Az orosz-ukrán háború árnyékában elszabaduló energiaárak fényében jelenleg mindenki amiatt aggódik, hogy hideg lakásban, tantermekben és munkahelyen kell átvészelnünk a telet. Pedig, ha a hőmérsékletről van szó, ez a kisebbik baj. Idén nyáron rettenetes kánikulával és aszállyal küzdött Magyarország, és egész Európa. Több mint kétezer ember halt meg a hőség vagy az Ibériában tomboló erdőtüzek miatt. De a világon mindenütt hőmérsékleti rekordok dőltek meg. Míg az energiárak a politikai helyzet enyhülésével visszatérhetnek normális trendjükhöz, a klímaváltozás hatásai – köztük a mind perzselőbb nyári hőség – velünk maradnak.
A Föld jelenlegi globális felmelegedési üteme példa nélküli. A tudósok ugyan már régen megjósolták, hogy az emberi tevékenység miatti éghajlatváltozás fokozni fogja a hőhullámok előfordulását, de azt kevésen gondolták, hogy a népesség szélsőséges hőségnek való kitettsége 1983 és 2016 között globálisan megháromszorozódik. Ez a hatás ugyan Dél-Ázsiában érzékelhető a legjobban, de a magyar lakosságra is egyre nagyobb teherként nehezedik. Egyebek mellett hőkimerültséget és hőgutát okozhat, ami akár halálos kimenetelű is lehet, a kiszáradás pedig vese- és szívbetegségek kialakulásához vezethet. Az extrém hőség még a viselkedésünket is megváltoztathatja, fokozhatja az agressziót és csökkentheti a koncentrációs képességünket.
Nedves hőmérséklet, száraz hőmérséklet
Az emberi szervezet különböző módszerekkel adja le a felesleges hőt és tartja meg a test magjának optimális, valamivel 37 °C alatti hőmérsékletét. A szív keményebben pumpál, felgyorsítva a véráramlást, hogy a hőt a bőrbe juttassa. A bőrrel érintkező levegő ugyanis elszállíthatja a testhő egy részét. A párolgásos hűtés, magyarán az izzadás szintén segít a hőszabályozásban.
De van egy határ, ameddig az ember elviseli a hőséget. A tudósok 2010-ben úgy becsülték, hogy a hőstressz elméleti határa a 35 °C-os „nedves hőmérséklet”, ami a páratartalom és a hőmérővel mért „száraz hőmérséklet” kombinációjától függ. Ezek a változók azt jelentik, hogy egy hely különböző módon érheti el a 35 °C-os nedves hőmérsékletet. Például, ha a levegő hőmérséklete éppen ennyi és 100 százalékos a páratartalom, vagy ha a levegő hőmérséklete 45 °C, és 50 százalékos a páratartalom. A különbség a párolgási hűtésből adódik.
Amikor a víz elpárolog a bőrről vagy máshonnan, hő formájában energiát von el, rövid időre lehűtve az adott felületet. Ez azt jelenti, hogy a szárazabb régiókban a nedves hőmérséklet – ahol ez az átmeneti hűtőhatás könnyen bekövetkezik – alacsonyabb lesz, mint a levegő tényleges hőmérséklete. A nedves régiókban azonban a nedves és a száraz hőmérséklet közel esik egymáshoz, mivel a levegő annyira páradús, hogy az izzadság nem tud gyorsan elpárologni.
Így amikor a tudósok a testet érő hőstresszről gondolkodnak, a nedves hőmérsékletet használják mérőszámként arra, hogy egy adott éghajlaton mekkora mértékű hűtés lehetséges a párolgás révén – mondta Daniel Vecellio, a Penn State egyetem klímakutatója a Science Newsnak.
