Wie heiß ist zu heiß für den menschlichen Körper?

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Der Klimawandel macht extreme Hitze häufiger und schlimmer, wie wir an den Hitzewellen gesehen haben, die den Westen der USA in den letzten zwei Wochen heimgesucht haben. Einige Klimamodelle sagen voraus, dass Teile der Erde im nächsten Jahrhundert für Menschen unwirtlich werden.

Aber was einen Ort unbewohnbar macht, ist nicht so einfach wie eine bestimmte Temperatur, und selbst die Berücksichtigung der Luftfeuchtigkeit erklärt nicht vollständig die Grenzen des menschlichen Körpers bei extremer Hitze. Die Toleranz kann von Person zu Person variieren, und die Fähigkeit einer Person, Hitze zu widerstehen, kann sich ändern. Es wird immer wichtiger, unsere Grenzen zu verstehen und zu verstehen, was sie bestimmt, da die globalen Temperaturen steigen und extreme Wetterereignisse immer schwieriger vorherzusagen sind.

Sie würden denken, dass wir in diesem Moment die Wahl zwischen dem Guten und dem Bösen haben werden, sagt er Camilo Mora , ein Klimaforscher an der Universität von Hawaii. Aber jetzt, wenn es um extreme Hitze geht, sind die Entscheidungen mehr davon oder viel mehr davon.

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Für ein lernen Mora und sein Team, die 2017 in Nature Climate Change veröffentlicht wurden, analysierten Hunderte von extremen Hitzeereignissen auf der ganzen Welt, um festzustellen, welche Kombinationen aus Hitze und Feuchtigkeit am wahrscheinlichsten tödlich sind und wo diese Bedingungen in Zukunft wahrscheinlich auftreten werden.

Sie fanden heraus, dass, während heute etwa 30 % der Weltbevölkerung mindestens 20 Tage im Jahr einer tödlichen Kombination aus Hitze und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, dieser Prozentsatz bis 2100 auf fast die Hälfte steigen wird, selbst bei der drastischsten Reduzierung von Treibhausgasen Emissionen.

Andere Forscher haben herausgefunden, dass der Klimawandel hundertfach extreme Hitzewellen verursacht wahrscheinlicher und verursachen über ein Drittel von hitzebedingten Todesfällen. Wir verändern unseren Planeten – wo sind die Grenzen dessen, was wir ertragen können?

Abkühlen

Als warmblütige Säugetiere haben Menschen eine konstante Körpertemperatur von etwa 37 °C. Und unsere Körper sind darauf ausgelegt, bei dieser Temperatur ziemlich genau zu funktionieren, sodass ein konstantes Gleichgewicht zwischen Wärmeverlust und Wärmegewinn besteht.

Probleme beginnen, wenn unser Körper Wärme nicht schnell genug verlieren kann (oder sie in der Kälte zu schnell verliert, aber konzentrieren wir uns vorerst auf Wärme). Wenn Ihre Kerntemperatur zu hoch wird, kann alles von Organen bis zu Enzymen heruntergefahren werden. Extreme Hitze kann zu schweren Nieren- und Herzproblemen und sogar zu Hirnschäden führen, sagt er Lisa Hannah , ein ehemaliger Forscher für öffentliche Gesundheit an der Australian National University, der extreme Hitze untersucht.

Ihr Körper arbeitet, um seine Kerntemperatur in heißen Umgebungen aufrechtzuerhalten, hauptsächlich mit einem mächtigen Werkzeug: Schweiß. Der Schweiß, den Sie produzieren, verdunstet in die Luft, entzieht Ihrer Haut Wärme und kühlt Sie ab.

Feuchtigkeit lähmt diese Kühlmethode – wenn es so feucht ist, dass bereits viel Wasserdampf in der Luft ist, dann kann Schweiß nicht so schnell verdunsten, und das Schwitzen kühlt Sie nicht so stark ab.

Extreme Hitze kann zu schweren Nieren- und Herzproblemen und sogar zu Hirnschäden führen.

Forscher wie Mora und sein Team verwenden häufig Maße wie den Hitzeindex oder die Feuchtkugeltemperatur, um zu berücksichtigen, wie übermäßige Hitze und Feuchtigkeit interagieren. Auf diese Weise können sie sich auf eine einzige Zahl konzentrieren, um unbewohnbare Bedingungen zu identifizieren.

Der Hitzeindex ist eine Schätzung, die Sie wahrscheinlich in Wetterberichten gesehen haben; es berücksichtigt sowohl Hitze als auch Feuchtigkeit, um darzustellen, wie sich das Wetter anfühlt. Die Feuchtkugeltemperatur ist buchstäblich das, was ein Thermometer misst, wenn ein nasses Tuch darum gewickelt wird. (Die Temperatur in der Vorhersage ist technisch gesehen eine Trockenkugeltemperatur, da sie mit einem Trockenthermometer gemessen wird.) Die Feuchtkugeltemperatur kann abschätzen, wie hoch Ihre Hauttemperatur wäre, wenn Sie ständig schwitzen würden, daher wird sie oft verwendet, um ungefähr abzuschätzen, wie Menschen es tun würden Fahrpreis bei extremer Hitze.

