A Penn State, vagyis a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatói emberkísérlet során derítették ki, hogy az emberek sokkal kevésbé bírják a párás hőséget, mint eddig gondolták. A kutatók szerint 35 helyett csak 31 fokig viseljük el komoly rosszullét nélkül a nedves hőmérsékletet (hogy ez pontosan mi, arról mindjárt), és ezt úgy mérték meg, hogy a tudomány nevében lenyelettek a kísérleti alanyokkal egy-egy hőmérőt. Persze nem a maroknyi, hónaljra való fajtát, de akkor is.

A tanulmányt a Penn State kineziológus kutatói írták – itt kineziológia alatt természetesen nem a testi-lelki panaszok gyógyítását „energia-kiegyensúlyozással” megkísérlő áltudományra kell gondolni, hanem az ember mozgását és a test tűrőképességét vizsgáló fiziológiai-idegtudományi területre.

„Ahogy a klímaváltozás egyre magasabbra tolja a globális hőmérsékletet, egyre nagyobb az érdeklődés aziránt, hogy hol a maximuma az olyan környezeti feltételeknek, mint a hőség és a páratartalom, amihez az emberek még alkalmazkodni tudnak” – írják. A tanulmányban a nedves hőmérséklet alapján határozzák meg az értékeket, amit egy online kalkulátorral gyorsan ki is lehet számolni: a cikk írásának pillanatában 30 fok van kint, az OMSZ szerint a relatív páratartalom 54 százalék, tehát a nedves hőmérséklet 23 Celsius-fok. Ez a fentiek alapján biztatónak tűnik.

A nedves hőmérséklet a túlélésről szól

A nedves hőmérséklet (angolul wet-bulb temperature, WBT) az emberi test hőérzetét szimulálja. A hőmérő feje köré egy nedves anyagot tekernek, így azt mérik meg, mekkora a hőmérséklet a nedvesség párolgása közben. Mivel a párolgás hűti a levegőt, minél alacsonyabb a levegő relatív páratartalma (a levegő által az adott hőmérsékleten maximálisan tartalmazható vízgőzmennyiséghez képest számított pillanatnyi páratartalom), annál alacsonyabb a WBT. Ennek megfelelően minél párásabb a levegő, annál közelebb áll a WBT a levegő hőmérsékletéhez.

Az emberi test az izzadság elpárolgásával hűti magát: ha szárazabb a levegő, az izzadság gyorsabban párolog, így a bőr is gyorsabban lehűl, párás levegőben viszont kevesebb izzadság tud távozni, így a hőérzetünk nagyobb. Ennek a szélsőséges esete következik be 100 százalékos relatív páratartalom mellett, amikor a levegő már nem tud több nedvességet felvenni, tehát hiába izzadunk, a hűtő hatás elmarad, és csak folyik rólunk a víz.

Míg a tudományos konszenzus eddig úgy szólt, hogy 35 Celsius-fokos nedves hőmérsékletnél van az emberi tűrőképesség határa (100 százalékos relatív páratartalom mellett tehát ez ugyanúgy 35 fokos levegő-hőmérsékletet jelent, 50 százaléknál 45 fokot), a Penn State kutatása arra jutott, hogy csak 31 fokos WBT-ig bírja az ember anélkül, hogy hőgutát kapjon, vagy több órás kitettség esetén akár belehaljon a hőségbe – ez 50 százalékos páratartalom mellett már 40 fokos levegőnél bekövetkezhet.

Ahogy a tudományos ismeretterjesztéssel foglalkozó író és vlogger, Hank Green magyarázta a TikTokon: „A hőmérséklet a légkör egy fizikai tulajdonságáról árulkodik. A hőindex a kényelemről szól. A nedves hőmérséklet pedig a túlélésről.”