„A forró/száraz és a meleg/párás környezet egyaránt veszélyes lehet" – figyelmeztetett. De itt jönnek képbe az emberi szervezet különböző hűtési stratégiái. A forró, száraz területeken, ahol a külső hőmérséklet jóval magasabb lehet, mint a bőr hőmérséklete, az emberi test teljes mértékben az izzadásra támaszkodik a lehűlés érdekében. A meleg, párás területeken, ahol a levegő hőmérséklete valójában hűvösebb lehet, mint a bőr hőmérséklete (de a páratartalom miatt melegebbnek tűnik, mint amilyen valójában), a test nem tud olyan hatékonyan izzadni. Ehelyett a bőr fölött elhaladó hűvösebb levegő tudja elvonni a hőt – magyarázta.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Ha már túl meleg van
Az emberi test hűtőrendszere igen összetett, ráadásul az egyes emberek között a testi sokféleség miatt is jelentős különbségek lehetnek. Ezért nincs egyetlen mindenki számára érvényes küszöbhőmérséklet a hőstresszre. Van, aki jól bírja a meleget, és van, aki nem. „Senki sincs, akinek a teste 100 százalékos hatékonysággal működne” – mondta Vecellio. A különböző testméretek, az izzadási képesség, az életkor és a regionális éghajlathoz való alkalmazkodás mind szerepet játszik a hőtűrésben.
Ennek ellenére az elmúlt évtizedben a 35 °C-os elméleti hőmérsékletet tekintették annak a pontnak, amely felett az ember már nem képes szabályozni a testhőmérsékletét. Vecellio és munkatársai legújabb laboratóriumi kutatásai azonban azt mutatták, hogy az emberi hőstressz általános, valós küszöbértéke ennél sokkal alacsonyabb, még a fiatal és egészséges felnőttek esetében is.
A kutatók két tucat, 18 és 34 év közötti alanyon követték nyomon a hőstresszt különböző ellenőrzött klimatikus viszonyok között. A kísérletsorozat során a csapat egy klímakamrában változtatta a páratartalom és a hőmérséklet viszonyait, olykor a hőmérsékletet állandósítva, miközben a páratartalmat változtatták, máskor pedig fordítva.
A kísérlet résztvevői a kamrában csak annyira terhelték magukat, hogy minimális szabadtéri tevékenységet szimuláljanak. Például futópadon sétáltak vagy ellenállás nélkül, lassan pedáloztak egy szobakerékpáron. A másfél és két óra közötti időtartamú kísérletek során a kutatók vezeték nélküli szondák segítségével mérték az alanyok bőrének hőmérsékletét, és egy kis lenyelt telemetriai kapszula segítségével a maghőmérsékletüket is megfigyelték.
A meleg és párás körülmények között a vizsgálatban részt vevők már nem tudták elviselni a hőstresszt a 30-31 °C környéki nedves hőmérsékleten. Forró és száraz körülmények között ez még alacsonyabb volt, 25 és 28 °C között mozgott – olvasható a Journal of Applied Physiology folyóiratban.
Vecellio szerint még sok munka van hátra addig, amíg megértjük, hogy mit bír el az ember a hő- és páratartalom valós körülményei között. A küszöbérték mindenesetre sokkal alacsonyabb lehet, mint gondoltuk. A 2010-es tanulmány 35 °C-os elméleti eredménye még mindig lehet a felső határ, Vecellio csapata viszont a hőstressz tartományának alsó belépő értékét határozta meg. És ez fiatal, egészséges, minimális aktivitást végző felnőttekre vonatkozik.
Tömegek kerülnek veszélybe
A hőstressz küszöbértékei valószínűleg alacsonyabbak a szabadban dolgozóknál, akiknek meg kell erőltetniük magukat, illetve az időseknél vagy a gyermekeknél. A Penn State kutatói jelenleg is dolgoznak azon, hogy meghatározzák a veszélyeztetettebb emberek esetében érvényes határértékeket. Ez azért fontos, mert ha az emberi szervezet hőstresszel szembeni tűrőképessége általában alacsonyabb az eddig véltnél, akkor milliókkal több ember kerülhet veszélybe a hőség miatt, mint amit az eddigi becslések jeleztek.
Ugyan 2020 óta kevés jelentés érkezett arról, hogy a nedves hőmérséklet világszerte elérte volna a 35 °C-ot, de az éghajlati szimulációk szerint ezt a határt a század közepére Dél-Ázsia és a Közel-Kelet egyes részein rendszeresen túlléphetik. Az elmúlt két évtized leghalálosabb hőhullámainak némelyike alacsonyabb nedvességtartalmú hőmérsékleten következett be. Sem a 2003-as európai hőhullám, amely becslések szerint 30 ezer ember halálát okozta, sem a 2010-es oroszországi hőhullám, amelyhez több mint 55 ezer ember halála köthető, nem haladta meg a 28 °C-os nedves hőmérsékletet.
