Upał w Katarze, czyli ile może znieść ludzki organizm?

Katar jest krajem pustynnym i gorącym: od maja do września zdarzają się tam dni z temperaturą przekraczającą 40 stopni, bywają też i takie, gdy zbliża się do 50 stopni. Od początku było jasne, że do takich temperatur latem nie da się zaaklimatyzować, co przyznawali nawet katarscy lekarze. Sportowa impreza mogła odbyć się tam tylko w chłodniejszych miesiącach roku.

Najzimniejszy w Katarze jest pierwszy kwartał (w lutym średnie temperatury oscylują wokół 20 stopni, a maksymalne dochodzą do 25). Wtedy jednak zaplanowano zimowe Igrzyska Olimpijskie w Pekinie. Nikt nie chciał, by oba wydarzenia ze sobą konkurowały, więc Mundial przeniesiono na chłodną, acz nieco cieplejszą, końcówkę roku - przełom listopada i grudnia.

27 stopni w listopadzie

W stolicy Kataru (jest nią Ad-Dauha, w mediach jednak najczęściej pojawia się angielska nazwa Doha), średnia temperatura listopada to nadal dość upalne 27,5 stopnia. Dopiero w grudniu robi się tam chłodniej i średnie temperatury spadają do 23,5. Weźmy jednak pod uwagę, że są to wartości średnie - uwzględniają choćby wahania dobowe.

O zdrowie piłkarzy możemy być spokojni. Mecze odbędą się na klimatyzowanych stadionach. Wszystkie osiem obiektów wyposażono w systemy chłodzenia i wentylacji zasilane energią słoneczną, między stadionami wybudowano zaś sieć metra. Powstało to wszystko jednak tragicznym kosztem śmierci niemal 7 tysięcy zagranicznych robotników, donosiły organizacje praw człowieka.

Dlaczego pustynne państewko wielkości województwa świętokrzyskiego i bez futbolowych tradycji, organizuje mundial? To długa historia, dość wspomnieć, że od ponad roku w stolicy Kataru mieszka Gianni Infantino, prezydent FIFA (to międzynarodowa federacja piłki nożnej, która organizuje te igrzyska).

Kibicom na stadionach i piłkarzom na murawie upały nie grożą. Gorzej może być na zewnątrz, bo w Dosze nawet w grudniu temperatury rzędu 30 stopni nie są rzadkością. Co gorsze, to właśnie w tym miesiącu notuje się w stolicy Kataru najwyższe wartości wilgotności powietrza, średnia to 71 procent.

Tymczasem miejsca noclegowe dla kibiców (te tańsze, nie w luksusowych hotelach po tysiąc dolarów za noc) wyglądają zawstydzająco.

Nie są to nawet baraki, to aluminiowe stelaże rozdzielone plandekami PCV. Tu upał kibiców dosięgnie bez problemu.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Będziemy rozbrajać mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I pisać o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.

Temperatura mokrego termometru

Temperatura ciała piłkarzy (mierzona niewielkimi czujnikami, które wcześniej dla dobra nauki połykali) pod koniec meczu może dochodzić nawet do 39,5 stopnia. Nie rośnie powyżej tej niebezpiecznej granicy, bowiem schładza ich (co widać gołym okiem) intensywne pocenie.

Temperatura skóry jest zwykle o około dwa stopnie niższa niż wnętrza organizmu, właśnie dzięki parowaniu wody. To bardzo skuteczny mechanizm, jednak gdy powietrze zawiera dużo pary wodnej, parowanie zachodzi wolniej. Dlatego dla termoregulacji istotna jest nie tylko sama temperatura, ale i wilgotność powietrza.

Ich związek to wartość zwana “temperaturą mokrego termometru”. (Nazwano ją tak, bo można ją zmierzyć owijając termometr wilgotną tkaniną. W praktyce wykorzystuje się wykresy i tabele, w których jej wartość wylicza się z temperatury i wilgotności). Wskazuje, do jakiej najniższej temperatury można coś schłodzić przez parowanie wody w danych warunkach.