Ha a fiatalok is csak 31 fokig bírják, az idősebbeknek még jobban kell vigyázniuk

W. Larry Kenney, a Penn State professzora és a tanulmány fő szerzője hangsúlyozza, hogy az eredményeket csak az olyan (nedves) éghajlati övezetekben van értelme felhasználni a lakosság figyelmeztetésére vagy a kockázatok újraértékelésére, ahol általános a magas páratartalom. Magyarország éghajlata leginkább nedves kontinentálisként jellemezhető: Budapesten a relatív páratartalom éves átlaga 68,1 százalék, a nyári hónapokban 60 körüli. Az olyan szaharai országokban, mint Niger vagy Csád, 43 százalék az éves átlag, az egyszerre forró és nedves Floridában ugyanez az érték 74 százalék felett alakul.

Míg az eddigi határértéknek tartott 35 fokos WBT-t tudományos elméletek és számítógépes modellezés alapján állapították meg, az új, 31 fokos érték meghatározásáig valós, embereken végzett kísérletekből származó adatokon keresztül jutottak el. Bár a hőhullámok halálos áldozatai között az idősek vannak a legnagyobb arányban (ami az egyre több hőhullám és az társadalmak elöregedésének fényében csak nőni fog), a Penn State kutatói elsőként a fiatalabbakon tesztelték a tűréshatárt, amit Kenney így magyarázott: „A fiatal, fitt, egészséges emberek általában jobban tolerálják a hőséget, így náluk állapítjuk meg a legjobb esetre szóló alapértéket. Az idősek, a gyógyszeres kezelés alatt állók és más veszélyeztetett csoportok valószínűleg ennél alacsonyabb tűréshatárral rendelkeznek majd.”

Így a 18–34 éves korcsoportból válogatták össze a kísérlet 24 tagját, akiknek le kellett nyelniük egy apró, kapszulába csomagolt rádiótelemetriás eszközt, amely a vizsgálat során végig adatokat küldött a testhőmérsékletükről. A résztvevőket egy speciális kamrába küldték, ahol könnyű testmozgást kellett végezniük, miközben a kutatók különböző hőmérsékleti és páratartalmi kombinációkat állítottak be. A tűréshatárt akkor jegyezhették fel, amikor a kamra hőmérséklete és páratartalma elérte azt a pontot, ahol az alany testhőmérséklete kibillent az egészséges tartamából – ezt általában 36,5 és 37,5 Celsius-fok között határozzák meg. Az így kapott eredmények szerint meleg és száraz környezetben 25–28, míg nedves és párás környezetben 30–31 fok körül vált kritikussá a nedves hőmérséklet – ez mind alacsonyabb, mint az eddigi tűréshatárnak gondolt 35 fok.

A kutatás a tervek szerint az idősebbek vizsgálatával folytatódik, és vélhetően még aggasztóbb eredménnyel zárul majd.

Kitérő a lenyelhető rádiótelemetriás hőérzékelők világába

Valószínűleg kevesen vannak, akik tapasztalatból tudják, hogyan működik egy olyan eszköz, amit az ember bevisz a gyomrába, hogy onnan rádiójeleket sugározzon ki. Az érdeklődőknek kapóra jöhet a nijmegeni Radboud Egyetem fiziológus kutatóinak 2015-ös tanulmánya, amelynek címe: „Egy lenyelhető telemetrikus hőérzékelő tabletta használata a gyomor-bélrendszeri hőmérséklet mérésére testmozgás közben”. A protokoll zavarba ejtően gépies:

1. Utasítsa az alanyt, hogy a folyadékbevitellel való kölcsönhatás elkerülése érdekében a kísérlet előtt legalább 6 órával vegye be a tablettát!
2. Utasítsa az alanyt, hogy húzza le a mágnescsíkot a tablettáról, amivel aktiválja az akkumulátort, és lehetővé teszi a mérést!
3. Utasítsa az alanyt, hogy a tablettát lehetőleg egy pohár vízzel vegye be, hogy elősegítse a tabletta lenyelését!
4. Kérje meg az alanyt, hogy adja vissza a tabletta csomagolóanyagát a kutatócsoportnak, hogy ellenőrizhessék a sorozat- és kalibrációs számokat a kísérlet megkezdése előtt!
5. Tájékoztassa az alanyt, hogy a tabletta természetes úton (széklet) távozik a szervezetéből, és lehúzható a WC-n!

