Hur varmt är för varmt för människokroppen?

Subiyanto/Pexels

Klimatförändringarna gör extrem värme vanligare och allvarligare, som vi har sett i värmeböljorna som har svept in västra USA under de senaste två veckorna. Vissa klimatmodeller förutspår att delar av världen kommer att bli ogästvänliga för människor under nästa århundrade.

Men det som gör en plats olevbar är inte lika enkelt som en specifik temperatur, och även att ta hänsyn till fuktighet förklarar inte helt gränserna för människokroppen i extrem värme. Toleransen kan variera från person till person, och någons förmåga att motstå värme kan förändras. Att förstå våra gränser och vad som bestämmer dem kommer att bli viktigare när globala temperaturer kryper uppåt och extrema väderhändelser blir svårare att förutse.

Man skulle kunna tro att vi i detta ögonblick kommer att ha val mellan det goda och det onda, säger Camilo Mora , en klimatforskare vid University of Hawaii. Men nu, när det kommer till extrem värme, är valen mer av detta eller mycket mer av detta.

Relaterad berättelse

Klimatförändringarna gjorde den rekordhöga värmeböljan i nordvästra 150 gånger mer sannolik

Evenemanget slog några rekord genom tiderna med nästan 5 ˚C, vilket väcker oroande frågor.

För en studie publicerad i Nature Climate Change 2017, Mora och hans team analyserade hundratals extrema värmehändelser runt om i världen för att avgöra vilka kombinationer av värme och luftfuktighet som mest sannolikt var dödliga, och var dessa förhållanden sannolikt skulle inträffa i framtiden.

De fann att medan omkring 30 % av världens befolkning idag utsätts för en dödlig kombination av värme och fukt i minst 20 dagar varje år, kommer den andelen att öka till nästan hälften år 2100, även med de mest drastiska minskningarna av växthusgaser. utsläpp.

Andra forskare har funnit att klimatförändringar skapar extrema värmeböljor upp till hundratals gånger mer sannolikt och orsakar över en tredjedel av värmerelaterade dödsfall. Vi förändrar vår planet – vilka är gränserna för vad vi kan uthärda?

Svalkar

Som varmblodiga däggdjur har människor en konstant kroppstemperatur, runt 98 °F (37 °C). Och våra kroppar är designade för att fungera i stort sett precis vid den temperaturen, så det finns en konstant balans mellan värmeförlust och värmeökning.

Problem börjar när våra kroppar inte kan tappa värme snabbt nog (eller tappa för snabbt i kylan, men låt oss fokusera på värme för nu). När din kärntemperatur blir för varm kan allt från organ till enzymer stängas av. Extrem värme kan leda till stora njur- och hjärtproblem, och till och med hjärnskador, säger man Liz Hannah , en före detta folkhälsoforskare vid Australian National University, som studerar extrem värme.

Din kropp arbetar för att behålla sin kärntemperatur i varma miljöer, mestadels genom att använda ett kraftfullt verktyg: svett. Svetten du producerar avdunstar i luften, suger värme från din hud och kyler ner dig.

Fuktighet lamslår denna kylningsmetod – om det är så fuktigt att det redan finns mycket vattenånga i luften, kan svett inte avdunsta lika snabbt, och svettning kommer inte att kyla ner dig lika mycket.

Extrem värme kan leda till stora njur- och hjärtproblem, och till och med hjärnskador.

Forskare som Mora och hans team använder ofta mått som värmeindex eller våtlampatemperatur för att överväga hur överdriven värme och luftfuktighet interagerar. På så sätt kan de fokusera på ett enda nummer för att identifiera olevbara förhållanden.

Värmeindex är en uppskattning som du förmodligen har sett i väderrapporter; det tar hänsyn till både värme och fuktighet för att representera hur vädret känns. Våt-bulb-temperatur är bokstavligen vad en termometer mäter om en våt trasa viras runt den. (Temperaturen i prognosen är tekniskt sett en torr-bulb-temperatur, eftersom den mäts med en torr termometer.) Wet-bulb-temperaturen kan uppskatta vad din hudtemperatur skulle vara om du ständigt svettades, så den används ofta för att uppskatta hur människor skulle klara sig i extrem värme.

