Экстремальная жара бьет рекорды в Европе, Азии и Северной Америке, миллионы людей изнуряют жару и влажность, значительно превышающую «нормальную» в течение нескольких дней.
Долина Смерти достигла температуры 128 градусов по Фаренгейту (53,3 градуса по Цельсию) 16 июля 2023 года - не самый жаркий день в мире за всю историю наблюдений, но близко к этому. Феникс побил рекордную полосу жары с 19 днями подряд с температурой выше 110 F (43,3 C), и в прогнозе было больше, что сопровождалось несколькими ночами, которые никогда не опускались ниже 90 F (32,2 C). В глобальном масштабе на Земле, вероятно, была самая жаркая неделя за современные данные в начале июля.
По мере изменения климата тепловые волны усиливаются: они длятся дольше, становятся более частыми и становятся просто жарче.
Один вопрос, который задают многие люди: «Когда станет слишком жарко для нормальной повседневной деятельности, какой мы ее знаем, даже для молодых, здоровых взрослых?»
Ответ выходит за рамки температуры, которую вы видите на термометре. Тоже про влажность. Наше исследование предназначено для получения комбинации этих двух показателей, измеряемой как «температура по влажному термометру». Вместе жара и влажность подвергают людей значительному риску, и это сочетание становится опасным при более низких уровнях, чем считали ученые ранее.
Пределы человеческой адаптации
Ученые и другие наблюдатели встревожены увеличением частоты экстремальной жары в сочетании с высокой влажностью.
Люди часто указывают на исследование, опубликованное в 2010 году, в котором предполагалось, что температура по влажному термометру 95 F (35 C) равна температуре 95 F при 100-процентной влажности или 115 F при 50-процентной влажности - будет верхний предел безопасности, за которым человеческое тело больше не может охлаждаться за счет испарения пота с поверхности тела для поддержания стабильной внутренней температуры тела.
До недавнего времени этот предел не был испытан на людях в лабораторных условиях. Результаты этих тестов вызывают еще большую озабоченность.
Блок питания H. E. A. T. Проект
Чтобы ответить на вопрос «насколько жарко слишком жарко?» мы привели молодых, здоровых мужчин и женщин в лабораторию Нолла в Университете штата Пенсильвания, чтобы испытать тепловой стресс в камере с контролируемым климатом.
Эти эксперименты дают представление о том, какие сочетания температуры и влажности начинают становиться вредными даже для самых здоровых людей.
Каждый участник проглотил маленькую таблетку телеметрии, которая непрерывно контролировала его внутреннюю температуру или внутреннюю температуру. Затем они сидели в климатической камере, двигаясь ровно настолько, чтобы имитировать минимальные действия повседневной жизни, такие как принятие душа, приготовление пищи и прием пищи. Исследователи медленно повышали либо температуру в камере, либо влажность в сотнях отдельных экспериментов и отслеживали, когда внутренняя температура субъекта начинала расти.
Та комбинация температуры и влажности, при которой внутренняя температура тела человека начинает непрерывно повышаться, называется «критическим пределом окружающей среды».
Ниже этих пределов тело способно поддерживать относительно стабильную внутреннюю температуру в течение длительных периодов времени. При превышении этих пределов внутренняя температура постоянно повышается, а риск заболеваний, связанных с жарой, при длительном воздействии увеличивается.
Когда тело перегревается, сердцу приходится работать усерднее, чтобы перекачивать кровь к коже и рассеивать тепло, а когда вы также потеете, это уменьшает количество жидкости в организме. В самых тяжелых случаях длительное воздействие может привести к тепловому удару, опасной для жизни проблеме, требующей немедленного и быстрого охлаждения и лечения.
Наши исследования молодых здоровых мужчин и женщин показывают, что этот верхний предел окружающей среды даже ниже, чем теоретические 35 C (95 F). Это происходит при температуре влажного термометра около 87 F (31 C) в диапазоне сред с относительной влажностью выше 50 процентов. Это будет равно 87 F при 100-процентной влажности или 100 F (38 C) при 60-процентной влажности.
Сухая и влажная среда
Текущие волны тепла по всему миру превышают эти критические экологические пределы и приближаются, если не превышают, даже к теоретическим пределам 95 F (35 C) по влажному термометру.
На Ближнем Востоке, в Асалуйе, Иран, 16 июля 2023 года была зафиксирована чрезвычайно опасная максимальная температура по влажному термометру 92,7 F (33,7 C). В последние годы опасные уровни также были достигнуты в Индии и Пакистане..
В жарких и сухих условиях критические пределы окружающей среды не определяются температурой по влажному термометру, потому что почти весь пот, выделяемый телом, испаряется, охлаждая тело. Однако количество пота, которое люди могут потеть, ограничено, и мы также получаем больше тепла от более высоких температур воздуха.
Имейте в виду, что эти ограничения основаны исключительно на предотвращении чрезмерного повышения температуры тела. Даже более низкие температуры и влажность могут вызвать нагрузку на сердце и другие системы организма.
Недавняя работа из нашей лаборатории показала, что частота сердечных сокращений начинает увеличиваться задолго до того, как увеличивается наша внутренняя температура, когда мы перекачиваем кровь к коже. И хотя превышение этих пределов не обязательно представляет собой наихудший сценарий, длительное воздействие может стать ужасным для уязвимых групп населения, таких как пожилые люди и люди с хроническими заболеваниями.
В настоящее время наше экспериментальное внимание сосредоточено на тестировании пожилых мужчин и женщин, поскольку даже здоровое старение делает людей менее устойчивыми к жаре. Повышенная распространенность сердечных заболеваний, респираторных заболеваний и других проблем со здоровьем, а также некоторые лекарства могут подвергнуть их еще большему риску причинения вреда. От 80 до 90 процентов жертв аномальной жары приходится на людей старше 65 лет.
Как обезопасить себя
Сохранение водного баланса и поиск мест, где можно остыть, даже на короткое время, очень важно в жару.
В то время как все больше городов в Соединенных Штатах расширяют центры охлаждения, чтобы помочь людям спастись от жары, по-прежнему будет много людей, которые будут испытывать эти опасные условия без возможности охладиться.
Даже те, у кого есть доступ к кондиционеру, могут не включить его из-за высокой стоимости энергии (обычное явление в Финиксе) или из-за масштабных отключений электроэнергии во время аномальной жары или лесных пожаров, что становится все более распространенным явлением. на западе США
В общем, продолжает накапливаться свидетельство того, что изменение климата - это не просто проблема будущего. Это то, с чем в настоящее время сталкивается человечество, и с этим нужно бороться.
W. Ларри Кенни специализируется на контроле кровотока в коже человека, уделяя особое внимание старению, физиологии и биофизике теплообмена между человеком и окружающей средой, а также терморегуляции во время физических упражнений и в экстремальных условиях.
Даниэль Вечеллио - научный сотрудник Центра здорового старения штата Пенсильвания. Он имеет степень магистра атмосферных наук и докторскую степень. в географии. Его исследования включали работу по влиянию деградации вечной мерзлоты на взаимодействие земли и атмосферы и в настоящее время сосредоточены на экстремальной жаре и здоровье человека.
Рэйчел Коттл - доктор философии. студент физиологии физических упражнений. Ее исследования включают влияние тепла на организм человека и его работоспособность.
С. Тони Вульф - докторант в области кинезиологии. Он участвует в PSU H. E. A. T. (Human Environmental Age Thresholds) проект, изучающий влияние тепла и влажности на организм человека.