热浪是随着气候的变化而变得增压- 持续更长的时间,变得更加频繁,变得更热。许多人问的一个问题是:“即使对于年轻,健康的成年人,什么时候对于正常的日常活动而变得太热?”
答案超出了您在温度计上看到的温度。这也与湿度有关。我们的 研究显示了两个罐的组合更快地变得危险比科学家以前相信的。
科学家和其他观察者对极端热量与高湿度的增加频率的增加感到震惊,以“湿泡体温度”衡量。
在2022年5月和6月胜过南亚的热浪中,巴基斯坦的雅各布巴德记录了最高湿泡体温度33.6 C(92.5 F)和德里首位- 接近人类对潮湿热的理论上的上限。
人们经常指向2010年发表的研究据估计,在100%的湿度下,湿泡体温度为35 c - 等于95 f,湿度为115 f,湿度为50% - 将是安全的上限,除此之外,人体不再能够通过从体面蒸发出汗水来保持稳定的体内核心温度,而不再可以通过蒸发出汗水来冷却自身。
直到最近,该限制才在实验室环境中对人类进行了测试。这些测试的结果显示出更大的关注原因。
PSU热项目
要回答“太热太热?”的问题。我们将年轻,健康的男人和女人带入宾夕法尼亚州立大学的诺尔实验室在受控环境中体验热应力。
这些实验提供了有关温度和湿度组合的洞察力,即使是最健康的人也会有害。
每个参与者都吞下了一个小遥测药,该药物监测了他们的深身体或核心温度。然后,他们坐在环境室中,移动得足以模拟日常生活的最小活动,例如烹饪和饮食。研究人员慢慢提高了腔室的温度或湿度,并在受试者的核心温度开始升高时受到监测。
温度和湿度的结合,该人的核心温度开始升高称为“关键的环境极限。”
在这些极限之下,人体能够随着时间的推移保持相对稳定的核心温度。在这些限制之上,核心温度不断上升,并且有长期暴露的热相关疾病的风险增加了。
当身体过热时,心脏必须更加努力地将血液流向皮肤以散发热量,而当您出汗时,会减少体液。在最肮脏的情况下,长时间的暴露会导致中风,这是一个威胁生命的问题,需要立即和快速冷却和治疗。
我们对年轻健康男人和女人的研究表明,这种上限的环境极限甚至更低比理论上的35 C相比,它更像是31 C(88 F)的湿泡体温度。在100%的湿度或38 C(100 F)时,在60%的湿度时,这将等于31 C。
(W. Larry Kenney,CC BY-ND)
多于:与国家气象局的热量指数图相似,此图将空气温度和相对湿度的组合转化为关键的环境极限,而核心体温上升。黄色区域和红色区域之间的边界代表了年轻男女在最少活动中的平均关键环境限制。
干与潮湿的环境
这些限制即将到来,如果不超过这些限制,则临近全球的热浪。
在炎热,干燥的环境中,关键的环境极限不是由湿泡温度定义的,因为几乎所有人体都会产生蒸发,从而冷却人体。但是,人类可能有限的人数受到限制,我们也从较高的空气温度中获得了更多的热量。
请记住,这些临界值仅基于使体温过度升高。甚至较低的温度和湿度也会给心脏和其他身体系统带来压力。
虽然黯然失色的限制并不一定会出现最坏的情况,但对于诸如老年人和患有慢性疾病的弱势群体的人群,长时间的暴露可能会变得可怕。
我们的实验重点现在转向测试老年男女,因为即使健康的衰老也可以使人们耐受耐热。增加心脏病,呼吸系统问题和其他健康问题的患病率增加,以及某些药物,可能会使它们处于更高的伤害风险。 65岁以上的人包括一些热浪伤亡的80-90%。
如何保持安全
保持良好的水分并寻求在高温下冷却的区域(即使在短时间内)也很重要。
虽然美国越来越多的城市正在扩大冷却中心为了帮助人们逃脱热量,仍然会有很多人会经历这些危险条件无法冷却自己。
即使是那些可以使用空调的人,也可能不会因为高能成本- 亚利桑那州凤凰城的常见发生大规模停电在热浪或野火期间,在美国西部变得越来越普遍。
最近的研究重点是非洲的热压力发现未来的气候将不利于使用甚至低成本的冷却系统,例如“沼泽冷却器”,因为非洲的热带和沿海地区变得更加潮湿。
这些设备所需的能量要比空调要少得多,它使用风扇将空气循环到凉爽的湿垫上以降低空气温度,但在高于21 c(70 F)的高湿泡温度下,它们在高湿泡体温度下变得无效。
总而言之,证据继续登上不仅是未来的问题。这是人类目前正面临的,必须正面应对。
W.拉里·肯尼,生理学,运动机能学和人类表现教授,宾夕法尼亚州立大学;丹尼尔·维塞利奥(Daniel Vecellio),地理学家气候学家和博士后研究员,宾夕法尼亚州立大学;雷切尔·科特尔(Rachel Cottle),博士运动生理学的学生,宾夕法尼亚州立大学, 和S. Tony Wolf,运动机能学博士后研究人员,宾夕法尼亚州立大学。