W lipcu fala upałów zalała nie tylko Europę, ale i Stany Zjednoczone. Wiele miast i regionów odnotowało nowe rekordy ciepła, a na amerykańskie plaże wypłynęły tysiące martwych morskich zwierząt, które nie przetrwały w zbyt ciepłej wodzie.
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) – amerykańska instytucja rządowa zajmująca się prognozowaniem pogody – postanowiła sprawdzić, jak dotkliwe były ostatnie upały i obliczyła, że średnia temperatura na świecie wyniosła w lipcu 16,73 st. Celsjusza. To więcej niż dotychczasowy rekord ustanowiony w lipcu 2016 roku i tyle samo, co w latach 2019 i 2020.
– W tym przypadku pierwsze miejsce jest najgorszym wynikiem. Ten nowy rekord wyznacza niepokojącą i destrukcyjną ścieżkę, jaką zmiany klimatyczne przyniosą światu – mówi Rick Spinrad z NOAA.
Temperatura mokrego termometru wyznacza granicę przeżycia
Rosnące temperatury niosą za sobą rosnące zagrożenie. Ostatnie wyliczenia opublikowane na łamach „Lancet Planetary Health” pokazują, że już teraz upały zabijają 500 tysięcy ludzi rocznie, a będzie tylko gorzej.
Naukowcy postanowili więc poszukać odpowiedzi na pytanie – jak wysokie temperatury jest w stanie znieść człowiek? Odpowiedź oczywiście nie jest prosta i zależy od wielu czynników, z których najważniejszymi są wiek i stan zdrowia danej osoby. Ale kluczowa okazuje się także wilgotność powietrza.
Badania opublikowane w czasopiśmie „Science Advances” wyznaczają granicę ludzkiej wydolności przy użyciu tzw. temperatury mokrego termometru. Temperatura mokrego termometru nie jest równa temperaturze powietrza, a główną różnicą jest to, że uwzględnia ona wilgotność powietrza.
Do pomiarów tej wartości najczęściej używa się termometru przykrytego mokrą ściereczką. Woda ze ściereczki powoli odparowuje, schładzając termometr. Podobnie dzieje się z ludzkim ciałem, które ochładza się przez pocenie.
Jak wysoką temperaturę może przeżyć człowiek?
Ale zacznijmy od początku. Temperatura wewnątrz ciała człowieka wynosi nieco poniżej 37 st. Celsjusza, a temperatura na powierzchni skóry – około 35 st. C. Taka różnica temperatur jest konieczna, aby nasze ciała mogły się schładzać, wypromieniowując ciepło na zewnątrz.
Teoretycznie więc, gdy temperatura poza naszym ciałem osiągnie 35 st. C dojdzie do hipertermii (przegrzania), a ostatecznie – śmierci. A jednak gdy kilka tygodni temu w Dolinie Śmierci w Kalifornii termometry pokazały 56 st. C, to nie odstraszyło to turystów przed wizytami w najgorętszym miejscu na Ziemi, i nikt nie przypłacił tej wizyty życiem. Dlaczego?
Dzięki temu, że w Dolinie Śmierci było sucho. Niska wilgotność powietrza sprawia, że ludzkie ciało może efektywnie schładzać się nie przez wypromieniowywanie ciepła, lecz przez pocenie. Niestety – przy większej zawartości wody w powietrzu pot z ludzkiego ciała nie wyparowuje równie szybko, przez co chłodzenie organizmu może być utrudnione.
Biorąc pod uwagę zdolność ludzkiego ciała do schładzania się, naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii uznali, że granica wydolności naszych organizmów to 35 st. C na mokrym termometrze.
Czy grożą nam śmiercionośne upały?
Współautor badania Colin Raymond, doktor habilitowany z NASA Jet Propulsion Laboratory, który bada ekstremalne temperatury wyjaśnia, że jeśli wilgotność powietrza jest niska, a temperatura powietrza wysoka, temperatura mokrego termometru nie zbliży się do punktu niebezpiecznego dla ludzi.
Ale gdy zarówno wilgotność, jak i temperatura powietrza będą bardzo wysokie, temperatura mokrego termometru może zbliżać się do niebezpiecznego poziomu. Na przykład, gdy temperatura powietrza wyniesie 46,1 st. C, a wilgotność 30 proc., temperatura mokrego termometru wyniesie ok. 30,5 st. C. Z kolei przy niższej temperaturze powietrza (38,9 st. C) i wyższej wilgotności (77 proc.) temperatura mokrego termometru osiągnie krytyczne 35 st. C.
Powodem, dla którego człowiek nie jest w stanie przetrwać w wysokich temperaturach i przy wysokiej wilgotności jest to, że w tych warunkach nie jest w stanie regulować swojej temperatury wewnętrznej. – Jeśli temperatura mokrego termometru wzrośnie powyżej temperatury twojego ciała, nadal będziesz się pocić, ale nie będziesz w stanie schłodzić swojego organizmu do temperatury umożliwiającej mu fizjologiczne działanie – mówi Raymond.
Dojdzie wówczas do hipertermii. Może mieć ona takie objawy jak przyspieszenie tętna, zaburzenia psychiczne, omdlenie i śpiączka. Po pewnym czasie może prowadzić nawet do śmierci.
Trudno wskazać punkt krytyczny
Raymond zauważa, że granica ustalona w badaniach wciąż jest raczej umowna, ponieważ dokładne zbadanie progu temperatur, jakie jest w stanie znieść ludzki organizm jest niemal niemożliwe. Dotychczas prowadzono badania, w ramach których np. zanurzano ochotników w wannie z gorącą wodą, jednak wszystkie podobne próby są bardzo ograniczone i wątpliwe etycznie.
Nie ma również sposobu, aby potwierdzić, że 35 st. C to temperatura mokrego termometru, która okaże się nie do przeżycia. Raymond szacuje, że prawdziwa wartość mieści się w zakresie od 34 st. C do 36,5 st. C.
Według badań, niewiele jest miejsc, w których odnotowano temperaturę mokrego termometru wynoszącą 35 st. C. Znanymi punktami tego typu są jedynie dolina rzeki Indus w środkowym i północnym Pakistanie oraz południowy brzeg Zatoki Perskiej. Miejsca, które będą zagrożone podobnymi temperaturami w ciągu najbliższych 30–50 lat, to m.in. północno-zachodni Meksyk, północne Indie, południowo-wschodnia Azja i Afryka Zachodnia.
Chociaż tak wysokie „mokre temperatury” najprawdopodobniej zabiją większość z ludzi – o ile nie ukryją się w „klimatycznych schronach” – to musimy pamiętać, że niższe temperatury także mogą okazać się śmiertelne dla wielu z nas. Szczególnie zagrożone przez upały są osoby starsze, dzieci, przewlekle chorzy i przyjmujący niektóre rodzaje leków wpływających na termoregulację organizmu.
Źródła: Science Advances, NOAA.