Предельная жара

Внутренняя температура человека может изменяться, без риска для жизни, лишь в узких пределах. Если она превысит 39°С, то может развиться так называемое тепловое истощение с обильным потоотделением, головокружением, тошнотой и общей слабостью. Выше 41°C тело теряет способность регулировать свою температуру; развивается тепловой удар: резкое усиление пульса, психотическое поведение и потеря сознания. Потери электролитов с потом могут привести к спазмам мышц. Гибель наступает в течение нескольких часов.

Однако внутренняя температура нередко сильно отличается от температуры окружающего воздуха. Организм активно сопротивляется перегреву, используя в качестве основного механизма охлаждение за счет испарения воды.

Мокрый градусник

Предельную температуру воздуха, которую способен длительно (в течение 6 и более часов) переносить человек, принято выражать в терминах «температуры мокрого градусника», то есть температуры, которую покажет градусник, обернутый влажной тканью.

Результат зависит как от температуры окружающего воздуха (или «температуры сухого градусника» — именно это значение обычно фигурирует в сводках погоды), так и от его относительной влажности. Чем ближе относительная влажность к 100%, тем меньше скорость испарения воды и соответствующий охлаждающий эффект. При 100% испарение вовсе прекращается и охлаждающий эффект исчезает.

Таким образом, мокрый градусник показывает, до какого уровня может опуститься температура на поверхности кожи человека за счет испарения влаги.

Теоретический предел

Теоретическим пределом для человека считается температура мокрого градусника равная 35°C. В теле живого человека всегда присутствует движение, как минимум движение бьющегося сердца и дышащих легких, а также хотя бы минимальная работа скелетных мышц. При движении всегда выделяется тепло, и если температура мокрого градусника превысит 35°C, это тепло будет некуда отводить. В течение нескольких часов это приведет к повышению внутренней температуры тела выше допустимых пределов.

На графике представлена температура окружающего воздуха, соответствующая температуре мокрого градусника в 35°C при различных значениях относительной влажности — верхняя кривая, которую мы называем «теоретический предел».

Наличие ветра или потока воздуха от вентилятора приводит к ускоренному испарению влаги — охлаждающий эффект усиливается и теоретический предел возрастает.

Практический предел

Недавнее исследование показало, что на практике переносимый предел жары находится ниже. Это связано с тем, что помимо самой возможности испарять воду в соответствии с законами физики, требуется еще и способность сделать это, а именно, способность доставить необходимое в единицу времени количество воды к поверхности кожи.

Как показали эксперименты, молодые и здоровые люди без специальной подготовки не могли адаптироваться к внешним условиям уже при температуре мокрого градусника равной 31°C. Соответствующие значения температуры сухого градусника показаны на нижней кривой графика. Мы называем их «практическим пределом». Ясно, что практический предел достаточно условен и зависит от индивидуальной акклиматизации к жаре. Он, вероятно, будет несколько ниже для людей, живущих в прохладном климате, и выше для людей из жарких регионов.

В реальной жизни

Приведенные на графике значения не так уж и далеки от реальности. Например, в Багдаде температура воздуха летом в наиболее жаркие часы достигает 54°C при относительной влажности около 13%. Это всего на 8 градусов ниже соответствующего практического предела.

Комфортная для человека относительная влажность в помещениях находится в диапазоне 30–50%. При влажности равной 30% теоретический предел жары — 54°C, а практический — 49°C. Очевидно, что первые признаки дискомфорта наступают гораздо раньше.

Что касается значений, соответствующих очень высокой влажности (около 100%), то наиболее близкая ситуация возникает при купании в теплой или горячей воде. При этом нужно иметь в виду, что теплопроводность воды в несколько раз выше, чем воздуха. Поэтому даже пары градусов разницы в температуре может хватить для отвода излишков тепла. Исходя из этого, теоретическим пределом для длительного пребывания в воде, вероятно, является нормальная температура тела. С этой точки зрения длительное купание в горячей ванне представляется довольно рискованной процедурой. Однако даже плавание в море при температуре воды выше 31°C может показаться не особенно приятным, что очевидно каждому, кто побывал на египетском мелководье в летнюю жару.

Таким образом, в сухом воздухе человек способен переносить даже самую крайнюю, по земным меркам, жару, однако эта способность быстро теряется с ростом влажности. В помещениях при относительной влажности 30% практический предел жары — 49°C.