных условиях.

Австралийское бюро метеорологии продолжает внимательно следить за экстремальными температурами, отмечая, что волны тепла становятся длиннее, чаще и интенсивнее по мере глобального потепления климата.Сочетание жары и засухи в последние годы также вызвало катастрофические лесные пожары, такие как пожары Черного лета 2019–2020 годов, которые были усилены рекордными температурами.

Даллол, Эфиопия - Горячий круглый год

Расположенный в Данакильской депрессии в северной Эфиопии, Даллол часто упоминается как самое жаркое обитаемое место на Земле с точки зрения среднегодовой температуры. Записи указывают, что средняя суточная температура колеблется между 93 ° F и 97 ° F (34 ° C до 36 ° C), с максимумами, достигающими 115 ° F (46 ° C) в самые теплые месяцы. Однако Даллол также является геологическим чудом, сидя около 420 футов (130 метров) ниже уровня моря. Регион усеян горячими источниками, соляными плоскостями и красочными гидротермальными особенностями - зелеными, желтыми, оранжевыми и красными минеральными отложениями, созданными окислением соединений железа и серы.

Сочетание экстремальной жары, вулканической активности и высокой солености создает среду, неприветливую для большинства форм жизни. Здесь выживают лишь несколько архей, бактерий и выносливых экстремофилов. Тем не менее афарцы традиционно извлекали соль из депрессии, перенося условия обжига с помощью караванов верблюдов. Сегодня место привлекает авантюрных туристов и ученых, заинтересованных в изучении самых экстремальных условий на Земле, которые служат аналогами условий на раннем Марсе.

Эль-Азизия, Ливия - рекорд, который был отменен

В течение многих лет горячо оспариваемый мировой рекорд принадлежал Эль-Азизии, Ливия, где температура 136,4 ° F (58,0° C) была, как сообщается, измерена 13 сентября 1922 года. Однако после тщательного расследования в 2012 году Всемирной метеорологической организацией этот рекорд был признан недействительным. Исследование обнаружило множество проблем с измерением, включая неправильное размещение термометра на асфальте, вероятную человеческую ошибку и несоответствующие погодные условия, которые сделали чтение невозможным для проверки. Ливийский рекорд был таким образом побит из книг, и значение Долины Смерти 1913 года восстановило свой официальный статус самого высокого в мире.

Несмотря на коррекцию, регион Эль-Азизия все еще испытывает экстремальную жару в течение лета. На климат влияет пустыня Сахара, с сильными сухими ветрами и практически без облачного покрова. Дневные максимумы выше 120°F (49°C) не редкость, и тепло имеет исторически сформированные модели поселений, сельского хозяйства и архитектуры в этом районе. Вывод из Эль-Азизии - это урок важности строгих, стандартизированных протоколов измерений в климатологии.

Механика экстремальной жары: почему некоторые места становятся такими жаркими

Чтобы понять, почему эти конкретные места становятся самыми горячими на Земле, необходимо изучить физические процессы в игре. Несколько факторов объединяются, чтобы создать экстремальную жару:

  • Низкая высота и топография бассейна: Такие места, как Долина Смерти и Данакильская депрессия, лежат ниже уровня моря. Воздух, который опускается в эти бассейны, сжимается и нагревается адиабатически, процесс, известный как эффект фона или нагревание горных волн. Это создает естественную «тепловую ловушку».
  • Широта и угол солнечного света: Регионы вблизи тропиков получают интенсивное, прямое солнечное излучение круглый год. На Ближнем Востоке и в Сахаре солнце почти над головой в день летнего солнцестояния, максимизируя ввод энергии.
  • Альбедо и наземный покров:] Камни тёмного цвета, голая почва и галька имеют низкое альбедо (отражательность) и поглощают до 90 % поступающей солнечной радиации. Пустыня Лут с её тёмным вулканическим гравием — крайний пример. И наоборот, белый песок или соляные плоскости отражают больше энергии.
  • Недостаток влаги: Сухой воздух не может поглощать столько тепла за счет испарения, сколько может влажный воздух. В пустынных условиях вся поступающая солнечная энергия поступает в разумное нагревание (повышение температуры), а не в испаряющуюся воду.
  • Синоптические погодные условия: Системы высокого давления, распространённые в субтропических поясах, подавляют образование облаков и приносят опускающийся, согревающий воздух. Эти системы ответственны за длительные тепловые волны, которые могут длиться недели.

Когда эти факторы выравниваются, экстремальные температуры становятся не просто возможными, а рутинными.