A leírt hőérzékelő tablettát, amelynek 2 x 1 centiméteres kapszulájába telemetriarendszer, mikroakkumulátor és kvarckristály hőszenzor is fért, 1961-ben találták fel, majd a Johns Hopkins Egyetem és a NASA fejlesztette közösen.

Nő, emelkedik, melegszik – de mit lehet tenni, ha a légkondi csak tovább gerjeszti?

A klímaváltozással járó hőhullámokról egyre sötétebb képet festenek az újabb és újabb kutatások. Egy nemzetközi kutatócsoport 2021 júliusában azt állapította meg, hogy a szélsőséges időjárás évente 5 millió ember halálát okozza globálisan, és bár a halálesetek többsége az extrém hideghez köthető, az elmúlt években töretlenül nő a hőhullámokból fakadó halálozások részaránya. A Lancet orvosi lapcsalád Planetary Health folyóiratában megjelent tanulmány szerint a hőség Kelet-Európában okozza a legnagyobb többlethalálozást.

Amellett, hogy a betondzsungel kíméletlenül növeli a hőmérsékletet, a nagyvárosok lakói más szempontból is veszélyeztetettebbek: a Dél-Kaliforniai Egyetem orvoskutatói néhány napja közölték tanulmányukat, amely szerint a hőhullámos napok önmagukban 6,1 százalékkal növelik a halálozás kockázatát, míg a fokozott légszennyezés 5 százalékkal, de ha egy nap mindkét jelenség tapasztalható, azok felerősítik egymást, és ebben az esetben már 21 százalékkal nő a halálozási kockázat.

Az ELTE Meteorológiai Tanszékének kutatói friss tanulmányukban arra hívják fel a figyelmet, hogy Magyarországon is nő a tartós hőhullámos napok száma (vagyis amikor a napi átlaghőmérséklet 3 napon keresztül 27 Celsius-fok fölötti), és 90 százalékos valószínűséggel állítható, hogy ezt az emberi tevékenység okozta. Míg a hetvenes-nyolcvanas években országos átlagban egyetlen egy ilyen nap sem volt, 2001 és 2020 között évi két napra nőtt a tartós hőhullámos napok száma, tavaly nyáron pedig már négy ilyen napot éltünk át. A területi rekordot az Alföld tartja, a 2012-es 18 hőhullámos napjával. A kutatók szerint, ha a kibocsátások nem csökkennek a jövőben, az évszázad végére 24 tartós hőhullámos nap lesz egy évben (az Alföldön 30), és 40–45 fokos maximum-hőmérsékletekre lehet számítani.

Ahogy azt is tudjuk, hogy a felmelegedéssel a párás és forró napok száma is emelkedik, ami visszavezet az eredeti problémához: mit lehet tenni, ha már olyan meleg van, hogy rendesen izzadni sem tudunk? Leginkább azt, hogy kerüljük a test fizikai megerőltetését, vagyis pihenünk egyet, a lehető leghűvösebb helyen. A világ fejlettebb részein ez akár egy légkondicionált szobát is jelenthet, bár a városi klíma kutatói régóta figyelmeztetnek, hogy az urbanizált területek hőmérséklet-emelkedése az emberi tevékenység számlájára írható, és 80–90 százalékáért a lakó- és irodaövezetekben minden nyáron túlpörgetett klímaberendezések felelnek. Ha a légkondik tovább terjednek, főként a gyengébb infrastruktúrával rendelkező területekre, az akár a villamosenergia-hálózatot is túlterhelheti, így éppen akkor okozhatja az áram hosszú kimaradását, amikor a legnagyobb szükség lenne rá.

A légkondicionálókat leginkább építészeti és városfejlesztési megoldásokkal lehetne kiváltani: a tetők fehérre festésével, a zöldfelületek növelésével, átszellőzési folyosók létrehozásával, hűsítő központok létesítésével az olyanok megsegítésére, akik nem engedhetik meg maguknak az otthoni légkondicionálást, vagy épp a kék (ivókutak, nyilvános uszodák, szökőkutak) és a szürke infrastruktúra (épületek árnyékolása és passzív hűtése, fényvisszaverő járdák) fejlesztésével.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: