브라질 아마존에서 열 스트레스 위험을 증가시킬 것으로 예상되는 탈산림화와 기후 변화

아마존

토지 사용 변화와 삼림 벌채는 지역 온도와 기후에 영향을 줄 수 있습니다. 여기에서 우리는 결합된 해양과대기 모델을 사용하여 두 가지 기후 변화 시나리오(RCP4.5 및 RCP8.5)에서 습구 지구 온도 열 스트레스 지수에 대한 아마존 분지의 사바나화의 영향을 평가합니다. 우리는 삼림 벌채로 인한 열 스트레스 노출이 RCP8.5에 따른 기후 변화의 영향과 비슷하다는 것을 발견했습니다. 우리의 연구 결과는 열 스트레스 지수가 아마존 사바나화와 기후 변화의 결합된 영향 하에서 2100년까지 인간 적응 한계를 초과할 수 있음을 시사합니다. 또한 열 스트레스 노출 위험은 브라질 북부와 사회적으로 가장 취약한 지역에서 가장 높았습니다. 우리는 2100년까지 아마존의 사바나화로 인해 1,100만 명이 넘는 사람들이 고배출 시나리오에서 인간 건강에 극도의 위험을 제기하는 열 스트레스에 노출될 것이라고 제안합니다.

 

열 스트레스가 인류에 끼치는 영향

지구 온난화는 세계의 많은 열대 및 아열대 지역에서 더 빈번하고 강렬해지는 열 스트레스 상태를 유발하고 있습니다. 2020년에는 역사상 가장 따뜻한 9월이 기록되었으며, 유럽과 남미의 여러 지역이 사상 최고 기온을 경신한 반면, 브라질 중서부와 북부의 높은 기온은 고열로 사망할 위험이 있었습니다. 최근 연구에 따르면 이 두 지역은 지구 기후 모델(HadGEM-ES 및 MIROC)에 중첩된 에타 대기 지역 모델에서 지구 온난화 시나리오에 의해 가장 큰 예상 기온 변화를 보입니다. 최근 브라질의 극심한 열 노출은 여러 생물군계, 특히 브라질 아마존에서 산불과 삼림 벌채 비율이 증가하는 기간 동안 발생했습니다. 2019년 8월과 2020년 7월 사이에 브라질 아마존의 총 삼림 벌채는 2010년 이후 가장 높은 단일 연간 증가(거의 1000 km²)를 기록했습니다. 삼림 벌채 증가는 2015년 파리 협정(지구 온난화를 1.5~2.0 °C로 제한하기 위한)에 의해 수립된 목표를 준수하지 않는다는 중요한 신호입니다. 이 확립된 목표를 달성하려면 최근 몇 년 동안 관찰되지 않았던 천연 탄소 흡수원이 보존된다는 가정 하에 선진국에서는 2050년까지 온실 가스 배출량이 0에 도달하고 나머지 세계에서는 2100년까지 온실 가스 배출량이 0에 도달해야 합니다. 2020년에 도달한 삼림 벌채 면적은 1996년과 2005년에 확인된 평균 삼림 벌채 수준과 비교하여 아마존의 삼림 벌채를 80% 감소시키려는 브라질의 국가 정책에 명시된 약속보다 훨씬 큽니다. 실제 2020년 비율인 11,022 km²가 아닌 3925 km²가 되어야 합니다. 아마존 열대우림은 세계에서 가장 생물다양성이 높은 지역 중 하나이며 점진적인 삼림 벌채는 지역 기후에 갑작스럽고 심오한 변화를 일으키고 극한 기후 현상을 심화시킬 수 있습니다. Nobre et al은 해양과대기 결합을 포함하는 아마존 삼림 벌채 시나리오를 기반으로 아마존에서 거의 60%의 강우 감소와 지표 부근 기온의 2 °C 증가를 예측했습니다. 대규모 예상 삼림 벌채 시나리오와 함께 아마존에 대한 이러한 심오한 기후 변화는 특히 취약한 사회 집단에 대한 인간 적응, 작업 활동, 여가 및 스포츠 관행에 대한 열 노출의 영향을 악화시킬 것입니다. 이 연구에서 우리는 브라질 지구 시스템 모델(BESM2.5)을 사용하여 수치적 기후 모델링 실험을 수행하여 두 가지 주요 기후 스트레스 요인, 즉 아마존 사바나화와 지구 기후 변화의 영향을 평가했습니다. 과도한 열 관련 이환율 및 사망률은 안정적인 내부 온도를 유지하는 신체의 능력과 관련이 있습니다. 고온다습한 환경에 노출되는 등 불리한 환경에서는 신체의 냉각 능력이 약해져서 체온이 상승하게 됩니다. 이러한 조건에 지속적으로 노출되면 탈수와 탈진이 발생하며, 더 심한 경우 생명 기능의 긴장과 붕괴가 발생하여 사망에 이를 수 있습니다. 또한 열 스트레스는 기분과 정신 질환에 영향을 미치고 신체적, 정신적 수행 능력을 저하시킵니다. 열 스트레스로 인한 체온 상승은 열 생산 또는 획득이 열 손실을 능가하는 불균형 상태입니다. 이 조건은 기온, 상대 습도, 일사량 및 풍속과 같은 최소 4가지 기후 변수 간의 상호 작용에 따라 달라집니다. 공기 온도가 35 °C 이상인 환경에서 증산과증발은 신체의 주요 냉각 과정입니다. 습도가 높고 풍속이 낮은 환경에서는 이 메커니즘이 덜 효과적이며 신체의 열 균형이 손상될 수 있습니다. 환경적 요인 외에도 의복, 신체 활동, 순응도 열 스트레스에 영향을 줄 수 있습니다. 측정할 수 있는 열 노출 스트레스 지수는 합리적 지수(열 균형 방정식과 관련된 계산을 통해), 경험적 지수(객관적 및 주관적 변형에 기반), 직접 지수(환경 변수의 직접 측정 포함)를 포함하여 측정할 수 있습니다. 이러한 지수는 모니터링 환경 변수를 기반으로 하기 때문에 직접 지수가 더 적합합니다. 이러한 지표 중 습구구온도(WBGT)가 가장 많이 사용되며, 특히 군사훈련, 산업안전, 스포츠의학, 여가활동에 사용됩니다. WBGT 열 지수는 자연 습구 온도(Tnwb), 흑구 온도(Tg) 및 대기 온도(Ta)를 통합하며, 이는 표준 기상 관측(온도, 습도, 풍속 및 일사량)을 사용하여 계산할 수 있습니다. 그늘 내 환경(태양 복사 노출 없음) 및 실외 환경(태양 복사 노출 포함) 모두에 대해. 이 지수는 WBGT가 26 °C를 초과하는 과중 작업 시 시간당 휴식 시간 및 WBGT가 34에 도달하면 작업 활동 중단을 권장하는 국제 및 국내 표준에 정의된 다양한 대사율을 기반으로 작업 환경에서의 행동에 대해 적절하게 조정되었습니다. 더 극단적인 조건(예: WBGT >40 °C)에서 노출은 열에 취약한 그룹의 생존 가능성을 손상시킬 수 있습니다.

 

아마존 사바나화와 열 스트레스

아마존 열대 우림 전체가 사바나로 대체되는 최악의 시나리오를 조사한 아마존 바신 사바나화 시뮬레이션 결과, 특히 아마존 바신에서 기온이 상승하고 상대 습도와 강수량이 감소하는 것으로 나타났습니다. 이러한 기후 조건은 대표 농도 경로(RCP) 4.5 및 8.5의 대기 복사 강제와 함께 사바나화 실험을 계산할 때 향상되었습니다. 다양한 모델 실험은 다음 범례를 사용하여 명시적으로 명명되었습니다. 온실 가스 시나리오 및 토지 사용 시나리오 HS는 사바나 토지 사용 패턴으로 역사적 온실 가스 시나리오를 나타내고 85F는 산림 토지 사용 패턴으로 실행되는 RCP8.5 온실 가스 시나리오를 나타냅니다. 열 스트레스 조건과 관련하여 이러한 시뮬레이션에 대한 WBGT 지수 계산은 지역 규모에서 아마존 사바나화의 가장 극적인 효과를 보여주었습니다. 가장 더운 달에 평균 일일 최대 그늘진 WBGT 값은 인체 건강에 대한 극도의 위험과 관련된 한계(즉, WBGT ≥ 34 °C)를 초과하여 45S 및 85S 시뮬레이션의 경우 최대 37 및 41 °C에 도달했습니다. 그늘에서 WBGT 값의 분포는 85 S 시뮬레이션에서 아마존 바신 지역의 대다수가 34 °C에 도달했으며 일부 지역은 41 °C에 도달했음을 보여줍니다. 가장 극단적인 85F 시뮬레이션에서도 숲이 우거진 시뮬레이션에서는 이러한 높은 WBGT 값을 얻지 못했습니다. 실외 조건의 경우 85S 시뮬레이션의 경우 가장 더운 달의 WBGT의 최대 일일 평균이 46 °C에 도달했습니다. 과거 대기 조건에서의 시뮬레이션에서 아마존 사바나화는 아마존에 비해 가장 더운 달 동안 평균 일일 최고 최고 WBGT 값에서 1~5 °C 증가했습니다. 기후 변화 시나리오에서 WBGT의 증가는 RCP8.5 시나리오에서 더 강력한 효과와 함께 7.5 °C에 도달했습니다. 지역 규모에서 삼림 벌채는 RCP8.5 시나리오에서 안데스 지역과 브라질 남부 및 남동부 지역에서 일별 최대 그늘 WBGT의 평균값을 0.5°C 증가시켰습니다. 삼림 벌채와 지구 온난화 시나리오의 결합된 영향은 대부분의 아마존 지역에서 극도의 그늘진 WBGT 열 스트레스 위험에 기여했으며 RCP8.5 시나리오에서 최대 11.5°C 증가를 보여줍니다. 현재 조건과 관련하여 21세기 말까지 남아메리카 대부분의 지역 규모(아마존 분지 지역 제외) 그늘 WBGT 값은 삼림 벌채가 없었던 역사적 기간과 비교하여 2073~2100년 동안 가장 더운 달 동안 2~5.5 °C 증가할 것으로 예상되었습니다. 실외 조건에서도 유사한 효과가 관찰되었습니다. 인간의 건강에 대한 영향과 관련하여 삼림 벌채로 인한 열 스트레스 노출 증가는 그늘에서 일하는 활동에 대한 견딜 수 없는 조건의 위험 증가 및 열 관련 질병의 위험 증가를 포함하여 인간에게 극도로 위험할 수 있습니다. 또한 열 스트레스 노출 증가는 어린이, 노인 및 기저 질환이 있는 사람을 포함한 열에 취약한 인구의 이환율과 사망률을 증가시킬 수 있습니다. 아마존 분지의 기후 변화 시나리오와 사바나화의 영향을 받는 열 스트레스 노출 위험 임계값(점선)을 강조하여 일일 최대 차광 및 실외 WBGT 값 분포의 히스토그램을 보여주는 데이터에 따르면 그늘이 있는 조건에서 기준선과역사적 기간 동안 현재 삼림 덮개를 사바나 유형의 식생으로 대체하면 2010년 말 RCP8.5 기후 시나리오에서 예측한 것과 동일한 일일 최대 WBGT 분포가 발생할 수 있음을 보여줍니다. 따라서 아마존 열대우림 벌채는 기후 변화의 가장 심각한 영향과 동일한 열 스트레스 노출에 국부적 영향을 미치며, 그늘에서 극도의 WBGT 값의 빈도와 강도를 확대합니다. 일별 최대 그늘 WBGT 값의 분포는 RCP4.5 및 RCP8.5 시나리오에 대한 온난화 값의 이동을 보여주며, 가장 빈번한 값은 45S 및 34 °C 85S 시뮬레이션의 경우 32 °C 근처입니다. 