Защо комбинацията от топлина и влажност е много по-опасна за човешкото тяло

С климатичните промени зачестиха и горещите вълни. Един от въпросите, които повечето хора си задават, е: „Кога температурите ще се покачат толкова много, че дори и здравите хора няма да могат да извършват нормалните си ежедневни дейности?“

Отговорът е сложен и не зависи единствено от градусите, които отчита термометърът. Намесва се и друг важен фактор – влажността.
За да хвърлят повече светлина по темата, усилия обединяват няколко експерти от различни области: Лари Кени, професор по физиология, Даниел Вечелио, географ климатолог, Рейчъл Котъл, експерт по физиология на физическите упражнения, и Кени Улф, изследовател в областта на кинезиологията. И четиримата работят в държавния университет на Пенсилвания (Penn State). Според тях комбинацията от високи температури и влажност може да се окаже смъртоносна, при това при по-ниски стойности, отколкото се е смятало досега.

Методът wet-bulb за измерване ефекта от комбинацията между температура и влажност

Учените са силно разтревожени от зачестилите горещи вълни, придружени от висока влажност. За да измерят двата показателя, те използват термометър, чийто край е покрит с влажно парче текстил (wet-bulb temperature). Методът се прилага с цел да се определи най-ниската температура, при която въздухът продължава да се охлажда под влияние на изпаренията. По време на горещините, завзели Южна Азия през май и юни 2022 г., в Пакистан бяха отчетени максимални стойности на температурата „wet-bulb“ – 33,6°С, а в Делхи бяха достигнати стойностите, считани теоретично за гранични по отношение адаптирането на човешкото тяло към комбинацията от жега и влага.

Изследване, публикувано през 2010 г., сочи, че при „wet-bulb” температура от 35° C човешкото тяло е сериозно застрашено, защото не може да се изпотява чрез кожата, което е единственият начин да се поддържа стабилна телесна температура.

Наскоро обаче експерти решиха да проверят дали наистина при тези градуси човешкият организъм е изправен пред смъртна опасност, като проведоха лабораторен експеримент с хора. Резултатите от него са повече от притеснителни.

>>> Ново изследване: климатичните промени ще удвоят броя на засегнатите от екстремна суша

Проектът H.E.A.T. на държавния университет в Пенсилвания

В търсене на отговор на въпроса „Колко горещо трябва да бъде, за да е опасно горещо?“ четиримата учени от Penn State подлагат на топлинен стрес в контролирана лабораторна среда млади и здрави мъже и жени. Мястото на експеримента е лаборатория „Noll“ в университета.

Научните опити дават изключително полезна информация за комбинациите от температура и влажност, които застрашават дори и здравите хора.

Как се провежда експериментът?

Всеки участник поглъща миниатюрен телеметричен елемент, който служи за измерване на така наречената сърцевинна (във вътрешността на тялото) температура, чиито стойности се отчитат дистанционно. На втория етап от опита доброволците се намират в помещение, наподобяващо камера, където извършват минимални движения, които имитират ежедневните им дейности като готвене и хранене. Експертите постепенно повишават температурата или влажността в камерата, като през цялото време наблюдават кога ще започне да се покачва и сърцевинната температура.

Граница на критична заобикаляща среда

Комбинацията от стойностите на температура и влажност, при която сърцевинната температура на човешкото тяло започва да се повишава, се нарича „граница на критична заобикаляща среда“. Преди да достигне въпросния лимит, човешкият организъм поддържа стабилна температурата във вътрешността на тялото. Премине ли обаче границата на критична заобикаляща среда, тя започва да се покачва непрекъснато, което създава предпоставка за болести и нарушения, причинени от прекалено дълго излагане на топлина.

Прегряване на тялото

Когато тялото прегрее, сърцето започва да работи още по-интензивно, за да изпомпва повече кръв към кожата с цел отнемане на част от топлината. В същото време човекът започва да се поти все по-обилно, което намалява количеството телесни течности. Най-опасният сценарий би завършил с топлинен удар, който застрашава реално живота на човека и изисква светкавично охлаждане и медицинско лечение.

Максимална гранична wet-bulb стойност, при която тялото спира да се поти – 31°С, а не 35°С

Проучването на Лари Кени и екипът му върху млади и здрави мъже и жени разкрива, че всъщност максималната гранична стойност на wet-bulb температурата е по-ниска от приетата до момента 35°С. Тя се доближава повече до 31°С при 100% влажност или 38°С при 60% влажност.

За съжаление, горещите вълни по света доближават, а в някои случаи превишават, споменатите стойности. Там, където е горещо и сухо, лимитът на критична заобикаляща среда не се изчислява посредством метода на покрития с влажен текстил термометър (wet-bulb), защото почти цялото количество пот, което тялото отделя, се изпарява, тоест то успява да се охлади. Все пак, потенето не е безкраен процес и в даден момент то също спира. Да не забравяме също така, че получаваме допълнителна топлина от по-високите температури на въздуха.

Уязвими групи

Експертите подчертават обаче, че и по-ниските температури и влажност биха могли да натоварят сърцето и другите системи в човешкото тяло. Продължителното излагане на топлина, съчетано с висока влажност, може да бъде пагубно за по-уязвимите групи от населението – възрастните хора и тези с хронични заболявания.

Учените от Penn State разкриват, че предстои да проведат подобен експеримент върху мъже и жени в напреднала възраст, след като се оказва, че дори здравите млади хора не успяват да се справят ефективно с горещините. Сърдечните и респираторните проблеми също оказват сериозно влияние и увеличават риска при излагане на високи температури.

Как да се предпазим от горещините?

Експертите препоръчват да приемаме редовно течности и да търсим места, където да се охлаждаме, дори и за кратко.

Повечето големи градове в САЩ вече предлагат охлаждащи центрове, където хората могат да избягат от горещините. Не всички обаче могат да се възползват от подобни удобства.

Климатиците също невинаги могат да помогнат, особено в региони, където подаването на ток често прекъсва, когато настъпят горещини или избухне голям горски пожар. Част от хората пък се въздържат да ги включват заради високата цена на електроенергията.

Повишаващата се влажност в Африка

Скорошно изследване върху топлинния стрес в Африка сочи, че климатичните промени ще обезсмислят ролята на някои от използваните там в момента по-евтини охлаждащи средства, тъй като влажността в тропическите и крайбрежните части на континента е все по-висока. Тези средства консумират по-малко електроенергия от климатиците и работят на принципа на вентилатор, който прекарва въздуха през хладна и влажна подложка, чиято цел е да понижи температурата на въздуха. Експертите твърдят, че тяхната ефективност спада драстично при достигане само на 21°С wet-bulb температура.

В заключение можем да кажем, че климатичните изменения не са проблем на бъдещето. Те са проблем днес, с който трябва да се справим бързо и категорично.

Как промените на времето влияят върху здравето ни - видео