Eine Feuchtkugeltemperatur von 35 °C oder etwa 95 °F ist so ziemlich die absolute Grenze der menschlichen Verträglichkeit, sagt er Zach Schlader , ein Physiologe an der Indiana University Bloomington. Darüber hinaus ist Ihr Körper nicht in der Lage, Wärme effizient genug an die Umgebung abzugeben, um seine Kerntemperatur aufrechtzuerhalten. Das bedeutet nicht, dass die Hitze Sie sofort töten wird, aber wenn Sie sich nicht schnell abkühlen können, beginnen Gehirn- und Organschäden.

Der Bedingungen die zu einer Feuchtkugeltemperatur von 35 °C führen können, sehr unterschiedlich. Ohne Wind und sonnigem Himmel erreicht ein Gebiet mit 50 % Luftfeuchtigkeit eine unerträgliche Feuchtkugeltemperatur von etwa 109 ° F, während die Temperaturen in überwiegend trockener Luft 130 ° F überschreiten müssten, um diese Grenze zu erreichen.

Einige Klimamodelle sagen voraus, dass wir Mitte des 21. Jahrhunderts anfangen werden, Feuchtkugeltemperaturen von über 35 °C zu erreichen. Andere Forscher sagen, wir sind bereits da. In einem lernen Im Jahr 2020 veröffentlicht, zeigten Forscher, dass einige Orte in den Subtropen solche Bedingungen bereits gemeldet haben – und sie werden immer häufiger.

Während sich die meisten Forscher einig sind, dass eine Feuchttemperatur von 95 °F für die meisten Menschen unerträglich ist, ist die Realität, dass weniger extreme Bedingungen auch tödlich sein können. Wir haben diese Feuchtkugeltemperaturen auf der Erde nur wenige Male erreicht, aber Hitze tötet jedes Jahr Menschen auf der ganzen Welt.

Jeder ist anfällig – einige mehr als andere, sagt Hanna, die australische Forscherin für öffentliche Gesundheit. Kinder und ältere Menschen können ihre Temperatur in der Regel nicht so gut regulieren wie junge Erwachsene, und Menschen, die bestimmte Medikamente einnehmen, haben eine verminderte Fähigkeit zu schwitzen.

Auch die Hitzetoleranz der Menschen kann sich im Laufe der Zeit ändern – Ihr Körper kann sich durch die Exposition besser an Hitze gewöhnen, ähnlich wie er sich an niedrigere Sauerstoffwerte in großen Höhen gewöhnen kann.

Hitzetoleranz

Die Wärmeakklimatisierung baut sich im Laufe der Zeit auf: Sie kann in nur wenigen Tagen beginnen, und der gesamte Prozess kann sechs Wochen oder länger dauern, sagt Hanna. Menschen, die besser an Hitze gewöhnt sind, schwitzen mehr und ihr Schweiß wird stärker verdünnt, was bedeutet, dass sie weniger Elektrolyte durch ihren Schweiß verlieren. Dies kann den Körper vor Austrocknung und Herz- und Nierenproblemen schützen, sagt Hanna.

Akklimatisierung ist der Grund, warum Hitzewellen an kühleren Orten oder Hitzewellen im Frühsommer eher tödlich sind als die gleichen Bedingungen an heißeren Orten oder später im Sommer. Es ist nicht nur so, dass Orte wie Kanada und Seattle weniger wahrscheinlich über Klimaanlagen verfügen, obwohl die Infrastruktur ein weiterer wichtiger Faktor dafür ist, wie tödlich Hitzewellen sein werden. Bewohner kühlerer Orte sind auch weniger an die Hitze gewöhnt, sodass Feuchtkugeltemperaturen unter 30 °C tödlich sein können.

Der Eingewöhnung seien Grenzen gesetzt, betont Hanna. Wir werden nicht in der Lage sein, uns über die Bedingungen hinauszuentwickeln, die der Klimawandel in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich bringen wird. Sie sagt auch, dass physiologische Grenzen zwar wichtig sind, wir aber auch andere Faktoren wie Verhalten und Infrastruktur berücksichtigen müssen.

Wenn Sie sich bewegen oder draußen arbeiten, muss die Temperatur nicht annähernd so heiß werden, um tödlich zu sein, sagt Hanna. Von der Gesamtenergie, die Sie für eine Aufgabe aufwenden, sei es ein Rennen oder das Abwaschen von Geschirr, werden 20 % für die tatsächliche Bewegung Ihrer Muskeln aufgewendet, und die anderen 80 % werden in Wärme umgewandelt. Mehr Bewegung bedeutet also mehr Wärme, die Ihr Körper abführen muss, was bedeutet, dass Sie bei Anstrengung nicht mit Temperaturen umgehen können, die Sie ertragen könnten, wenn Sie nur herumliegen würden.

Hanna lebt in Australien und ist besonders darauf eingestellt, wie sich extreme Hitze auf Menschen und Gemeinschaften auswirkt. Australien ist eines der heißesten Länder der Erde, und einige Orte gehen bereits an die Grenzen der menschlichen Toleranz. Menschen dabei zu helfen, die Gefahren der Hitze zu verstehen, ist für sie dringender denn je, da die Extreme zur Norm werden.

Die Welt erwärmt sich, sagt Hanna, und das wird über das hinausgehen, was die normale Physiologie bewältigen kann.

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