قد لا يكون البشر قادرين على التعامل مع نفس القدر من الحرارة كما يعتقد العلماء


لقي أكثر من 2000 شخص حتفهم بسبب درجات الحرارة الشديدة وحرائق الغابات التي اندلعت في البرتغال وإسبانيا. تحطمت سجلات درجات الحرارة المرتفعة من إنجلترا إلى اليابان. بين عشية وضحاها التي لا تبرد.

سرعان ما أصبحت موجات الحر القاسية السمة المميزة لصيف 2022.

وحتى مع استمرار تغير المناخ في رفع درجة الحرارة ، يعمل العلماء بسرعة لفهم حدود مرونة البشر في مواجهة درجات الحرارة القصوى. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن تحمل الإجهاد الحراري لدى الأشخاص قد يكون أقل مما كان يعتقد سابقًا. إذا كان هذا صحيحًا ، فقد يتعرض ملايين الأشخاص لخطر الاستسلام لدرجات حرارة خطرة في وقت أقرب مما هو متوقع.

يقول فيفيك شانداس ، الباحث في التخطيط البيئي والتكيف مع المناخ في جامعة ولاية بورتلاند في أوريغون: “الأجسام قادرة على التأقلم على مدى فترة من الزمن” مع التغيرات في درجات الحرارة. يقول شانداس إنه على مدار الزمن الجيولوجي ، كانت هناك العديد من التغيرات المناخية التي اجتازها البشر. “[But] نحن في وقت تحدث فيه هذه التحولات بسرعة أكبر “.

في منتصف الطريق حتى عام 2022 فقط ، اجتاحت موجات الحر بالفعل العديد من البلدان. وصلت الحرارة في وقت مبكر إلى جنوب آسيا: في مارس ، شهدت منطقة وردها بالهند ارتفاعًا قدره 45 درجة مئوية (113 درجة فهرنهايت) ؛ في نوابشة ، باكستان ، ارتفعت درجات الحرارة المسجلة إلى 49.5 درجة مئوية (121.1 درجة فهرنهايت).

انطلقت إنذارات درجات الحرارة الشديدة في جميع أنحاء أوروبا بدءًا من يونيو وتستمر حتى يوليو ، حيث أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى تفاقم الجفاف وإشعال حرائق الغابات. حطمت المملكة المتحدة أسخن سجل لها على الإطلاق في 19 يوليو عندما وصلت درجات الحرارة إلى 40.3 درجة مئوية في قرية Coningsby الإنجليزية. أشعلت الحرارة الحرائق في فرنسا وأجبرت الآلاف على ترك منازلهم.

وتستمر الدعابة: جلب شهر يونيو لليابان أسوأ موجة حرارة منذ بدء تسجيل الأرقام القياسية في عام 1875 ، مما أدى إلى أعلى درجة حرارة مسجلة في البلاد على الإطلاق تبلغ 40.2 درجة مئوية ، حيث تعرضت المدن الساحلية الصينية الكبرى ، من شنغهاي إلى تشنغدو ، إلى موجات الحر في يوليو مع ارتفاع درجات الحرارة في المنطقة أيضًا فوق 40 درجة مئوية وفي الولايات المتحدة ، اجتاحت سلسلة من موجات الحر الغرب الأوسط والجنوب والغرب في يونيو ويوليو. ارتفعت درجات الحرارة إلى 42 درجة مئوية في نورث بلات ، نيب ، و 45.6 درجة مئوية في فينيكس.

الحالي معدل الاحترار العالمي على الأرض غير مسبوق (SN: 24/7/19). ولطالما توقع العلماء أن من صنع الإنسان سيؤدي تغير المناخ إلى زيادة حدوث موجات الحرارة. على الصعيد العالمي ، البشر تضاعف ثلاث مرات التعرض للحرارة الشديدة من 1983 إلى 2016 ، لا سيما في جنوب آسيا.

تؤثر الحرارة المرتفعة بالفعل بشكل متزايد على صحة الإنسان. يمكن أن يسبب تشنجات حرارية وإنهاك حراري وضربة شمس ، والتي غالبًا ما تكون قاتلة. يمكن أن يؤدي الجفاف إلى أمراض الكلى والقلب. حرارة شديدة يمكننا حتى تغيير طريقة تصرفنا، وزيادة العدوانية وتقليل قدرتنا على التركيز (SN: 8/18/21).

ابق هادئا

يمتلك جسم الإنسان طرقًا مختلفة للتخلص من الحرارة الزائدة والحفاظ على قلب الجسم عند درجة حرارة مثالية تبلغ حوالي 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت). يضخ القلب بشكل أسرع ، تسريع تدفق الدم التي تحمل الحرارة على الجلد (SN: 4/3/18). يمكن أن يؤدي مرور الهواء فوق الجلد إلى التخلص من بعض تلك الحرارة. التبريد التبخيري – التعرق – يساعد أيضًا.

لكن هناك حدًا لمقدار الحرارة التي يمكن أن يتحملها البشر. في عام 2010 ، العلماء قدر أن حد الإجهاد الحراري النظري يكون عند درجة حرارة “بصيلة مبللة” تبلغ 35 درجة مئوية. تعتمد درجات حرارة البصيلة الرطبة على مزيج من الرطوبة ودرجة حرارة هواء “البصيلة الجافة” التي يتم قياسها بواسطة مقياس حرارة. تعني هذه المتغيرات أن مكانًا ما يمكن أن يصطدم بدرجة حرارة بصيلة مبللة تبلغ 35 درجة مئوية بطرق مختلفة – على سبيل المثال ، إذا كان الهواء هو درجة الحرارة هذه وكانت هناك رطوبة بنسبة 100 بالمائة ، أو إذا كانت درجة حرارة الهواء 46 درجة مئوية وهناك 50 بالمائة رطوبة. يرجع الاختلاف إلى التبريد بالتبخير.

عندما يتبخر الماء من الجلد أو من سطح آخر ، فإنه يسرق الطاقة على شكل حرارة ، ويبرد هذا السطح لفترة وجيزة. وهذا يعني أنه في المناطق الأكثر جفافاً ، ستكون درجة حرارة المصباح الرطب – حيث يحدث تأثير التبريد سريع الزوال – أقل من درجة حرارة الهواء الفعلية. ومع ذلك ، في المناطق الرطبة ، تتشابه درجات حرارة البصيلات الرطبة والجافة ، لأن الهواء رطب للغاية بحيث يصعب على العرق أن يتبخر بسرعة.

لذلك عند التفكير في الإجهاد الحراري على الجسم ، يستخدم العلماء درجات حرارة المصباح الرطب لأنها مقياس لمقدار التبريد من خلال التبخر الممكن في مناخ معين ، كما يقول دانيال فيسيليو ، عالم المناخ في ولاية بنسلفانيا.

يقول فيسيليو: “يمكن أن تكون كل من البيئات الحارة / الجافة والدافئة / الرطبة على نفس القدر من الخطورة” – وهنا يأتي دور استراتيجيات التبريد المختلفة للجسم. في المناطق الحارة والجافة ، حيث قد تكون درجة الحرارة الخارجية أكثر سخونة من درجة حرارة الجلد ، يعتمد الجسم البشري كليًا على التعرق ليبرد ، كما يقول. في المناطق الدافئة والرطبة ، حيث قد تكون درجة حرارة الهواء في الواقع أبرد من درجة حرارة الجلد (لكن الرطوبة تجعلها يبدو أكثر دفئًا مما هو عليه) ، لا يستطيع الجسم التعرق بكفاءة. بدلاً من ذلك ، يمكن للهواء البارد الذي يمر فوق الجلد أن يزيل الحرارة.

كيف حار حار جدا؟

نظرًا لتعقيد نظام تبريد الجسم ، وتنوع أجسام البشر ، لا يوجد حقًا عتبة درجة حرارة واحدة تناسب الجميع للإجهاد الحراري للجميع. يقول فيسيليو: “لا يوجد جسد أحد يعمل بكفاءة مائة بالمائة”. تختلف أحجام الجسم والقدرة على التعرق والعمر والتأقلم مع المناخ الإقليمي جميعها لها دور.

ومع ذلك ، خلال العقد الماضي ، تم اعتبار أن الرقم النظري للبصيلة الرطبة 35 درجة مئوية هو النقطة التي لم يعد بإمكان البشر بعدها تنظيم درجات حرارة أجسامهم. لكن الأبحاث المخبرية الحديثة التي أجراها Vecellio وزملاؤه تشير إلى أن الحد الأدنى العام الواقعي للإجهاد الحراري البشري أقل بكثير ، حتى بالنسبة للشباب والبالغين الأصحاء.

تتبع الباحثون الإجهاد الحراري في أكثر من عشرين شخصًا تتراوح أعمارهم بين 18 و 34 عامًا ، في ظل مجموعة متنوعة من المناخات الخاضعة للرقابة. في سلسلة التجارب ، قام الفريق بتغيير ظروف الرطوبة ودرجة الحرارة داخل غرفة بيئية ، وأحيانًا حافظ على درجة حرارة ثابتة مع تغيير الرطوبة ، وأحيانًا العكس.

بذل الأشخاص أنفسهم داخل الحجرة بما يكفي لمحاكاة الحد الأدنى من النشاط في الهواء الطلق ، أو المشي على جهاز المشي أو الدواسة ببطء على دراجة بدون مقاومة. خلال هذه التجارب ، التي استمرت من 1.5 إلى ساعتين ، قام الباحثون بقياس درجات حرارة جلد الأشخاص باستخدام مجسات لاسلكية وقيموا درجات الحرارة الأساسية باستخدام حبة قياس صغيرة ابتلعها الأشخاص.

يقدر الفريق أنه في الظروف الدافئة والرطبة ، لم يكن الأشخاص في الدراسة قادرين على تحمل الإجهاد الحراري عند درجات حرارة قريبة من 30 درجة أو 31 درجة مئوية. في الظروف الحارة والجافة ، أن درجة حرارة المصباح الرطب كانت أقل من ذلكتتراوح من 25 درجة إلى 28 درجة مئوية ، حسبما أفاد الباحثون في فبراير مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي. بالنسبة للسياق ، في بيئة جافة جدًا عند حوالي 10 في المائة من الرطوبة ، فإن درجة حرارة المصباح الرطب البالغة 25 درجة مئوية تتوافق مع درجة حرارة هواء تبلغ حوالي 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت).

تشير هذه النتائج إلى أن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لفهم ما يمكن أن يتحمله البشر في ظل ظروف الحرارة والرطوبة في العالم الحقيقي ، لكن هذه العتبة قد تكون أقل بكثير مما كان يعتقد ، كما يقول فيسيليو. ويضيف أن النتيجة النظرية لدراسة عام 2010 عند 35 درجة مئوية ربما لا تزال “الحد الأعلى”. “نحن نعرض الأرضية.”

وذلك للشباب البالغين الأصحاء الذين يمارسون الحد الأدنى من النشاط. من المتوقع أن تكون عتبات الإجهاد الحراري أقل بالنسبة للعمال في الهواء الطلق المطلوب منهم بذل مجهود ، أو لكبار السن أو الأطفال. تقييم حدود المختبر للأشخاص الأكثر عرضة للخطر هو موضوع العمل المستمر لـ Vecellio وزملائه.

رجل يرتدي اللون البرتقالي ويرتدي خوذة حمراء يمسح العرق من وجهه في موقع العمل
عامل يمسح عرقه في تولوز ، فرنسا ، في 13 يوليو. اجتاحت موجة حر شديدة أوروبا في منتصف يوليو ، واجتاحت إسبانيا والبرتغال وفرنسا وإنجلترا ودول أخرى.فالنتين تشابويس / وكالة فرانس برس عبر غيتي إيماجز

إذا كان تحمل جسم الإنسان للإجهاد الحراري أقل بشكل عام مما أدركه العلماء ، فقد يعني ذلك أن ملايين الأشخاص الآخرين سيتعرضون لخطر الحرارة الأكثر فتكًا في وقت أقرب مما أدركه العلماء. اعتبارًا من عام 2020 ، كان هناك تقارير قليلة عن وصول درجات حرارة البصيلة الرطبة حول العالم إلى 35 درجة مئوية، لكن المحاكاة المناخية تتوقع أن هذا الحد يمكن تجاوزه بانتظام في أجزاء من جنوب آسيا والشرق الأوسط بحلول منتصف القرن.

كانت بعض موجات الحرارة الأكثر فتكًا في العقدين الماضيين في درجات حرارة منخفضة للمصابيح الرطبة: لم تتجاوز موجة الحرارة الأوروبية عام 2003 ، التي تسببت في وفاة ما يقدر بنحو 30000 شخص ، ولا موجة الحرارة الروسية عام 2010 ، التي قتلت أكثر من 55000 شخص ، درجات حرارة المصباح الرطب البالغة 28 درجة مئوية.

حماية الناس

يقول Shandas ، الذي لم يشارك في أبحاث Vecellio ، إن أفضل طريقة لإبلاغ الجمهور بمخاطر الحرارة هو “الجزء الذي أجده صعبًا”. قامت Shandas بتطوير البروتوكول العلمي لـ جزيرة الحرارة الحضرية للنظام الوطني المتكامل لمعلومات الصحة الحرارية حملة رسم الخرائط في الولايات المتحدة.

