Penn State의 보건 및 인간 개발 대학, Purdue University의 과학 대학 및 Purdue University의 지속 가능한 미래 연구소의 학제 간 연구에 따르면 지구 온도가 현재 수준보다 섭씨 1도 이상 상승하면 수십억 명의 사람들이 신체가 자연적으로 냉각되는 것을 방해하는 극심한 열과 습도의 위험에 처하게 될 것입니다.
최근 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표된 새로운 기사의 연구 결과에 따르면, 산업화 이전 수준보다 지구 온도가 1.5도 이상 상승하면 전 세계적으로 인류 건강에 점점 더 큰 피해를 줄 수 있다고 합니다.
인간은 신체가 열사병이나 심장 마비와 같은 열 관련 건강 문제를 경험하기 시작하기 전에 특정 열과 습도의 조합만을 견딜 수 있습니다. 기후 변화로 인해 지구 온도가 상승함에 따라 수십억 명의 사람들이 이러한 한계를 넘어설 수 있습니다.
인간이 기계와 공장에서 화석 연료를 태우기 시작한 산업 혁명이 시작된 이래로 지구 온도는 섭씨 1도(화씨 1.8도) 정도 상승했습니다. 2015년 196개국이 지구 온도 상승을 산업화 이전 수준보다 1.5도 이하로 제한하는 것을 목표로 하는 파리 협약에 서명했습니다.
이 종합 지도는 지구가 계속 따뜻해지면 극도의 열기에 직면할 수 있는 육지 지역(노란색과 주황색으로 표시)을 보여줍니다. 색상이 어두울수록 극심한 열에 노출되는 시간이 길어질 수 있습니다. 이미지 출처: Daniel Vecellio, Qinqin Kong, W. Larry Kenney, Matthew Huber; 합성 이미지 제공: Dennis Maney, Pennsylvania State University
연구팀은 온난화가 가속화되기 시작하는 최악의 시나리오로 간주되는 섭씨 1.5도에서 섭씨 4도 사이의 지구 온도 상승을 시뮬레이션하여 온난화로 인해 더위와 습도가 인간의 한계를 넘어설 수 있는 지구의 영역을 식별했습니다.
새로운 연구의 공동 저자이자 생리학 및 신체 운동학 교수이자 Penn State의 인간 기능 분야 Marie Underhill Noll 의장인 W. Larry Kenney는 "기후 변화와 같은 복잡한 사건을 이해하려면 환경이 인간 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대한 전문 지식이 필요합니다."라고 말했습니다. 나는 기후 과학자도 아니고 나의 협력자들도 생리학자가 아닙니다. 협업은 환경이 사람들의 삶에 영향을 미치는 복잡한 방식을 이해하고 우리가 함께 직면해야 하는 문제에 대한 해결책을 개발하기 시작하는 유일한 방법입니다."
작년에 Penn State 연구진이 발표한 연구에 따르면 젊고 건강한 사람들의 환경 습구 온도 제한은 섭씨 약 31도이며 이는 습도 100%에서 화씨 87.8도에 해당합니다. 그러나 온도와 습도 외에도 특정 순간에 개인의 특정 임계값은 신체 활동 수준과 풍속 및 일사량을 포함한 기타 환경 요인에 따라 달라집니다. 연구자들은 인간의 한계를 넘는 기온과 습도는 인류 역사상 중동과 동남아시아에서 제한된 횟수, 그리고 단 몇 시간 동안만 발생했다고 말합니다.
연구 결과에 따르면 지구 온도가 산업화 이전 수준보다 섭씨 2도 상승하면 파키스탄과 인더스 계곡 주민 22억 명, 중국 동부 주민 10억 명, 아프리카 사하라 이남 주민 8억 명이 매년 인간이 감당할 수 있는 수준을 초과하는 더위를 오랜 시간 경험하게 될 것으로 나타났습니다.