Na przykład przy wilgotności 50 procent temperatura powietrza 44,5 stopnia oznacza, że parowanie wody schłodzi skórę do nieco poniżej 35 stopni. Przy pustynnej wilgotności rzędu 30 procent parowanie skutecznie schładza skórę do tej temperatury nawet przy temperaturze 50 stopni. Stąd też i zdrowy człowiek wytrzymać może tak piekielne temperatury (rzecz jasna pamiętając o odpowiednim nawodnieniu).

Jednak jeśli wilgotność jest wysoka i temperatura mokrego termometru przekroczy 35 stopni, pocenie się przestaje działać. Parowanie nie obniża już temperatury skóry. Wnętrze organizmu zacznie się niebezpiecznie ogrzewać (bowiem stale wytwarza ciepło).

Po maksymalnie sześciu godzinach następuje udar cieplny i śmierć. W takich warunkach przeżyć można tylko w klimatyzowanym pomieszczeniu - lub pod ziemią (gdzie, dzięki bezwładności cieplnej gruntu, nawet w tropikach jest o kilka stopni chłodniej).

Są już na Ziemi miejsca śmiertelnie gorące i wilgotne

Szczęśliwie na Ziemi, tam, gdzie jest piekielnie gorąco, jest zwykle dość sucho - a tam, gdzie jest wilgotno, nie bywa aż tak gorąco. Sądzono, że niebezpieczne połączenie wysokiej wilgotności i temperatury jest na Ziemi niezmiernie rzadkie i dotychczas zdarzyło się (a i to raptem na godzinę lub dwie) kilka razy: na wybrzeżach Pakistanu i północno-zachodnich wybrzeżach Indii.

Szczegółowe analizy danych meteorologicznych wykazały, że temperaturę mokrego termometru wyższą od 35 stopni notowano prawdopodobnie już nie tylko na wybrzeżach Indii, Pakistanu, czy Bangladeszu, lecz także krajach Półwyspu Arabskiego (także w stolicy Kataru, Dosze), Australii, Meksyku, Wenezueli. Jak donosili naukowcy w “Science Advances” w latach 1979-2017 zdarzyło się to już czternaście razy.

Niestety naukowcy modelujący zmiany klimatu są przekonani, że takie połączenie wysokiej temperatury z wilgotnością zdarzać się będzie częściej. Do tego stopnia, że może sprawić, że życie w niektórych rejonach globu będzie możliwe tylko w klimatyzowanych pomieszczeniach.

Granica odporności na upał nie jest wysoka

Owe 35 stopni mokrego termometru to tylko teoretyczne wyliczenia wynikające z praw fizyki i ludzkiej fizjologii. Eksperymenty przeprowadzone w ubiegłym roku wskazały, że granica ta leży prawdopodobnie znacznie niżej.

Zespół badaczy z Penn State University w USA badał młodych i zdrowych ochotników, którzy połknęli niewielki czujnik temperatury. W pomieszczeniach, w których przebywali, regulowano temperaturę i wilgotność. Okazało się, że temperatura wnętrza organizmu nawet przy minimalnej aktywności fizycznej zaczyna niebezpiecznie wzrastać, gdy temperatura mokrego termometru wynosi 31 stopni, donosili w “Journal of Applied Physiology”.

Lub nieco niższej wilgotności, ale wyższej temperaturze. A takie połączenie (jak wynika z badań opublikowanych w “Science Advances” cytowanych wyżej) zdarzało się już na Ziemi wielokrotnie (w badanym okresie aż 7 tysięcy razy).

Wróćmy do Kataru i Dohy. Jeśli w grudniu przeciętna wilgotność w grudniu wynosi tam 70 procent, maksymalną temperaturą jaką może znieść ludzki organizm (odpowiadającą temperaturze mokrego termometru 35 stopni) jest około 40 stopni. Jeśli jednak przyjąć wartość niższą (wynikającą z eksperymentalnych badań granicę 31 stopni mokrego termometru), groźne będzie już 36 stopni. I to przy minimalnej aktywności fizycznej.

Dwa tygodnie każdego roku groźne dla życia

Na klimatyzowanych stadionach Dohy udar cieplny nikomu nie grozi. Jednak, jak wyliczają naukowcy, już za dwie dekady (przed 2050 rokiem) w strefie zwrotnikowej i podzwrotnikowej groźne dla zdrowia upały będą trwać już ćwierć roku.