يقول Shandas إنه من المفيد جدًا الحصول على هذه البيانات الفسيولوجية من دراسة دقيقة ومحكومة ، لأنها تتيح لنا فهمًا أفضل للعلم الكامن وراء تحمل البشر للإجهاد الحراري. لكن التباين الفسيولوجي والبيئي لا يزال يجعل من الصعب معرفة أفضل السبل لتطبيق هذه النتائج على رسائل الصحة العامة ، مثل التحذيرات من الحرارة الشديدة ، كما يقول. “هناك الكثير من الاعتبارات الدقيقة التي تظهر عندما نتحدث عن قدرة الجسم على الإدارة [its] درجة الحرارة الداخلية. “

أحد هذه الاعتبارات هو قدرة الجسم على التأقلم بسرعة مع درجات الحرارة القصوى. المناطق التي لا تستخدم للحرارة الشديدة قد تتعرض لوفيات أكبر ، حتى في درجات الحرارة المنخفضة ، وذلك ببساطة لأن الناس هناك غير معتادين على الحرارة. ال موجة الحر 2021 في شمال غرب المحيط الهادئ لم يكن الجو حارًا للغاية – كان الجو حارًا للغاية في ذلك الوقت من العالم ، مما يجعل من الصعب على الجسم التكيف ، كما يقول Shandas (SN: 6/29/21).

يقول لاري كالكستين ، عالم المناخ في جامعة ميامي والمستشار الرئيسي لعلوم الحرارة في مؤسسة Adrienne Arsht-Rockefeller غير الربحية ومقرها واشنطن العاصمة ، إن الحرارة التي تصل مبكرًا بشكل غير عادي وفي أعقاب فترة باردة يمكن أن تكون أيضًا أكثر فتكًا. مركز المرونة. “غالبًا ما تكون موجات الحر في بداية الموسم في شهري أيار (مايو) وحزيران (يونيو) أكثر خطورة من موجات الحر في آب (أغسطس) وسبتمبر (أيلول)”.

قد تكون إحدى طرق تحسين قدرة المجتمعات على الصمود في مواجهة الحرارة هي معالجة موجات الحرارة مثل الكوارث الطبيعية الأخرى – بما في ذلك إعطائهم أسماء وتصنيفات الشدة (SN: 8/14/20). كما تم تطويره من قبل تحالف دولي معروف باسم تحالف المرونة القصوى للحرارة، تشكل هذه التصنيفات الأساس لنوع جديد من التحذير من موجات الحرارة الذي يأخذ في الاعتبار بشكل صريح العوامل التي تؤثر على الإجهاد الحراري ، مثل درجة حرارة المصباح الرطب والتأقلم ، بدلاً من مجرد درجات الحرارة القصوى.

تراعي التصنيفات أيضًا عوامل مثل الغطاء السحابي والرياح ومدى ارتفاع درجات الحرارة بين عشية وضحاها. يقول كالكستين ، الذي أنشأ النظام: “إذا كان الجو باردًا نسبيًا بين عشية وضحاها ، فلن يكون هناك الكثير من النتائج الصحية السلبية”. لكن درجات الحرارة بين عشية وضحاها لا تنخفض كما كانت في كثير من الأماكن. في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، أصبح متوسط ​​درجات الحرارة الدنيا في الليل أكثر دفئًا بنحو 0.8 درجة مئوية مما كان عليه خلال النصف الأول من القرن العشرين ، وفقًا لـ التقييم الوطني الرابع للمناخ في البلاد، صدر في 2018 (SN: 11/28/18).

من خلال تسمية موجات الحر مثل الأعاصير ، يأمل المسؤولون في زيادة وعي المواطنين بمخاطر الحرارة الشديدة. يمكن أن تساعد تصنيفات موجات الحر أيضًا المدن على تكييف تدخلاتها وفقًا لخطورة الحدث. تختبر ست مدن حاليًا فعالية النظام: أربع في الولايات المتحدة وأثينا باليونان وإشبيلية بإسبانيا. في 24 يوليو ، مع اتجاه درجات الحرارة نحو 42 درجة مئوية ، أصبحت إشبيلية أول مدينة في العالم تسمي رسميًا موجة حر ، مما يدق ناقوس الخطر لـ Heat Wave Zoe.

مع استمرار 2022 في تحطيم سجلات درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم ، قد لا تأتي هذه التحذيرات في وقت قريب جدًا.



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود