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【王半山專欄】酷暑危害健康-人體的極限是多少?

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文 / 王半山

今年的北半球夏季與往年不同。7 月,墨西哥北部墨西卡利的氣溫達到 47°C,迫使人們待在室內,以免頭暈和昏厥。6 月和 7 月的熱浪席捲墨西哥,造成至少 167 人死亡。7月,中國西北部新疆地區的氣象站測得的氣溫為52.2℃;加州死亡谷的氣溫高達 53.3°C。八月,在伊朗格甚姆代雷斯坦機場,高溫和潮濕的結合創造了在短短幾個小時內殺死健康人的條件。黃嘉莉莎Carissa Wong發表在最新一期《自然》(Nature)的<酷暑危害健康-人體的極限是多少?>(Extreme heat harms health — what is the human body’s limit?)說,「隨著致命的熱浪變得越來越普遍,研究人員正在研究人們可以忍受的程度。」(As deadly heatwaves become more common, researchers are studying what people can tolerate.)

即使是中等的熱量也會使人的心臟緊張

這些只是今年北半球夏季出現的強烈熱浪的幾個例子,今年的夏季是有記錄以來最熱的夏季。儘管夏季已經結束,但極端熱浪及其對人類的影響可能會成為未來幾十年全世界面臨的挑戰。研究人員表示,隨著氣候變化,此類高溫事件將變得更加普遍、更加嚴重,引發人們對人體最終能夠承受的擔憂,以及社會是否能夠適應。

「我們非常清楚地看到,高溫直接影響健康,」倫敦大學學院氣候與健康研究員瑪麗娜·羅曼內洛 (Marina Romanello) 說。“極端高溫發生率的增加與發病率和死亡率的增加有關。”

(相關報導請看《銳傳媒》<今年8 月是有史以來最熱的8 月 >)

西班牙巴塞隆納全球健康研究所的環境流行病學家何塞普·安托表示:「毫無疑問,隨著全球暖化,我們將繼續看到更炎熱的夏季,以及更頻繁、更強烈、更長的熱浪。”

中暑可導致多重器官衰竭、腎功能障礙

今年,強烈的厄爾尼諾海洋暖化事件正在幫助地球打破溫度記錄。但氣候科學家計算出,如果沒有全球暖化,歐洲和美國7月發生熱浪事件幾乎是不可能的,而氣候變遷使中國熱浪的可能性增加了50倍。

加州大學洛杉磯分校氣候科學家科林雷蒙德表示,由於年度變化,一些地方可能仍偶爾會出現較冷的天氣和較溫和的夏季。但整體暖化趨勢將導致熱浪突破人類極限,並使人們面臨健康危險。高溫對身體的影響是眾所周知的:它會使心臟和腎臟緊張,導致頭痛,擾亂睡眠並減慢認知能力。在極端情況下,中暑可導致多重器官衰竭。「中暑是一種醫療緊急情況。這是致命的,」羅曼內洛說。

器官難以執行其基本任務

當人體暴露在高溫下時,器官難以執行其基本任務。長期接觸會導致慢性疾病。

腦:如果身體脫水,高溫會導致頭暈和昏厥。它還會擾亂睡眠,從而降低人的注意力和學習能力。

心:當身體變暖時,血管擴張,血壓降低。為了維持意識,心臟跳動得更加劇烈和加快,這可能會導致患有心血管疾病的人心臟病發作。

肺:熱空氣會加重氣喘和慢性阻塞性肺病等呼吸道疾病,導致呼吸困難。

腎臟:脫水會降低血壓,從而限制流向腎臟的血液。這會切斷它們的氧氣供應,造成損害。長時間暴露在極熱環境下會導致慢性腎臟疾病。

熱浪對弱勢族群尤其危險

澳洲雪梨大學生理學家奧利傑伊表示,高溫對腎臟的影響可能會導致薩爾瓦多、印度和巴基斯坦等國家年輕農業工人不明原因慢性腎病的高發生率。

印度甘地訥格爾公共衛生研究所的公共衛生研究員 Dileep Mavalankar 表示,這些工人「在炎熱的天氣中度過數小時,而且往往無法獲得水」。印度2021 年的一項研究1發現,與在室內從事體力工作的人相比,包括農業和建築業在內的戶外工人患腎功能障礙的風險增加了 1.4 倍。

熱浪對弱勢族群尤其危險,包括老年人、新生兒以及患有糖尿病和心臟病等潛在疾病的人。馬瓦蘭卡說,不到一歲的孩子很難應對,因為他們的體溫調節系統尚未完全發展。傑伊說,老年人,尤其是 75 歲以上的老年人,很難讓自己冷靜下來,因為他們的汗腺對大腦的化學訊號變得不太敏感。

氣候變遷使北美發生致命熱浪的可能性增加了 150

安託說,地球暖化將意味著死亡率以及呼吸系統疾病和心臟病發病率的增加。他說,這也可能增加自殺人數2,並且早產和低出生體重的比率預計會增加,因為熱量會減少流經胎盤的血流,從而中斷胎兒的氧氣和營養供應。他補充道,這無疑會給衛生系統帶來壓力。

