Jak gorąco jest za gorąco dla ludzkiego ciała?

Subiyanto/Pexels

Zmiana klimatu sprawia, że ​​ekstremalne upały stają się częstsze i bardziej dotkliwe, jak widzieliśmy w falach upałów, które przetaczały się przez zachodnie Stany Zjednoczone w ciągu ostatnich dwóch tygodni. Niektóre modele klimatyczne przewidują, że w następnym stuleciu pokosy kuli ziemskiej staną się niegościnne dla ludzi.

Ale to, co sprawia, że ​​miejsce nie nadaje się do życia, nie jest tak proste, jak konkretna temperatura, a nawet uwzględnienie wilgotności nie wyjaśnia w pełni granic ludzkiego ciała w ekstremalnych upałach. Tolerancja może się różnić w zależności od osoby, a czyjaś zdolność do wytrzymywania ciepła może się zmieniać. Zrozumienie naszych ograniczeń i tego, co je determinuje, będzie ważniejsze, ponieważ globalne temperatury rosną, a ekstremalne zdarzenia pogodowe stają się trudniejsze do przewidzenia.

Można by pomyśleć, że w tym momencie będziemy mieli wybór między dobrem a złem, mówi Camilo Mora , badacz klimatu na Uniwersytecie Hawajskim. Ale teraz, jeśli chodzi o ekstremalne upały, wybór jest większy lub znacznie większy.

Powiązana historia

Zmiana klimatu sprawiła, że ​​rekordowa fala upałów na północnym zachodzie była 150 razy bardziej prawdopodobna

Wydarzenie spowodowało wzrost kilku wszechczasów o prawie 5 ˚C, wywołując niepokojące pytania.

Dla badanie opublikowanym w Nature Climate Change w 2017 roku, Mora i jego zespół przeanalizowali setki ekstremalnych upałów na całym świecie, aby określić, jakie kombinacje ciepła i wilgotności najprawdopodobniej będą śmiertelne i gdzie te warunki mogą wystąpić w przyszłości.

Odkryli, że chociaż obecnie około 30% światowej populacji jest narażone na śmiertelną kombinację ciepła i wilgoci przez co najmniej 20 dni w roku, odsetek ten wzrośnie do prawie połowy do 2100 r., nawet przy najbardziej drastycznym zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych. emisje.

Inni badacze odkryli, że zmiana klimatu powoduje setki ekstremalnych upałów bardziej prawdopodobne i powodując ponad jedną trzecią zgonów związanych z upałami. Zmieniamy naszą planetę — jakie są granice tego, co możemy znieść?

Ochłonięcie

Jako ssaki stałocieplne, ludzie mają stałą temperaturę ciała, około 98 ° F (37 ° C). A nasze ciała są zaprojektowane tak, aby działały właściwie w tej temperaturze, więc istnieje stała równowaga między utratą ciepła a przyrostem ciepła.

Problemy zaczynają się, gdy nasze ciała nie mogą wystarczająco szybko tracić ciepła (lub tracić je zbyt szybko na zimno, ale na razie skupmy się na cieple). Kiedy temperatura twojego ciała staje się zbyt wysoka, wszystko, od narządów po enzymy, może się wyłączyć. Ekstremalne ciepło może prowadzić do poważnych problemów z nerkami i sercem, a nawet uszkodzenia mózgu, mówi Liz Hanna , były badacz zdrowia publicznego na Australijskim Uniwersytecie Narodowym, który bada ekstremalne upały.

Twoje ciało pracuje nad utrzymaniem temperatury głębokiej w gorących środowiskach głównie za pomocą jednego potężnego narzędzia: potu. Wytwarzany pot paruje w powietrze, wysysając ciepło ze skóry i chłodząc.

Wilgoć uszkadza tę metodę chłodzenia — jeśli jest tak wilgotno, że w powietrzu jest już dużo pary wodnej, pot nie może tak szybko wyparować, a pocenie się nie ochłodzi tak bardzo.

Ekstremalne upały mogą prowadzić do poważnych problemów z nerkami i sercem, a nawet uszkodzenia mózgu.

Badacze, tacy jak Mora i jego zespół, często wykorzystują miary, takie jak wskaźnik ciepła lub temperatura mokrego termometru, aby rozważyć interakcje między nadmiernym ciepłem i wilgotnością. W ten sposób mogą skoncentrować się na jednej liczbie, aby zidentyfikować warunki, w których nie można żyć.

Indeks ciepła to oszacowanie, które prawdopodobnie widziałeś w raportach pogodowych; uwzględnia zarówno ciepło, jak i wilgotność, aby odzwierciedlić, jaka jest pogoda. Temperatura mokrego termometru jest dosłownie tym, co mierzy termometr, jeśli jest owinięty wokół niego mokrą szmatką. (Temperatura w prognozie jest technicznie temperaturą suchego termometru, ponieważ jest mierzona suchym termometrem.) Temperatura mokrego termometru może oszacować, jaka byłaby temperatura twojej skóry, gdybyś stale się pocił, więc często używa się jej do przybliżenia, jak ludzie będą taryfa w ekstremalnym upale.