이 지역은 주로 높은 습도의 폭염을 경험하게 될 것입니다. 습도가 높은 열파는 공기가 과도한 수분을 흡수할 수 없기 때문에 더 위험합니다. 이로 인해 인간의 땀 증발과 증발식 냉각기와 같은 일부 인프라의 습도가 제한됩니다. 걱정스럽게도 이 지역은 저소득 및 중간 소득 국가에 위치해 있기 때문에 영향을 받는 많은 사람들이 에어컨을 이용하지 못하거나 고온이 건강에 미치는 부정적인 영향을 완화할 수 있는 효과적인 수단을 이용할 수 없을 수도 있다고 연구진은 말했습니다.
연구자들은 지구 온난화가 산업화 이전 수준보다 섭씨 3도까지 계속된다면, 인간이 견딜 수 없는 열과 습도가 플로리다에서 뉴욕, 휴스턴에서 시카고까지 미국 동부 해안과 중부 지역에 영향을 미치기 시작할 것이라고 결론지었습니다. 이 수준의 온난화에서는 남미와 호주에서도 극심한 더위가 발생할 것입니다.
연구원들은 미국이 현재의 온난화 수준에서 더 많은 폭염을 경험할 것이라고 말하지만, 세계 다른 지역만큼 인간의 한계를 자주 초과하지는 않을 것으로 예상됩니다. 그러나 연구자들은 이러한 유형의 모델이 최악의 가장 특이한 기상 현상을 설명하지 못하는 경우가 많다고 경고합니다.
제1저자인 다니엘 베셀리오(Daniel Vecellio)는 펜실베니아 주립대학교에서 케니와 함께 박사후 연구를 마친 생물기후학자입니다. 그 당시의 열 수준은 모두 인간의 허용 한계보다 낮았다는 점을 명심하십시오. 따라서 미국은 기후 온난화로 인한 최악의 직접적인 영향을 피할 수 있지만, 치명적이고 견딜 수 없는 더위를 더 자주 보게 될 것입니다. 그리고 기온이 계속 상승한다면, 우리는 농작물이 흉작을 일으키고 원래 거주지가 사람이 살 수 없기 때문에 수백만, 수십억 명의 사람들이 이주를 시도하는 세상에 살게 될 것입니다. "
지난 몇 년 동안 Kenny와 그의 동료들은 462번의 독립적인 실험을 수행하여 신체가 더 이상 안정적인 심부 온도를 유지할 수 없을 때까지 인간이 견딜 수 있는 열, 습도 및 신체 활동의 결합된 수준을 기록했습니다.
"온도가 상승함에 따라 사람들은 땀을 흘리고 더 많은 혈액이 피부로 펌핑되어 열을 환경으로 방출함으로써 핵심 체온을 유지합니다. 특정 수준의 열과 습도에서는 이러한 규제 조치가 더 이상 충분하지 않으며 신체의 핵심 온도가 상승하기 시작합니다. 이는 즉각적인 위협은 아니지만 어떤 형태의 완화가 필요합니다. 사람들이 몇 시간 내에 식힐 방법을 찾지 못하면 열사병, 열사병 및 심장 마비로 이어질 수 있는 심장 마비로 이어질 수 있습니다. 사람들이요." 케니가 말했다.
2022년에 Kenny, Vecellio 및 공동 연구자들은 사람들이 견딜 수 있는 열과 습도의 한계가 이전에 이론화된 것보다 낮다는 것을 보여주었습니다.
"Penn State의 Kenny 팀이 수집한 데이터는 인체가 열을 견딜 수 있는 능력에 대해 매우 필요한 경험적 증거를 제공합니다"라고 Purdue University의 지구, 대기 및 행성 과학 교수인 Matthew Huber가 말했습니다. "이러한 연구는 기후 변화가 인간이 장기적으로 견딜 수 없는 조건을 만들 것인지에 대한 새로운 예측의 기초입니다."