후자의 시나리오에서 이것은 금세기 말에 일별 최대 그늘진 WBGT가 매년 42%의 날에 34 °C를 초과할 수 있음을 의미합니다. 야외 환경에서 사바나화와 기후 변화의 가장 두드러진 영향은 생존 가능성의 문턱에 있습니다. 85 S 시뮬레이션에서 1일 최대 WBGT 값의 분포는 아마존 바신 지역에서 금세기 말 일의 7%(즉, 연간 25일)에 40 °C보다 큰 값에 도달했습니다. 어떤 날에는 WBGT가 일일 최대값인 46 °C를 초과하여 삼림 벌채와 기후 변화의 결합 효과로 인한 치명적인 열 스트레스 수준의 놀라운 가능성을 강조했습니다. 여기에 사용된 BESM 모델을 포함한 기후 모델은 예측에 불확실성을 제시하지만, 아마존 열대 우림 벌채와 지구 기후 변화의 현재 추세가 계속 증가한다면 이 지역에서 인간 적응의 한계를 초과할 수 있다는 것이 우리의 연구 결과입니다. 85S 시뮬레이션에서는 연구일의 42%(WBGT ≥ 34 °C와 비교하여)에 최소 1 /day22 동안 무거운 야외 활동을 수행하는 것이 불가능합니다. 이 시나리오가 발생하면 열 스트레스 노출의 영향을 줄이기 위해 새로운 직업 건강 이니셔티브, 예방 조치 및 보다 안전한 행동으로의 전환이 필요합니다. 인간의 건강에 미치는 영향의 맥락에서, 지구 기후 변화와 아마존 열대우림 황폐화의 결합된 영향은 45S와 11년 이상에서 600만 명이 넘는 사람들이 인간 건강에 대한 극도의 위험 조건(WBGT ≥ 34 °C)에 노출되었음을 나타낼 수 있습니다. 역사적 기간 동안 그늘 환경에 대한 85S(노사바나화에 비해)의 백만 명(이러한 열 스트레스 조건이 발생하지 않음)은 일일 최대값의 월별 기후를 기반으로 하여 최소 1시간/일 동안 WBGT(≤34 °C)의 고위험에 노출됩니다. 브라질의 RCP8.5 기후 변화 시나리오의 영향을 받는 사람들 중 50%가 높은 사회적 취약성 조건에서 살고 있으며 약 570만 명이 노출되었습니다. 실외 조건 및 생존 가능성 임계값(WBGT > 40 °C)의 경우 기후 변화와 삼림 벌채의 결합된 영향은 금세기 말까지 총 500만 명에게 영향을 미칠 수 있으며 그 중 200만 명이 매우 취약합니다. 우리의 추정에서는 인구 증가나 인구 구조의 변화 또는 기대 수명을 고려하지 않았습니다. 따라서 이러한 결과는 기후 변화와 사바나화의 고립 된 효과를 반영하고 현재 인구가 예상 열 스트레스 분포에 노출 된 경우 관찰 될 효과를 나타내는 것으로 해석 될 수 있습니다. 노출된 인구의 취약성은 브라질 지방 자치 단체의 사회적 취약성 지수(IVS)를 통해 평가되었습니다. 이 지수는 보건 및 교육 시스템(인적 자본), 도시 기반 시설, 소득 및 노동의 취약성을 반영하는 16개 지표를 기반으로 합니다. 이 지표는 매우 낮거나 낮은 사회적 취약성(SVI 0.300 미만), 중간 사회적 취약성(SVI 0.301~0.400), 높은 사회적 취약성(SVI 0.401~0.500), 매우 높은 사회적 취약성(SVI 0.501 사이)으로 분류할 수 있습니다. 브라질의 총 5565개 지방 자치 단체 중 16%(3천만 명이 거주하는 887개)가 RCP8의 아마존 밀림 사바나화에 의해 영향을 받을 수 있습니다(즉, 가장 더운 달에 그늘에서 WBGT의 0.2 이상 증가). 영향을 받은 인구 중 42%는 인구 밀도가 낮고 사회적 취약성이 매우 높은 지방 자치 단체가 지배하는 브라질 북부 지역에 거주합니다. 북부 지역의 영향을 받는 인구(1,200만) 중 50%가 낮은 탄력성과 높은 사회적 취약성을 가진 지역에 살고 있습니다(IVS ≥ 0.400). 이는 기후 변화와 삼림 벌채의 결합된 영향에 대한 낮은 대응 능력 및 적응 능력을 반영합니다.

