Hvor varmt er for varmt til den menneskelige krop?

Ekstrem varme har slået rekorder i hele Europa, Asien og Nordamerika, med millioner af mennesker, der svulmer i varme og luftfugtighed langt over "normalt" i dagevis.

Death Valley ramte en temperatur på 128 grader Fahrenheit (53,3 grader Celsius) den 16. juli 2023 - ikke helt verdens varmeste dag nogensinde, men tæt på. Phoenix brød en rekord hedestreak med 19 dage i træk med temperaturer over 110 F (43,3 C), og havde mere i vejrudsigten, ledsaget af flere nætter, der aldrig kom under 90 F (32,2 C). Globalt havde Jorden sandsynligvis sin varmeste uge på moderne rekord i begyndelsen af ​​juli.

Hedebølger bliver superladede, efterhånden som klimaet ændrer sig - varer længere, bliver hyppigere og bliver bare varmere.

Et spørgsmål, som mange mennesker stiller, er:"Hvornår bliver det for varmt til normal daglig aktivitet, som vi kender det, selv for unge, sunde voksne?"

Svaret går ud over den temperatur, du ser på termometeret. Det handler også om luftfugtighed. Vores forskning er designet til at komme frem til en kombination af de to, målt som "våd-bulb-temperatur." Tilsammen sætter varme og fugtighed mennesker i stærkt øget risiko, og kombinationen bliver farlig ved lavere niveauer, end forskerne tidligere troede.

1. Grænserne for menneskelig tilpasningsevne
2. PSU H.E.A.T. Projekt
3. Tørre vs. fugtige omgivelser
4. Sådan forbliver du sikker

Grænserne for menneskelig tilpasningsevne

Forskere og andre iagttagere er blevet bekymrede over den stigende hyppighed af ekstrem varme parret med høj luftfugtighed.

Folk peger ofte på en undersøgelse offentliggjort i 2010, der teoretiserede, at en våd-pæretemperatur på 95 F (35 C) - svarende til en temperatur på 95 F ved 100 procent luftfugtighed eller 115 F ved 50 procent fugtighed - ville være den øvre grænse af sikkerhed, ud over hvilken den menneskelige krop ikke længere kan afkøle sig selv ved at fordampe sved fra kroppens overflade for at opretholde en stabil kropskernetemperatur.

Det var først for nylig, at denne grænse blev testet på mennesker i laboratoriemiljøer. Resultaterne af disse test viser en endnu større grund til bekymring.

PSU H.E.A.T. Projekt

For at besvare spørgsmålet "hvor varmt er for varmt?" vi bragte unge, raske mænd og kvinder ind i Noll Laboratory ved Penn State University for at opleve varmestress i et kontrolleret miljøkammer.

Disse eksperimenter giver indsigt i, hvilke kombinationer af temperatur og fugtighed, der begynder at blive skadelige for selv de sundeste mennesker.

Hver deltager slugte en lille telemetripille, der konstant overvågede deres dybe krops- eller kernetemperatur. De sad derefter i et miljøkammer og bevægede sig lige nok til at simulere de minimale aktiviteter i dagligdagen, såsom at gå i bad, lave mad og spise. Forskere øgede langsomt enten temperaturen i kammeret eller luftfugtigheden i hundredvis af separate eksperimenter og overvågede, hvornår forsøgspersonens kernetemperatur begyndte at stige.

Den kombination af temperatur og fugtighed, hvor personens kernetemperatur konstant begynder at stige, kaldes den "kritiske miljøgrænse."

Under disse grænser er kroppen i stand til at opretholde en relativt stabil kernetemperatur over lange perioder. Over disse grænser stiger kernetemperaturen kontinuerligt, og risikoen for varmerelaterede sygdomme ved længere tids eksponering øges.

Når kroppen overophedes, skal hjertet arbejde hårdere for at pumpe blodgennemstrømningen til huden for at sprede varmen, og når du også sveder, mindsker det kropsvæsker. I det værste tilfælde kan langvarig eksponering resultere i hedeslag, et livstruende problem, der kræver øjeblikkelig og hurtig afkøling og medicinsk behandling.