연구가 발표된 후 이미 기후 변화의 영향을 매핑하기 시작한 Huber는 Vecellio에 연락하여 잠재적인 협력에 대해 논의했습니다. Huber는 이전에 인간의 열과 습도에 대한 이론적 한계를 제안하는 널리 인용된 연구를 발표했습니다.
연구진과 Huber의 대학원생인 Kong Qinqin은 지구 온도가 섭씨 1.5도에서 4도로 따뜻해지면 세계 각지의 사람들이 어떤 영향을 받을지 조사하기로 결정했습니다. 연구원들은 아무 조치도 취하지 않을 경우 2100년까지 섭씨 3도 정도의 온난화가 가장 좋은 추정치라고 말합니다.
Kong은 "전 세계의 공식 기상 적응 전략은 오로지 온도에만 초점을 맞추고 있습니다."라고 말했습니다. "그러나 이번 연구는 습열이 건열보다 더 큰 위협이 될 것이라는 점을 보여줍니다. 정부와 정책 입안자들은 열사병 냉각 전략의 효율성을 재평가하고 사람들이 직면하게 될 가장 큰 위험을 해결하는 프로그램에 투자해야 합니다.
연구자들은 지구가 아무리 따뜻해지더라도 사람들은 극심한 더위와 습도에 대해 항상 걱정해야 한다고 말합니다. 비록 온도가 인간의 한계치 이하로 유지되더라도 마찬가지입니다. 노인을 대상으로 한 예비 연구에서 Kenny는 노인이 젊은 성인보다 낮은 수준의 열과 습도에서 열 스트레스 및 관련 건강 문제를 겪는다는 사실을 발견했습니다.
현재 조지 메이슨 대학교 버지니아 기후 센터의 박사후 연구원인 Veselio는 "더위는 이미 미국에서 가장 치명적인 기상 현상입니다."라고 말했습니다. "폭염이 닥치면 사람들은 자신과 이웃, 특히 노인과 환자를 돌봐야 합니다."
이번 연구에서는 신체의 중심 온도를 조사한 데이터를 사용했지만, 연구자들은 폭염이 닥칠 때 사람들이 다른 이유로 건강 문제를 경험할 수도 있다고 말합니다. Kenney는 1995년 시카고 폭염 동안 사망한 739명의 사례를 들었습니다. 이들 중 대부분은 65세 이상이었고 고열증과 심혈관 문제를 모두 경험하여 심장마비 및 기타 심혈관 질환으로 인한 사망으로 이어졌습니다.
기온 상승을 막기 위해 연구자들은 인간이 온실가스 배출, 특히 화석 연료 연소로 인한 이산화탄소 배출을 줄여야 한다고 주장하는 수십 년 간의 연구를 인용했습니다. Veselio는 변화가 이루어지지 않으면 중산층 및 저소득 국가가 가장 큰 어려움을 겪게 될 것이라고 말했습니다.
연구진은 인구 70만명이 넘는 홍해 연안의 항구 도시 예멘의 호데이다를 예로 들었다. 연구 결과에 따르면 지구가 섭씨 4도 정도 따뜻해지면 도시는 매년 300일 이상 기온이 인간이 견딜 수 있는 한계를 초과해 거의 사람이 살 수 없는 상태가 될 것으로 나타났습니다.
Huber는 "가장 심각한 열 스트레스는 향후 수십 년 동안 인구가 급격히 증가할 것으로 예상되는 덜 풍요로운 지역에서 발생할 것입니다. 이는 이들 국가의 온실가스 배출량이 부유한 국가보다 훨씬 낮다는 사실에도 불구하고 발생합니다. 결과적으로 수십억 명의 가난한 사람들이 고통을 겪고 많은 사람들이 사망할 수 있습니다. 그러나 부유한 국가들도 이러한 고온의 영향을 받을 것이며, 상호 연결된 세계에서는 모든 사람이 어떤 식으로든 영향을 받을 것입니다."라고 말했습니다.