En våtlampatemperatur på 35 °C, eller runt 95 °F, är i stort sett den absoluta gränsen för mänsklig tolerans, säger Zach Schlader , en fysiolog vid Indiana University Bloomington. Utöver det kommer din kropp inte att kunna förlora värme till miljön tillräckligt effektivt för att behålla sin kärntemperatur. Det betyder inte att värmen kommer att döda dig direkt, men om du inte kan svalna snabbt kommer hjärn- och organskador att börja.

De betingelser som kan leda till en våt-bulb-temperatur på 95 °F varierar mycket. Utan vind och solig himmel kommer ett område med 50 % luftfuktighet att nå en olevbar våt-bulb-temperatur på cirka 109 °F, medan i mestadels torr luft, skulle temperaturen behöva toppa 130 °F för att nå den gränsen.

Vissa klimatmodeller förutspår att vi kommer att börja nå våta glödtemperaturer över 95 °F i mitten av 2000-talet. Andra forskare säger att vi redan är där. I en studie publicerad 2020, visade forskare att vissa platser i subtropikerna redan har rapporterat sådana förhållanden - och de blir allt vanligare.

Medan de flesta forskare är överens om att en våttemperatur på 95 °F är olevlig för de flesta människor, är verkligheten att mindre extrema förhållanden också kan vara dödliga. Vi har bara träffat de våta glödtemperaturerna på jorden några gånger, men värme dödar människor runt om i världen varje år.

Alla är mottagliga - vissa mer än andra, säger Hanna, den australiensiska folkhälsoforskaren. Barn och äldre kan vanligtvis inte reglera sin temperatur lika bra som unga vuxna, och personer som tar vissa mediciner har en minskad förmåga att svettas.

Människors värmetolerans kan också förändras över tiden - din kropp kan bli mer acklimatiserad till värme vid exponering, ungefär som hur den kan acklimatisera sig till lägre syrenivåer på höga höjder.

Värmetolerans

Värmeacklimatisering byggs upp med tiden: Det kan börja på så lite som några dagar, och hela processen kan ta sex veckor eller längre, säger Hanna. Människor som är mer acklimatiserade att värma svettas mer, och deras svett är mer utspädd, vilket innebär att de förlorar färre elektrolyter genom sin svett. Detta kan skydda kroppen från uttorkning och hjärt- och njurproblem, säger Hanna.

Acklimatisering är anledningen till att värmeböljor på kallare platser, eller värmeböljor tidigt på sommaren, är mer benägna att vara dödliga än samma förhållanden på varmare platser eller senare på sommaren. Det är inte bara så att platser som Kanada och Seattle är mindre benägna att ha luftkonditionering, även om infrastruktur är en annan stor faktor för hur dödliga värmeböljor kommer att vara. Invånare på svalare platser är också bara mindre acklimatiserade till värmen, så våta glödtemperaturer under 95 ° F kan vara dödliga.

Det finns gränser för acklimatiseringen, påpekar Hanna. Vi kommer inte att kunna utvecklas förbi de förhållanden som klimatförändringarna sannolikt kommer att medföra under de kommande decennierna. Hon säger också att även om fysiologiska gränser är viktiga måste vi också ta hänsyn till andra faktorer, som beteende och infrastruktur.

Om du rör på dig eller jobbar utomhus behöver temperaturen inte bli lika varm för att vara dödlig, säger Hanna. Av den totala energin du använder för att utföra en uppgift, oavsett om det är att springa ett lopp eller diska, går 20 % till att faktiskt röra dina muskler, och de andra 80 % förvandlas till värme. Så mer rörelse betyder mer värme för din kropp att bli av med, vilket innebär att om du anstränger dig, kommer du inte att kunna hantera temperaturer du skulle kunna uthärda om du bara låg och låg.

Hanna bor i Australien och är särskilt inställd på hur extrem värme påverkar människor och samhällen. Australien är ett av de hetaste länderna på jorden, med vissa platser som redan tänjer på gränserna för mänsklig tolerans. Att hjälpa människor att förstå farorna med värme är mer brådskande för henne än någonsin eftersom extremerna blir normen.

Världen värms upp, säger Hanna, och det kommer att gå utöver vad normal fysiologi kan klara av.

Dölj