Vores undersøgelser af unge raske mænd og kvinder viser, at denne øvre miljøgrænse er endnu lavere end den teoretiserede 35 C (95 F). Det forekommer ved en våd-pære temperatur på omkring 87 F (31 C) i en række miljøer over 50 procent relativ luftfugtighed. Det ville svare til 87 F ved 100 procent luftfugtighed eller 100 F (38 C) ved 60 procent luftfugtighed.

Tørre vs. fugtige omgivelser

Aktuelle varmebølger rundt om på kloden overskrider disse kritiske miljømæssige grænser og nærmer sig, hvis ikke overskrider, selv de teoretiserede 95 F (35 C) vådbulb-grænser.

I Mellemøsten registrerede Asaluyeh, Iran, den 16. juli 2023 en ekstremt farlig maksimal vådpæretemperatur på 92,7 F (33,7 C). Indien og Pakistan har også nået farlige niveauer i de seneste år.

I varme, tørre miljøer er de kritiske miljøgrænser ikke defineret af våde pæretemperaturer, fordi næsten al den sved, kroppen producerer, fordamper, hvilket afkøler kroppen. Men den mængde mennesker kan svede er begrænset, og vi får også mere varme fra de højere lufttemperaturer.

Husk, at disse afskæringer udelukkende er baseret på at forhindre, at din kropstemperatur stiger for meget. Endnu lavere temperaturer og luftfugtighed kan belaste hjertet og andre kropssystemer.

Et nyligt papir fra vores laboratorium viste, at pulsen begynder at stige længe før vores kernetemperatur gør det, da vi pumper blod til huden. Og selvom formørkelse af disse grænser ikke nødvendigvis udgør et worst-case-scenarie, kan langvarig eksponering blive alvorlig for sårbare befolkningsgrupper såsom ældre og dem med kroniske sygdomme.

Vores eksperimentelle fokus er nu vendt til at teste ældre mænd og kvinder, da selv sund aldring gør folk mindre varmetolerante. Den øgede forekomst af hjertesygdomme, luftvejsproblemer og andre sundhedsproblemer samt visse medikamenter kan sætte dem i endnu højere risiko for skade. Mennesker over 65 år udgør omkring 80 procent til 90 procent af hedebølgeofrene.

Sådan forbliver du sikker

At holde sig godt hydreret og søge områder, hvor man kan køle ned - selv i korte perioder - er vigtigt i høj varme.

Mens flere byer i USA udvider kølecentre for at hjælpe folk med at undslippe varmen, vil der stadig være mange mennesker, der vil opleve disse farlige forhold uden mulighed for at køle sig selv.

Selv dem med adgang til aircondition tænder muligvis ikke for det på grund af de høje energiomkostninger - en almindelig hændelse i Phoenix - eller på grund af storstilede strømafbrydelser under hedebølger eller naturbrande, som det bliver mere almindeligt i det vestlige USA.

Alt i alt fortsætter beviserne med at stige på, at klimaændringer ikke kun er et problem for fremtiden. Det er en, som menneskeheden i øjeblikket står over for og skal tackle frontalt.

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Du kan finde original artikel her.

W. Larry Kenney har specialiseret sig i kontrol af menneskelig huds blodgennemstrømning med vægt på aldring, fysiologi og biofysik af varmeudveksling mellem mennesker og miljøet, og termoregulering under træning og i ekstreme miljøer.

Daniel Vecellio er postdoc ved Penn State's Center for Healthy Aging. Han har en kandidatgrad i atmosfærisk videnskab og en ph.d. i geografi. Hans forskning har omfattet arbejde med virkningen af ​​permafrostnedbrydning på land-atmosfære-interaktioner og er i øjeblikket fokuseret på ekstrem varme og menneskers sundhed.

Rachel Cottle er en Ph.D. studerende i træningsfysiologi. Hendes forskning omfatter varmes indvirkning på menneskelige kroppe og ydeevne.

S. Tony Wolf er postdoc-forsker i kinesiologi. Han er involveret i PSU H.E.A.T. (Human Environmental Age Thresholds) projekt, der studerer virkningen af ​​varme og fugt på den menneskelige krop.