Безпечна температурний максимум для людини нижчий, ніж ми думали

Екстремальна спека б’є рекорди в Європі , Азії та Північній Америці , і мільйони людей протягом кількох днів живуть у спеці та вологості, що значно перевищує норму.

16 липня 2023 року температура в Долині Смерті досягла 128 градусів за Фаренгейтом (53,3 градуса за Цельсієм) – не зовсім найспекотніший день у світі, але майже такий.

Phoenix побив рекордну смугу спеки з 19 днями поспіль з температурою вище 110 ° F (43,3 ° C), і прогнозував більше, що супроводжувалося кількома ночами, які ніколи не опускалися нижче 90 ° F (32,2 ° C). На початку липня Земля, ймовірно, мала найспекотніший тиждень за всю історію спостережень .

Хвилі спеки посилюються зі зміною клімату – тривають довше, стають частішими та стають просто жаркішими.

Одне питання, яке задається багатьма людьми: «Коли стане занадто жарко для нормальної повсякденної діяльності, яку ми знаємо, навіть для молодих, здорових дорослих?»

Відповідь виходить за межі температури, яку ви бачите на термометрі. Справа також у вологості.

Наше дослідження спрямоване на те, щоб знайти поєднання цих двох, що вимірюється як «температура за вологим термометром». Разом спека та вологість значно підвищують ризик для людей, і ця комбінація стає небезпечною на нижчих рівнях, ніж вважали вчені раніше.

Межі адаптивності людини

Вчені та інші спостерігачі занепокоєні збільшенням частоти екстремальної спеки в поєднанні з високою вологістю.

Люди часто вказують на дослідження, опубліковане в 2010 році , яке теоретизує, що температура за вологим термометром 95 ° F (35 ° C) – дорівнює температурі 95 ° F при 100-відсотковій вологості або 115 ° F при 50-відсотковій вологості – буде верхньою межею безпеки, за якою людське тіло більше не може охолоджуватися шляхом випаровування поту з поверхні тіла для підтримки стабільної температури всередині тіла.

Лише нещодавно ця межа була перевірена на людях у лабораторних умовах. Результати цих тестів свідчать про ще більше занепокоєння.

Проєкт PSU HEAT

Щоб відповісти на питання “наскільки гаряче занадто гаряче?” ми привезли молодих здорових чоловіків і жінок до лабораторії Нолла в Університеті штату Пенсільванія, щоб відчути тепловий стрес у камері з контрольованим середовищем.

Ці експерименти дають зрозуміти, які комбінації температури та вологості починають ставати шкідливими навіть для найздоровіших людей.

Кожен учасник проковтнув невелику пігулку телеметрії , яка безперервно відстежувала температуру тіла або внутрішньої температури. Потім вони сиділи в камері з навколишнім середовищем, рухаючись рівно стільки, щоб імітувати мінімальні дії в повсякденному житті, такі як душ, приготування їжі та прийом їжі.

Дослідники повільно підвищували або температуру в камері, або вологість у сотнях окремих експериментів і спостерігали, коли внутрішня температура суб’єкта почала зростати.

Така комбінація температури та вологості, при якій температура всередині людини починає постійно зростати, називається « критичною межею навколишнього середовища ».

Нижче цих меж тіло здатне підтримувати відносно стабільну внутрішню температуру протягом тривалого часу. Понад ці межі внутрішня температура постійно підвищується, і ризик захворювань, пов’язаних із спекою, підвищується при тривалому впливі.

Коли тіло перегрівається, серцю доводиться працювати інтенсивніше, щоб приплив крові до шкіри, щоб розсіяти тепло, а коли ви також потієте, це зменшує рідини в організмі. У найважчому випадку тривалий вплив може призвести до теплового удару, небезпечної для життя проблеми, яка потребує негайного та швидкого охолодження та медичного лікування.

Наші дослідження на молодих здорових чоловіках і жінках показують, що ця верхня межа навколишнього середовища навіть нижча, ніж теоретичні 35 °C . Це відбувається при температурі за вологим термометром близько 87 ° F (31 °C ) у різних середовищах з відносною вологістю понад 50 відсотків. Це дорівнюватиме 87 ° F при 100-відсотковій вологості або 100 ° F (38 ° C) при 60-відсотковій вологості.

Сухе проти вологого середовища

Поточні хвилі спеки по всьому світу перевищують ці критичні екологічні межі та наближаються, якщо не перевищують, навіть теоретичні межі 95 ° F (35 ° C) за вологим термометром.

На Близькому Сході в Асалує, Іран, 16 липня 2023 року було зафіксовано надзвичайно небезпечну максимальну температуру за вологим термометром 92,7 ° F (33,7 ° C) . Індія та Пакистан також досягли небезпечних рівнів за останні роки.

У жаркому сухому середовищі критичні межі навколишнього середовища не визначаються температурою за вологим термометром, оскільки майже весь піт, який виділяє тіло, випаровується, що охолоджує тіло. Однак кількість поту, яку людина може потіти, обмежена, і ми також отримуємо більше тепла від вищих температур повітря.

Майте на увазі, що ці обмеження базуються виключно на тому, щоб утримати температуру вашого тіла від надмірного підвищення. Навіть нижчі температури та вологість можуть спричинити навантаження на серце та інші системи організму.

Нещодавня стаття нашої лабораторії показала, що частота серцевих скорочень починає збільшуватися задовго до внутрішньої температури, оскільки ми перекачуємо кров до шкіри. І хоча перевищення цих меж не обов’язково є найгіршим сценарієм, тривалий вплив може стати жахливим для вразливих груп населення, таких як люди похилого віку та люди з хронічними захворюваннями.

Зараз наші експерименти зосереджені на тестуванні літніх чоловіків і жінок, оскільки навіть здорове старіння робить людей менш стійкими до спеки. Збільшення поширеності серцевих захворювань, респіраторних проблем та інших проблем зі здоров’ям, а також певних ліків можуть поставити їх під ще більший ризик шкоди. Від 80% до 90% постраждалих від спеки складають люди старше 65 років .

Як залишатися в безпеці

У сильну спеку важливо залишатися добре зволоженим і шукати місця, де можна охолодитися – навіть на короткий період часу.

Хоча все більше міст у Сполучених Штатах розширюють центри охолодження , щоб допомогти людям уникнути спеки, все одно буде багато людей, які переживатимуть ці небезпечні умови, не маючи можливості охолодитися .

Навіть ті, у кого є доступ до кондиціонера, можуть не ввімкнути його через високу вартість енергії – це звичайне явище у Фініксі – або через масштабні відключення електроенергії під час спеки чи лісових пожеж, як це стає все більш поширеним явищем на заході США.

Загалом, продовжує з’являтися доказ того, що зміна клімату – це не лише проблема майбутнього. Це те, з чим зараз стикається людство і яке має вирішувати прямо.

Це оновлення статті, спочатку опублікованої 6 липня 2022 року.

В. Ларрі Кенні , професор фізіології, кінезіології та продуктивності людини, штат Пенсільванія ; Даніель Вечелліо , географ-кліматолог і докторант, штат Пенсільванія ; Рейчел Коттл , доктор філософії Кандидат з фізіології фізичних вправ, штат Пенсильванія , і С. Тоні Вулф , докторант з кінезіології, штат Пенсільванія