人體能承受多熱的溫度?

一項針對健康志願者的研究發現,熱量和溼度的結合比許多人意識到的更危險

A young man throws a bottle of water over himself to combat the second heat wave of the summer, on 12 July, 2022 in Madrid, Spain.

2022年7月12日,在西班牙馬德里,一位年輕人將一瓶水倒在自己身上,以應對夏季的第二次熱浪。

以下文章經許可轉載自 The Conversation,這是一個報道最新研究的線上出版物。

熱浪正在 隨著氣候變化變得更加強大 ——持續時間更長,頻率更高,而且變得更熱。 許多人都在問一個問題:“即使對於年輕、健康的成年人來說,我們所知的正常日常活動何時會變得太熱而無法進行?”


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答案不僅僅取決於你在溫度計上看到的溫度。 還與溼度有關。 我們的研究 表明,兩者結合起來可能比科學家之前認為的 更快地變得危險

科學家和其他觀察員已經對極端高溫與高溼度日益頻繁地結合感到震驚,這種結合以“溼球溫度”來衡量。 在 2022 年 5 月和 6 月席捲南亞的熱浪期間,巴基斯坦雅各布abad記錄了 最高溼球溫度 33.6 攝氏度(92.5 華氏度),而 德里超過了這一溫度 ——接近人類適應潮溼高溫的理論上限。

人們經常指出 2010 年發表的一項研究,該研究估計,35 攝氏度的溼球溫度——相當於 100% 溼度下的 95 華氏度,或 50% 溼度下的 115 華氏度——將是安全上限,超過該上限,人體將無法再透過蒸發身體表面的汗液來冷卻自身,以維持穩定的身體核心溫度。

直到最近,這個極限才在實驗室環境中對人類進行了測試。 這些測試的結果顯示,情況甚至更令人擔憂。

PSU H.E.A.T. 專案

為了回答“多熱才算太熱?”這個問題,我們邀請了年輕、健康的男性和女性來到 賓夕法尼亞州立大學的 Noll 實驗室,在受控環境中體驗熱應激。

這些實驗提供了關於溫度和溼度的哪些組合開始對即使是最健康的人類也有害的見解。

每位參與者吞下了一顆小型遙測藥丸,它可以監測他們的深部體溫或核心溫度。 然後,他們坐在環境艙中,進行少量活動以模擬日常生活的最低限度活動,例如烹飪和進食。 研究人員緩慢地增加艙室內的溫度或溼度,並監測受試者的核心溫度何時開始升高。

人的核心溫度開始升高的溫度和溼度的組合被稱為“臨界環境極限”。 在這些極限以下,身體能夠隨著時間的推移保持相對穩定的核心溫度。 在這些極限之上,核心溫度持續升高,長期暴露會增加患上與熱相關疾病的風險。

當身體過熱時,心臟必須更加努力地將血液輸送到皮膚以散熱,當你也出汗時,這會減少體液。 在最糟糕的情況下,長時間暴露會導致中暑,這是一種危及生命的問題,需要立即快速冷卻和醫療處理。

我們對年輕健康男性和女性的研究表明,這個環境上限 甚至低於 理論上的 35 攝氏度。 它更像是 31 攝氏度(88 華氏度)的溼球溫度。 這相當於 100% 溼度下的 31 攝氏度或 60% 溼度下的 38 攝氏度(100 華氏度)。

乾燥與潮溼環境

目前全球範圍內的熱浪正在接近,如果不是已經超過了這些極限。

在炎熱乾燥的環境中,臨界環境極限不是由溼球溫度定義的,因為人體產生的大部分汗液都會蒸發,從而冷卻身體。 然而,人類可以出汗的量是有限的,而且我們也從較高的氣溫中獲得更多的熱量。

請記住,這些臨界值完全基於防止您的體溫過度升高。 即使是較低的溫度和溼度也會給心臟和其他身體系統帶來壓力。 雖然超過這些極限不一定會出現最壞的情況,但長時間暴露可能會對老年人和患有慢性病等弱勢群體造成嚴重後果。

我們目前的實驗重點已轉向測試老年男性和女性,因為即使是健康的衰老也會降低人們的耐熱性。 加上心臟病、呼吸系統問題和其他健康問題以及某些藥物的患病率增加,可能會使他們面臨更高的傷害風險。 65 歲以上的人口占 熱浪傷亡人數的 80%-90%

如何保持安全

在高熱天氣中,保持充足的水分和尋找可以降溫的區域(即使是很短的時間)非常重要。

雖然美國越來越多的城市正在擴大 降溫中心 以幫助人們避暑,但仍有許多人將在這些危險條件下經歷 無法讓自己降溫 的情況。

即使是那些可以使用空調的人也可能因為 高昂的能源成本 (在亞利桑那州鳳凰城很常見)或因為熱浪或野火期間的 大規模停電 (在美國西部越來越常見)而不會開啟空調。

最近一項關注 非洲熱應激 的研究發現,未來的氣候將不利於使用甚至像“溼簾式冷卻器”這樣的低成本冷卻系統,因為非洲的熱帶和沿海地區變得更加潮溼。 這些裝置比空調消耗的能量要少得多,它們使用風扇使空氣在涼爽潮溼的墊子上迴圈以降低氣溫,但當溼球溫度高於 21 攝氏度(70 華氏度)時,它們會失效。

總而言之,越來越多的證據表明,氣候變化不僅僅是未來的問題。 這是人類目前正在面臨且必須迎頭解決的問題。

本文最初發表於 The Conversation。 閱讀 原文

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