7月份,與較涼爽的州相比,美國最熱的地區,包括加州、亞利桑那州和內華達州,去醫院就診的與高溫相關的疾病的發病率有所上升。西班牙七月和八月因高溫死亡人數激增。西雅圖華盛頓大學研究氣候變遷對健康影響的克里斯蒂·埃比(Kristie Ebi)表示:“炎熱是一種悄無聲息的殺手,它會悄悄降臨在人們身上。”

科學家使用了一種稱為濕球溫度的測量方

研究人員正在尋求了解人體承受能力的極限。沒有普遍接受的溫度閾值,部分原因是熱量對人的影響因濕度等條件而異。天氣預報中給出的溫度通常是普通溫度計測量的乾燥空氣溫度,它不反映可能影響身體的其他因素。為了考慮濕度等影響,科學家使用了一種稱為濕球溫度的測量方法。傑伊說,這解釋了當空氣中水飽和時汗水不易蒸發的事實。

研究人員估計3人體的臨界濕球溫度為 35 °C。在這個閾值下,一個健康的人只能存活大約六個小時,因為身體不會透過出汗或輻射散失熱量,即使是最健康的人也會中暑。「到那時每個人都會死,」傑伊說。

南亞、中東和北美西南部的亞熱帶和沿海地區的濕球溫度最高,這些地區的熱量和濕度非常強。

對 1979 年以來氣象站數據的分析  顯示,巴基斯坦和海灣地區的濕球溫度曾多次突破 35°C 閾值,持續一到兩個小時,主要是自 2003 年以來。潮濕的星球:世界地圖顯示了報告網路燈泡溫度接近 35 °C 的氣象站的位置。

7 月 6 日,世界上最熱的一天,西班牙和義大利等南歐國家的濕球溫度高達 27°C。

無法在低於 35 °C 濕球溫度限制的情況下生存

但 Jay 表示,35°C 的估計極限並不完美:在更低的溫度下,身體可能會衰竭。他說,這個限制是由計算模型定義的,該模型將身體視為一個物體,而不考慮一些生理因素,例如人們實際上可以產生多少汗水。「在炎熱和非常乾燥的環境中,你將無法在低於 35 °C 濕球溫度限制的情況下生存,因為你無法產生足夠的汗水,」Jay 說。這些模型也假設一個人完全久坐,因此不會因運動而產生熱量。傑伊說,更有用的限制是考慮一個人執行某些任務。

尋求為人類生存能力定義一個更準確的極限

傑伊的團隊正在考慮這些因素,尋求為人類生存能力定義一個更準確的極限。「然後我們將使用氣候室在人類參與者中驗證該模型,」傑伊說。該室位於澳洲雪梨大學,讓團隊測量參與者的心臟應變和腎功能,同時調高溫度和濕度,直到體溫達到 39.5°C。傑伊說,利用這些數據,研究人員將預測各種條件如何誘發中暑。「我們可以將亞臨界核心溫度下的身體變化推斷至臨界極限,」他說。

傑伊還計劃確定應對極端高溫的最有效方法。他說,大多數保護方法的建議都是基於在高度控制的條件下進行的實驗室研究。“下一步是在現實世界的熱浪中測試這些干預措施。” 他的團隊希望在炎熱季節對印度人進行這樣的研究,研究人員正在開發穿戴式設備,用於監測脫水、腎功能、血壓和心率。

空調會降低人們在沒有空調下應對的能力

當研究人員調查人體的極限和最佳適應方法時,各國和城市正在做出一系列努力來保護人們免受酷熱的影響。塞拉利昂弗里敦首席熱力學官尤金尼亞·卡格博(Eugenia Kargbo) 表示,「這正在成為一種生死攸關的局面。」該職位由艾德麗安·阿什特-洛克菲勒基金會復原力中心創建,該中心隸屬於華盛頓特區的大西洋理事會政策研究所。

在富裕地區(通常是北半球),空調可能是讓人們降溫最有效的策略。但這需要電力,透過燃燒化石燃料產生導致地球升溫的溫室氣體,傑伊說。更重要的是,由於人體可以透過暴露在一定程度上適應更高的溫度,空調甚至可能會降低人們在沒有空調的情況下應對的能力,Ebi 說。

從長遠來看,更永續的策略可能會更加有成效。使用噴霧瓶或海綿將水浸入皮膚並將腳浸入冷水中是降低體溫的廉價且簡單的方法。在相同的冷氣量下,電風扇的耗電量僅為冷氣機的五十分之一。在日本,一項節能運動鼓勵一個簡單的改變:將厚重的職業裝換成涼爽、輕便的衣服。

城市必須保護人們免受酷熱影響

適應環境也有幫助。在弗里敦,卡格博和其他當地居民種植了75萬棵樹;樹木可以透過提供陰涼和釋放水蒸氣來為城市降溫。卡格博也幫忙在市場攤位上安裝反光罩,為水果和蔬菜商販遮蔭。

在印度、法國、英國和西班牙等國家,預警機制向醫療保健系統和公眾發出未來炎熱天氣的警報。Mavalankar 說,當在印度艾哈邁達巴德進行試驗時,預警系統使熱浪期間的死亡率降低了 30-40%。印度許多城市和邦現已實施該戰略。

儘管如此,貧困地區(許多位於南半球)仍面臨挑戰。「其中之一是嚴重缺乏有關發病率和死亡率的醫療保健數據,」馬瓦蘭卡說。「這使得很難量化熱適應方法的效果,」卡格博說。

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