Человеческие и экологические потери экстремальной жары

Риски для здоровья во время тепловой волны

Длительное воздействие температур выше 120°F (49°C) представляет непосредственную угрозу для здоровья человека. Способность организма рассеивать тепло через потоотделение становится менее эффективной, когда температура окружающей среды превышает температуру кожи, особенно если повышена влажность. Результатом является каскад физиологических сбоев:

  • Тепловой удар:] Неотложная медицинская ситуация, при которой температура тела превышает 104 °F (40°C). Без быстрого охлаждения повреждение органов и смерть могут произойти в течение нескольких минут.
  • Обезвоживание и дисбаланс электролитов: Чрезмерное потоотделение истощает как воду, так и соли, что приводит к мышечным спазмам, путанице и коллапсу кровообращения.
  • Сердечно-сосудистый штамм: Сердце должно работать усерднее, чтобы перекачивать кровь к коже для охлаждения, увеличивая риск сердечных приступов у уязвимых лиц.

Центры США по контролю и профилактике заболеваний сообщают, что экстремальная жара ежегодно убивает больше американцев, чем любая другая связанная с погодой опасность, включая ураганы и наводнения, вместе взятые. На Ближнем Востоке ожидается резкий рост смертности, связанной с жарой, с продолжающимся потеплением.

Сельскохозяйственный и экосистемный кризис

Экстремальные тепловые волны могут опустошать культуры, особенно если они совпадают с чувствительными стадиями роста, такими как цветение или заполнение зерна. В Австралии тепловые волны привели к потерям в миллиарды долларов при производстве пшеницы. Водные ресурсы также страдают: высокие темпы испарения сокращают резервуары и увеличивают требования к ирригации. В Кувейте и некоторых частях Австралии опреснительные установки обеспечивают пресную воду, но эти операции энергоемки и способствуют выбросам углерода.

Экосистемы также сталкиваются с проблемами. Многие виды имеют ограниченную термическую толерантность. В Долине Смерти популяция щенка находится под угрозой, если температура воды превысит около 95 ° F (35 ° C). В Австралии во время экстремальных жарких явлений были зарегистрированы массовые вымирания летучих лис и других млекопитающих. В более длительных временных рамках виды, которые не могут изменить свой ареал или адаптироваться, сталкиваются с местным вымиранием.

Связь с изменением климата: впереди еще более экстремальные тепловые волны

Недавние научные исследования не оставляют сомнений: антропогенное изменение климата делает жару более частой, более интенсивной и более продолжительной. Средние глобальные температуры выросли примерно на 2,2 ° F (1.2 ° C) с доиндустриальных времен, но земельные участки - особенно пустыни - нагреваются быстрее, чем в среднем по миру. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявляет, что то, что когда-то было тепловой волной раз в 500 лет, теперь, вероятно, произойдет несколько раз в столетие, даже при сценариях умеренных выбросов.

Для самых жарких мест на Земле это означает, что рекорды, вероятно, продолжат падать. Температура в Долине Смерти 2020 и 2021 годов около 130°F (54,4°C) являются зловещими предвестниками. Некоторые климатические модели предсказывают, что к концу этого столетия в некоторых частях Ближнего Востока и Южной Азии будут наблюдаться условия, выходящие за порог выживаемости человека на часть года, особенно если относительная влажность останется высокой. Это будущее подчеркивает актуальность ограничения выбросов парниковых газов и инвестиций в теплоустойчивую инфраструктуру.

Стратегии адаптации и смягчения

Сообщества в самых жарких регионах давно разработали гениальные механизмы преодоления. Здания на Ближнем Востоке часто имеют ветряные башни ()badgirs, которые направляют прохладный воздух в жилые помещения. В Австралии многие дома спроектированы с широкими верандами, повышенными потолками и отражающей кровлей. Совсем недавно такие города, как Кувейт-Сити и Феникс, внедрили программы «холодного тротуара» и «холодной крыши» для отражения солнечной радиации и снижения эффекта городского теплового острова.

Для уязвимых групп населения системы раннего предупреждения и общественные центры охлаждения доказали свою эффективность в снижении смертности, связанной с жарой. Также играет роль технология: разрабатываются носимые датчики, которые контролируют температуру ядра, передовые модели прогнозирования погоды и устойчивые к климату сорта сельскохозяйственных культур. Однако эти меры сами по себе не могут компенсировать необходимость глобальных действий по изменению климата. Без существенного сокращения выбросов самые жаркие места на Земле будут только нагреваться, проверяя пределы адаптации.

НАСА продолжает следить за температурами поверхности Земли из космоса, предоставляя данные, которые помогают ученым отслеживать частоту и тяжесть экстремальных температур. Эта спутниковая перспектива в сочетании с строгими измерениями на земле дает человечеству самую ясную картину того, где на самом деле находятся самые горячие места на Земле и как быстро они меняются.