Extreme hitte heeft records gebroken in Europa, Azië en Noord-Amerika, waarbij miljoenen mensen dagenlang in hitte en vochtigheid ver boven “normaal” verkeren.

Death Valley bereikte op 16 juli 2023 een temperatuur van 128 graden Fahrenheit (53,3 graden Celsius) – niet helemaal de warmste dag ter wereld ooit gemeten, maar wel dichtbij. Phoenix brak een recordhittereeks met 19 opeenvolgende dagen met temperaturen boven 110 F (43,3 C), en had meer in de voorspelling, vergezeld van verschillende nachten die nooit onder de 90 F (32,2 C) kwamen. Wereldwijd beleefde de aarde begin juli waarschijnlijk de warmste week ooit gemeten.

Hittegolven worden steeds krachtiger naarmate het klimaat verandert; ze duren langer, komen vaker voor en worden gewoonweg heter.

Een vraag die veel mensen stellen is:“Wanneer wordt het te warm voor normale dagelijkse activiteiten zoals wij die kennen, zelfs voor jonge, gezonde volwassenen?”

Het antwoord gaat verder dan de temperatuur die je op de thermometer ziet. Het gaat ook over de luchtvochtigheid. Ons onderzoek is bedoeld om de combinatie van de twee te vinden, gemeten als ‘natteboltemperatuur’. Samen zorgen hitte en vochtigheid ervoor dat mensen een sterk verhoogd risico lopen, en de combinatie wordt gevaarlijk op lagere niveaus dan wetenschappers eerder dachten.

1. De grenzen van het menselijk aanpassingsvermogen
2. De PSU H.E.A.T. Project
3. Droge versus vochtige omgevingen
4. Hoe u veilig kunt blijven

De grenzen van het menselijk aanpassingsvermogen

Wetenschappers en andere waarnemers zijn ongerust geworden over de toenemende frequentie van extreme hitte in combinatie met een hoge luchtvochtigheid.

Mensen verwijzen vaak naar een onderzoek uit 2010 waarin werd getheoretiseerd dat een natteboltemperatuur van 35 graden Celsius – gelijk aan een temperatuur van 95 graden Celsius bij een luchtvochtigheid van 100 procent, of 115 graden Celsius bij een luchtvochtigheid van 50 procent – ​​de bovengrens zou zijn. van veiligheid, waarboven het menselijk lichaam zichzelf niet langer kan afkoelen door zweet van het lichaamsoppervlak te verdampen om een ​​stabiele lichaamskerntemperatuur te behouden.

Pas onlangs werd deze limiet in laboratoriumomgevingen op mensen getest. De resultaten van deze tests geven een nog grotere reden tot bezorgdheid.

De PSU H.E.A.T. Project

Om de vraag te beantwoorden:"hoe warm is te warm?" we hebben jonge, gezonde mannen en vrouwen naar het Noll Laboratory van Penn State University gebracht om hittestress te ervaren in een gecontroleerde klimaatkamer.

Deze experimenten geven inzicht in welke combinaties van temperatuur en vochtigheid schadelijk beginnen te worden voor zelfs de gezondste mensen.

Elke deelnemer slikte een kleine telemetriepil die voortdurend hun diepe lichaams- of kerntemperatuur bewaakte. Vervolgens zaten ze in een klimaatkamer en bewogen ze net genoeg om de minimale activiteiten van het dagelijks leven, zoals douchen, koken en eten, te simuleren. Onderzoekers verhoogden langzaam de temperatuur in de kamer of de luchtvochtigheid in honderden afzonderlijke experimenten en hielden in de gaten wanneer de kerntemperatuur van de proefpersoon begon te stijgen.

De combinatie van temperatuur en vochtigheid waarbij de kerntemperatuur van een persoon voortdurend begint te stijgen, wordt de ‘kritieke omgevingsgrens’ genoemd.

Beneden deze limieten kan het lichaam gedurende langere tijd een relatief stabiele kerntemperatuur handhaven. Boven deze limieten stijgt de kerntemperatuur voortdurend en neemt het risico op hittegerelateerde ziekten bij langdurige blootstelling toe.

Wanneer het lichaam oververhit raakt, moet het hart harder werken om de bloedstroom naar de huid te pompen om de warmte af te voeren, en als je ook zweet, vermindert dat de lichaamsvloeistoffen. In het ergste geval kan langdurige blootstelling resulteren in een hitteberoerte, een levensbedreigend probleem dat onmiddellijke en snelle koeling en medische behandeling vereist.