Temperatura mokrego termometru wynosząca 35 ° C, czyli około 95 ° F, to prawie absolutna granica ludzkiej tolerancji, mówi Zach Schlader , fizjolog z Indiana University Bloomington. Poza tym twoje ciało nie będzie w stanie oddawać ciepła do otoczenia na tyle skutecznie, aby utrzymać temperaturę ciała. Nie oznacza to, że upał od razu cię zabije, ale jeśli nie możesz szybko się ochłodzić, rozpocznie się uszkodzenie mózgu i narządów.

ten warunki które mogą prowadzić do temperatury mokrego termometru wynoszącej 95°F, znacznie się różnią. Bez wiatru i słonecznego nieba, obszar o wilgotności 50% osiągnie nieznośną temperaturę mokrego termometru na poziomie około 109 ° F, podczas gdy w większości suchego powietrza temperatura musiałaby przekroczyć 130 ° F, aby osiągnąć ten limit.

Niektóre modele klimatyczne przewidują, że do połowy XXI wieku zaczniemy osiągać temperatury mokrego termometru powyżej 95°F. Inni badacze twierdzą, że już tam jesteśmy. W badanie opublikowane w 2020 roku, naukowcy wykazali, że niektóre miejsca w subtropikach już zgłosiły takie warunki – i stają się one coraz bardziej powszechne.

Podczas gdy większość badaczy zgadza się, że temperatura mokrego termometru wynosząca 95°F jest nie do zniesienia dla większości ludzi, w rzeczywistości mniej ekstremalne warunki mogą być również śmiertelne. Temperaturę mokrego termometru na Ziemi dotknęliśmy tylko kilka razy, ale upał zabija każdego roku ludzi na całym świecie.

Każdy jest podatny — niektórzy bardziej niż inni — mówi Hanna, australijska badaczka zdrowia publicznego. Dzieci i osoby starsze zwykle nie potrafią regulować temperatury tak dobrze, jak młodzi dorośli, a osoby przyjmujące niektóre leki mają zmniejszoną zdolność pocenia się.

Tolerancja na ciepło może również zmieniać się z czasem – twoje ciało może się bardziej przyzwyczaić do ciepła pod wpływem ekspozycji, podobnie jak może aklimatyzować się do niższych poziomów tlenu na dużych wysokościach.

Tolerancja ciepła

Aklimatyzacja cieplna narasta z czasem: może rozpocząć się już za kilka dni, a cały proces może potrwać sześć tygodni lub dłużej, mówi Hanna. Osoby, które są bardziej przyzwyczajone do podgrzewania, pocą się bardziej, a ich pot jest bardziej rozrzedzony, co oznacza, że ​​tracą mniej elektrolitów wraz z potem. To może chronić organizm przed odwodnieniem oraz problemami z sercem i nerkami, mówi Hanna.

Aklimatyzacja jest powodem, dla którego fale upałów w chłodniejszych miejscach lub fale upałów wczesnym latem są bardziej śmiertelne niż te same warunki w cieplejszych miejscach lub później latem. Nie chodzi tylko o to, że miejsca takie jak Kanada i Seattle rzadziej mają klimatyzację, chociaż infrastruktura jest kolejnym ważnym czynnikiem wpływającym na śmiertelne fale upałów. Mieszkańcy chłodniejszych miejsc są również mniej zaaklimatyzowani do upału, więc temperatury mokrego termometru poniżej 95°F mogą być śmiertelne.

Hanna podkreśla, że ​​istnieją granice aklimatyzacji. Nie będziemy w stanie wyjść poza warunki, które prawdopodobnie przyniosą zmiany klimatu w nadchodzących dziesięcioleciach. Mówi również, że chociaż ograniczenia fizjologiczne są ważne, musimy również wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak zachowanie i infrastruktura.

Hanna mówi, że jeśli poruszasz się lub pracujesz na zewnątrz, temperatura nie musi być aż tak wysoka, aby była śmiertelna. Z całkowitej energii zużywanej do wykonania zadania, niezależnie od tego, czy jest to bieganie, czy zmywanie naczyń, 20% zużywa się na faktyczne poruszanie mięśniami, a pozostałe 80% zamienia się w ciepło. Więc więcej ruchu oznacza więcej ciepła, którego twoje ciało może się pozbyć, co oznacza, że ​​jeśli się wytężasz, nie będziesz w stanie poradzić sobie z temperaturami, które mógłbyś znieść, gdybyś po prostu leżał.

Mieszkając w Australii, Hanna jest szczególnie wyczulona na wpływ ekstremalnych upałów na ludzi i społeczności. Australia jest jednym z najgorętszych krajów na Ziemi, a niektóre miejsca już przesuwają granice ludzkiej tolerancji. Pomaganie ludziom w zrozumieniu niebezpieczeństw związanych z upałami jest dla niej pilniejsze niż kiedykolwiek, ponieważ skrajności stają się normą.

Świat się ociepla, mówi Hanna, i wykracza to poza to, z czym poradzi sobie normalna fizjologia.

ukryć