Hvor varmt er for varmt for menneskekroppen?

Subiyanto/Pexels

Klimaendringer gjør ekstrem varme mer vanlig og mer alvorlig, som vi har sett i hetebølgene som har skylt over det vestlige USA de siste to ukene. Noen klimamodeller spår at deler av kloden vil bli ugjestmilde for mennesker i det neste århundre.

Men det som gjør et sted ulevelig er ikke like enkelt som en spesifikk temperatur, og selv å ta hensyn til fuktighet forklarer ikke grensene for menneskekroppen i ekstrem varme. Toleranse kan variere fra person til person, og noens evne til å tåle varme kan endre seg. Å forstå grensene våre og hva som bestemmer dem vil være viktigere ettersom globale temperaturer kryper oppover og ekstreme værhendelser blir vanskeligere å forutsi.

Du skulle tro at vi i dette øyeblikk vil ha valg mellom det gode og det dårlige, sier Camilo Mora , en klimaforsker ved University of Hawaii. Men nå, når det kommer til ekstrem varme, er valgene mer av dette eller mye mer av dette.

Relatert historie

Klimaendringer gjorde den rekordknusende nordvestlige hetebølgen 150 ganger mer sannsynlig

Arrangementet brast noen rekorder med nesten 5 ˚C, og reiste urovekkende spørsmål.

For en studere publisert i Nature Climate Change i 2017, analyserte Mora og teamet hans hundrevis av ekstreme varmehendelser rundt om i verden for å finne ut hvilke kombinasjoner av varme og fuktighet som mest sannsynlig ville være dødelige, og hvor disse forholdene sannsynligvis ville oppstå i fremtiden.

De fant at mens rundt 30 % av verdens befolkning i dag er utsatt for en dødelig kombinasjon av varme og fuktighet i minst 20 dager hvert år, vil denne prosentandelen øke til nesten halvparten innen 2100, selv med de mest drastiske reduksjonene i drivhusgasser. utslipp.

Andre forskere har funnet ut at klimaendringer skaper ekstreme hetebølger opptil hundrevis av ganger mer sannsynlig og forårsaker over en tredjedel av varmerelaterte dødsfall. Vi endrer planeten vår – hva er grensene for hva vi kan tåle?

Kjøler seg ned

Som varmblodige pattedyr har mennesker en konstant kroppstemperatur, rundt 98 ° F (37 ° C). Og kroppene våre er designet for å fungere ganske mye rett ved den temperaturen, så det er en konstant balanse mellom varmetap og varmeøkning.

Problemer starter når kroppen vår ikke kan miste varmen raskt nok (eller mister den for fort i kulden, men la oss fokusere på varmen for nå). Når kjernetemperaturen din blir for varm, kan alt fra organer til enzymer slå seg av. Ekstrem varme kan føre til store nyre- og hjerteproblemer, og til og med hjerneskade, sier Liz Hannah , en tidligere folkehelseforsker ved Australian National University, som studerer ekstrem varme.

Kroppen din jobber for å opprettholde sin kjernetemperatur i varme omgivelser, hovedsakelig ved å bruke ett kraftig verktøy: svette. Svetten du produserer fordamper ut i luften, suger varme fra huden din og kjøler deg ned.

Fuktighet lammer denne kjølemetoden - hvis det er så fuktig at det allerede er mye vanndamp i luften, kan ikke svette fordampe like raskt, og svette vil ikke kjøle deg ned så mye.

Ekstrem varme kan føre til store nyre- og hjerteproblemer, og til og med hjerneskade.

Forskere som Mora og teamet hans bruker ofte mål som varmeindeks eller våtpæretemperatur for å vurdere hvordan overdreven varme og fuktighet samhandler. På denne måten kan de fokusere på et enkelt tall for å identifisere ulevelige forhold.

Varmeindeks er et anslag som du sannsynligvis har sett i værmeldinger; det tar hensyn til både varme og fuktighet for å representere hvordan været føles. Våtpæretemperatur er bokstavelig talt hva et termometer måler hvis en våt klut er pakket rundt den. (Temperaturen i prognosen er teknisk sett en tørrpæretemperatur, siden den måles med et tørrtermometer.) Våtpæretemperaturen kan estimere hva hudtemperaturen din ville vært hvis du stadig svettet, så den brukes ofte til å anslå hvordan folk ville fare i ekstrem varme.