Do końca tego stulecia będą trwać już przez ponad pół roku. Badacze szacują, że ponad 5 miliardów ludzi: w Indiach, Afryce Subsaharyjskiej i na Półwyspie Arabskim będzie narażonych na upały groźne dla życia przez dodatkowe 15 dni każdego roku.

Dziś zdarzają się tam raz w roku lub dwa (w tych badaniach przyjęto inny wskaźnik, stosowany przez służby meteorologiczne USA “heat index”, również związany z wilgotnością, choć w nieco bardziej skomplikowany sposób).

Klimatyzowane stadiony w Katarze to zwiastun tego, co czeka kraje strefy tropikalnej. Przez kilkanaście dni w roku ich mieszkańcy będą musieli chronić się w klimatyzowanych pomieszczeniach - inaczej ryzykować będą utratę życia. Z pewnością stać będzie na to zamożnych obywateli krajów Półwyspu Arabskiego. Mieszkańcy uboższego Pakistanu, Indii i krajów Afryki nie mają na to szans.

Czy to problem tropików? Nie, również w Europie. I w Polsce

W ubiegłorocznej pracy opublikowanej w “Lancet Planetary Health” badacze z Hiszpanii przestudiowali dane z 18 krajów w Europie. Zwracali uwagę, że w ostatnich dekadach ocieplenie w Europie następowało około dwukrotnie szybciej niż na jakimkolwiek innym kontynencie. Na tropikalne upały i wysoką wilgotność narażone są szczególnie kraje basenu Morza Śródziemnego. Badacze ostrzegali, że również na naszym kontynencie upały będą zbierać coraz większe śmiertelne żniwo.

A w Polsce? Już dziś średnie temperatury w Polsce są takie jak 40 lat temu na Węgrzech. W południowo zachodnich regionach naszego kraju jest już tak ciepło, jak niespełna pół wieku temu w północnych Włoszech - przypomina w wywiadzie dla “Wyborczej” Grzegorz Walijewski, synoptyk hydrolog z IMiGW-PIB. Teraz, bo za dekadę będzie jeszcze cieplej.

Czy grozi nam niebezpieczne połączenie wilgotności i wysokiej temperatury? Szczęśliwie podczas fal upałów nadciąga do nas najczęściej kontynentalne i suche powietrze, a wilgotność powietrza wynosi wtedy nie więcej niż 50 proc. Przy takim jej poziomie granicą bezpiecznej temperatury powietrza jest 40 stopni (w cieniu). Dopiero wtedy temperatura mokrego termometru osiąga wartość bliską niebezpiecznym 31 stopniom.

Jednak gdy nadciąga powietrze wilgotne i nadchodzą burze, wysoka wilgotność rzędu 80 procent zdarza się i w naszym klimacie. Przy takiej wilgotności niebezpieczne są już 34 stopnie w cieniu (takie połączenie zbliża się do wskazania 31 stopni mokrego termometru). Także dla osób młodych i całkowicie zdrowych.

Udar cieplny, czyli właściwie co?

Nauka długo szukała odpowiedzi na pytanie, co w zasadzie powoduje śmierć w przypadku udaru cieplnego.

Żeby lepiej oddawać ciepło, organizm rozkurcza naczynia krwionośne. Dzięki temu do skóry napływa więcej krwi, by oddać ciepło. To jednak sprawia, że mniej ukrwione stają się organy wewnętrzne. (W tym mózg. To właśnie przez to w upał czujemy się pozbawieni energii, senni i rozdrażnieni.)

Gdy temperatura wnętrza ciała wzrośnie powyżej 40 stopni, naczynia krwionośne są już tak rozszerzone, że niebezpiecznie spada ciśnienie krwi. Do kluczowych organów dociera jej za mało i dochodzi do niewydolności wielonarządowej.

Nie jest to jedyny problem. Tak wysoka temperatura niszczy też białka niezbędne do funkcjonowania komórek, co prowadzi do ogólnoustrojowej reakcji zapalnej. Uszkodzeniu ulegają też komórki nabłonka jelit, a żyjące w nich bakterie przyczyniają się do wstrząsu septycznego.

Udar cieplny jest więc bardzo złożonym i rozległym procesem. Niemal co druga osoba - mimo udzielonej w porę pomocy - go nie przeżywa.