 

결론적으로 아마존 사바나화에 대한 의견

열 스트레스에 대한 아마존 사바나화 및 지구 기후 변화 시나리오의 영향을 측정하기 위해 설계된 수치 기후 모델링 실험의 결과를 기반으로, 우리의 결과는 아마존 열대 우림의 대규모 삼림 벌채가 관련 극단적인 열에 대한 노출 위험을 크게 확대할 것임을 시사합니다. 지역 및 지역 규모의 기후 변화와 함께. 인체에 생리학적으로 견딜 수 없는 이러한 열 수준은 매우 취약한 지역에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 삼림 벌채로 인한 극심한 더위 조건은 작업성 감소 및 심혈관 질환, 심리적 결과 및 급성 신장 질환과 관련된 열 관련 사망률 증가를 포함하여 인간 건강에 부정적이고 상당히 오래 지속되는 영향을 미칠 수 있습니다. 브라질에서는 관측 데이터를 기반으로 삼림 벌채와 기후 변화의 결합 효과가 이미 보고되고 있으며, 2003년부터 2018년까지 대규모 삼림 벌채 지역에서 가장 극단적인 온난화 값이 보고되었습니다. 또한 열 스트레스 노출 증가는 근로자가 치명적인 열 조건에 노출되기 때문에 노동 생산성에 대한 영향을 통해 경제의 여러 영역에 영향을 미칠 수 있습니다. 브라질에서 실외 근로자는 이미 열 스트레스에 노출되어 있으며 향후 수십 년 동안 고위험 노출이 증가할 것으로 예상됩니다. HadGEM2 및 GFDL-ESM2M 기후 모델의 예측을 기반으로 한 지구 평균 기온의 1.5 °C 상승은 특히 농업 및 건설 부문에서 850,000개의 정규직 일자리에 해당하는 2030년까지 노동 시간 손실의 0.84%를 나타낼 수 있습니다36 . 특히 농업의 경우 브라질 사탕수수 절단기에서 강도 높은 작업 및 열 과부하와 관련된 높은 위험이 이미 관찰되었습니다. 우리의 예측에서 토지 사용 변화와 지구 온난화의 조합은 직업적 위험을 더욱 확대할 수 있습니다. 더욱이, 산불 증가, 농업 지역 및 광업 활동의 확장과 같이 아마존 사바나화에 책임이 있는 인간 유발 요인은 계획되지 않은 도시화, 기본 위생 인프라 부족, 더 빈번한 비공식 작업을 특징으로 하는 경향이 있습니다. 이러한 요인들은 산림 벌채 과정을 기후 변화의 영향과 함께 상승적으로 작용하는 불평등 및 취약성의 증가와 연결하여 브라질 아마존 지역의 건강 및 사회 보호 서비스에 대한 수요를 더욱 증가시킵니다. 열 스트레스가 인체 건강에 미치는 예상되는 영향은 이러한 사건의 심각성과 빈도, 노출된 인구의 생물학적, 사회적 취약성을 비롯한 여러 요인 간의 상호 작용에 따라 달라집니다. 우리의 결과는 열 스트레스에 대한 삼림 벌채 효과가 불안정한 인간 개발(건강, 기반 시설 및 소득과 관련하여)의 본거지인 아마존 지역에 가장 심각한 영향을 미칠 것임을 시사합니다. 더욱이 이러한 영향의 심각성은 기후 변화와 삼림 벌채의 결합된 영향으로 유발된 건강 문제에 대응하는 이 지역의 제한된 능력으로 인해 강화됩니다. COVID-19 대유행 기간 동안 브라질에서 붕괴된 최초의 의료 서비스는 아마존 지역에서 발생했으며, 이는 건강 스트레스 요인과 이 지역의 인프라 부족의 시너지 효과를 강조했습니다. 마지막으로, 우리의 연구는 아마존 사바나화와 기후 변화의 결합된 영향이 인간의 건강 및 웰빙에 대한 위협과 크게 관련되어 있음을 보여주며, 취약한 인구에 대한 부정적인 영향을 피하기 위한 조정된 조치의 시급한 필요성을 강조합니다. 토지 이용 변화의 지역적 영향은 산림 지속 가능성 정책 및 전략과 직접적으로 연결되며, 이러한 영역의 변화는 사회의 범위 내에 있습니다. 이러한 영역에서 보건 부문은 위험과 취약성을 완화하기 위한 통합 정책을 제안하는 중요한 수단이 될 수 있습니다.