En våtpæretemperatur på 35 °C, eller rundt 95 °F, er stort sett den absolutte grensen for menneskelig toleranse, sier Zach Schlader , en fysiolog ved Indiana University Bloomington. Utover det vil ikke kroppen din være i stand til å miste varme til miljøet effektivt nok til å opprettholde kjernetemperaturen. Det betyr ikke at varmen vil drepe deg med en gang, men hvis du ikke kan kjøle deg ned raskt, vil hjerne- og organskade starte.

De forhold som kan føre til en våtpæretemperatur på 95 °F varierer veldig. Uten vind og solfylte himmelstrøk vil et område med 50 % luftfuktighet oppnå en ulevelig våt-bulb-temperatur på rundt 109 °F, mens i for det meste tørr luft, må temperaturene over 130 °F for å nå denne grensen.

Noen klimamodeller spår at vi kommer til å begynne å nå våtpæretemperaturer over 95 °F ved midten av det 21. århundre. Andre forskere sier at vi allerede er der. I en studere publisert i 2020, viste forskere at noen steder i subtropene allerede har rapportert om slike forhold – og de blir stadig mer vanlige.

Mens de fleste forskere er enige om at en våtpæretemperatur på 95 °F er ulevelig for de fleste mennesker, er realiteten at mindre ekstreme forhold også kan være dødelige. Vi har bare truffet de våte-pære-temperaturene på jorden noen få ganger, men varme dreper mennesker rundt om i verden hvert år.

Alle er mottakelige - noen mer enn andre, sier Hanna, den australske folkehelseforskeren. Barn og eldre kan vanligvis ikke regulere temperaturen så godt som unge voksne, og personer på visse medisiner har nedsatt evne til å svette.

Folks varmetoleranse kan også endre seg over tid - kroppen din kan bli mer akklimatisert til varme med eksponering, på en måte som den kan akklimatisere seg til lavere oksygennivåer i høye høyder.

Varmetoleranse

Varmeakklimatisering bygger seg opp over tid: Den kan starte på så lite som noen få dager, og hele prosessen kan ta seks uker eller lenger, sier Hanna. Folk som er mer akklimatisert til å varme svetter mer, og svetten deres er mer fortynnet, noe som betyr at de mister færre elektrolytter gjennom svetten. Dette kan beskytte kroppen mot dehydrering og hjerte- og nyreproblemer, sier Hanna.

Akklimatisering er grunnen til at hetebølger på kjøligere steder, eller hetebølger tidlig på sommeren, er mer sannsynlig å være dødelige enn de samme forholdene på varmere steder eller senere på sommeren. Det er ikke bare at steder som Canada og Seattle har mindre sannsynlighet for å ha klimaanlegg, selv om infrastruktur er en annen stor faktor i hvor dødelige hetebølger vil være. Beboere på kjøligere steder er også bare mindre akklimatisert til varmen, så våtpæretemperaturer under 95 °F kan være dødelige.

Det er grenser for akklimatisering, påpeker Hanna. Vi vil ikke være i stand til å utvikle oss forbi forholdene som klimaendringene sannsynligvis vil medføre i de kommende tiårene. Hun sier også at selv om fysiologiske grenser er viktige, må vi også vurdere andre faktorer, som atferd og infrastruktur.

Hvis du beveger deg rundt eller jobber ute, trenger ikke temperaturen å bli på langt nær så varm for å være dødelig, sier Hanna. Av den totale energien du bruker til å utføre en oppgave, enten det er å løpe et løp eller vaske opp, går 20 % til å faktisk bevege musklene, og de andre 80 % blir til varme. Så mer bevegelse betyr mer varme for kroppen din å bli kvitt, noe som betyr at hvis du anstrenger deg, vil du ikke være i stand til å håndtere temperaturer du kunne tålt hvis du bare lå rundt.

Hanna bor i Australia og er spesielt innstilt på hvordan ekstrem varme påvirker mennesker og lokalsamfunn. Australia er et av de varmeste landene på jorden, med noen steder som allerede presser grensene for menneskelig toleranse. Å hjelpe folk til å forstå farene ved varme er mer presserende for henne enn noen gang ettersom ekstremene blir normen.

Verden varmes opp, sier Hanna, og det kommer til å gå utover hva normal fysiologi kan takle.

gjemme seg