Uit onze onderzoeken onder jonge, gezonde mannen en vrouwen blijkt dat deze bovenste milieugrens zelfs lager is dan de theoretische 35 C (95 F). Het treedt op bij een natteboltemperatuur van ongeveer 87 F (31 C) in een reeks omgevingen met een relatieve vochtigheid van meer dan 50 procent. Dat zou gelijk zijn aan 87 F bij een luchtvochtigheid van 100 procent of 38 C (100 F) bij een luchtvochtigheid van 60 procent.

Droge versus vochtige omgevingen

De huidige hittegolven over de hele wereld overschrijden deze kritische milieulimieten en naderen zelfs de theoretische natte-bollimieten van 35 graden Celsius, zo niet zelfs.

In het Midden-Oosten registreerde Asaluyeh, Iran, op 16 juli 2023 een extreem gevaarlijke maximale natteboltemperatuur van 92,7 F (33,7 C). India en Pakistan hebben de afgelopen jaren beide ook gevaarlijke niveaus bereikt.

In warme, droge omgevingen worden de kritische omgevingsgrenzen niet bepaald door natteboltemperaturen, omdat bijna al het zweet dat het lichaam produceert verdampt, waardoor het lichaam afkoelt. De hoeveelheid die mensen kunnen zweten is echter beperkt, en we krijgen ook meer warmte door de hogere luchttemperaturen.

Houd er rekening mee dat deze grenswaarden uitsluitend zijn gebaseerd op het voorkomen dat uw lichaamstemperatuur overmatig stijgt. Zelfs lagere temperaturen en vochtigheid kunnen druk uitoefenen op het hart en andere lichaamssystemen.

Uit een recent artikel uit ons laboratorium blijkt dat de hartslag begint te stijgen lang voordat onze kerntemperatuur dat doet, terwijl we bloed naar de huid pompen. En hoewel het overschrijden van deze limieten niet noodzakelijkerwijs een worstcasescenario is, kan langdurige blootstelling wel een probleem zijn voor kwetsbare bevolkingsgroepen, zoals ouderen en mensen met chronische ziekten.

Onze experimentele focus is nu gericht op het testen van oudere mannen en vrouwen, omdat zelfs gezond ouder worden mensen minder hittetolerant maakt. Door de toegenomen prevalentie van hartziekten, ademhalingsproblemen en andere gezondheidsproblemen, evenals bepaalde medicijnen, lopen ze een nog groter risico op schade. Ongeveer 80 tot 90 procent van de hittegolfslachtoffers zijn mensen ouder dan 65 jaar.

Hoe u veilig kunt blijven

Goed gehydrateerd blijven en plekken zoeken waar je kunt afkoelen (zelfs voor korte periodes) zijn belangrijk bij hoge temperaturen.

Terwijl steeds meer steden in de Verenigde Staten koelcentra uitbreiden om mensen te helpen aan de hitte te ontsnappen, zullen er nog steeds veel mensen zijn die deze gevaarlijke omstandigheden zullen ervaren zonder de mogelijkheid om zichzelf te koelen.

Zelfs degenen die toegang hebben tot airconditioning zetten deze mogelijk niet aan vanwege de hoge energiekosten – een veel voorkomend verschijnsel in Phoenix – of vanwege grootschalige stroomstoringen tijdens hittegolven of bosbranden, zoals steeds vaker voorkomt in het westen van de VS. /P>

Alles bij elkaar blijven de bewijzen zich opstapelen dat klimaatverandering niet alleen een probleem voor de toekomst is. Het is een probleem waarmee de mensheid momenteel wordt geconfronteerd en dat zij frontaal moet aanpakken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Je kunt de vinden origineel artikel hier.

W. Larry Kenney is gespecialiseerd in de controle van de bloedstroom van de menselijke huid, met de nadruk op veroudering, fysiologie en biofysica van de warmte-uitwisseling tussen mens en omgeving, en thermoregulatie tijdens inspanning en in extreme omgevingen.

Daniël Vecellio is postdoctoraal onderzoeker bij het Penn State Center for Healthy Ageing. Hij heeft een masterdiploma in atmosferische wetenschappen en een Ph.D. bij aardrijkskunde. Zijn onderzoek omvat onder meer onderzoek naar het effect van de afbraak van permafrost op de interacties tussen land en atmosfeer en richt zich momenteel op extreme hitte en de menselijke gezondheid.

Rachel Cottle is gepromoveerd. student inspanningsfysiologie. Haar onderzoek omvat onder meer de impact van hitte op het menselijk lichaam en de prestaties.

S. Tony Wolf is een postdoctoraal onderzoeker in de kinesiologie. Hij is betrokken bij de PSU H.E.A.T. (Human Environmental Age Thresholds) project dat de impact van hitte en vochtigheid op het menselijk lichaam bestudeert.