Der Mensch kann nicht so hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten aushalten wie bisher angenommen

Da der Klimawandel die globale Temperatur ansteigen lässt, wächst das Interesse an den maximalen Umweltbedingungen wie Hitze und Feuchtigkeit, an die sich der Mensch anpassen kann.

Neue Forschungsergebnisse der Penn State University zeigen, dass diese Temperatur in feuchten Klimazonen möglicherweise niedriger ist als bisher angenommen.

Bisher ging man davon aus, dass eine Feuchtkugeltemperatur von 35 °C (entspricht 95 °F bei 100 % Luftfeuchtigkeit oder 115 °F bei 50 % Luftfeuchtigkeit) die Höchsttemperatur ist, die ein Mensch ertragen kann, bevor er seine Körpertemperatur nicht mehr angemessen regulieren kann, was bei längerer Exposition zu einem Hitzschlag oder zum Tod führen kann.

Die Feuchtkugeltemperatur wird von einem Thermometer mit einem nassen Docht über der Thermometerkugel gemessen und von der Luftfeuchtigkeit und Luftbewegung beeinflusst. Sie stellt eine feuchte Temperatur dar, bei der die Luft gesättigt ist und so viel Feuchtigkeit wie möglich in Form von Wasserdampf enthält; der Schweiß einer Person verdunstet bei dieser Hauttemperatur nicht.

In ihrer neuen Studie fanden die Forscher jedoch heraus, dass die tatsächliche maximale Feuchtkugeltemperatur niedriger ist – etwa 31°C Feuchtkugeltemperatur oder 87°F bei 100 % Luftfeuchtigkeit – selbst bei jungen, gesunden Personen. Bei älteren Menschen, die anfälliger für Hitze sind, ist die Temperatur wahrscheinlich noch niedriger.

W. Larry Kenney, Professor für Physiologie und Kinesiologie und Inhaber des Marie Underhill Noll-Lehrstuhls für menschliche Leistungsfähigkeit, sagte, dass die Ergebnisse den Menschen helfen könnten, sich besser auf extreme Hitzeereignisse vorzubereiten, die angesichts der weltweiten Erwärmung immer häufiger auftreten.

„Wenn wir wissen, wo die Obergrenzen für Temperatur und Luftfeuchtigkeit liegen, können wir die Menschen besser auf eine Hitzewelle vorbereiten, insbesondere diejenigen, die besonders gefährdet sind“, so Kenney. „Das könnte bedeuten, dass wir den kränksten Menschen, die Hilfe benötigen, Vorrang einräumen, Warnmeldungen an die Bevölkerung herausgeben, wenn eine Hitzewelle bevorsteht, oder eine Tabelle entwickeln, die Anhaltspunkte für verschiedene Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche bietet.“

Kenney fügte hinzu, dass es wichtig ist zu beachten, dass die Verwendung dieser Temperatur zur Risikobewertung nur in feuchtem Klima Sinn macht. In trockeneren Klimazonen kann der Schweiß von der Haut verdunsten, was zur Kühlung der Körpertemperatur beiträgt. In unsicheren Umgebungen mit trockener Hitze kommt es mehr auf die Temperatur und die Fähigkeit zu schwitzen an und weniger auf die Luftfeuchtigkeit.

Den Forschern zufolge haben frühere Studien zwar die Theorie aufgestellt, dass eine Feuchtkugeltemperatur von 35 °C die Obergrenze der menschlichen Anpassungsfähigkeit darstellt, doch basierte diese Temperatur auf Theorie und Modellierung und nicht auf realen Daten von Menschen.

Kenney sagte, dass er und die anderen Forscher diese theoretische Temperatur im Rahmen des PSU H.E.A.T.-Projekts (Human Environmental Age Thresholds) evaluieren wollten, bei dem untersucht wird, wie heiß und feucht eine Umgebung sein muss, bevor ältere Erwachsene Probleme haben, Hitzestress zu ertragen.

„Wenn man sich die Hitzewellenstatistiken ansieht, sind die meisten Menschen, die bei Hitzewellen sterben, ältere Menschen“, so Kenney. „Das Klima verändert sich, daher wird es mehr – und schwerere – Hitzewellen geben. Auch die Bevölkerung verändert sich, so dass es immer mehr ältere Menschen geben wird. Daher ist es wirklich wichtig, das Zusammentreffen dieser beiden Veränderungen zu untersuchen“.

Für diese Studie rekrutierten die Forscher 24 Teilnehmer im Alter zwischen 18 und 34 Jahren. Obwohl die Forscher planen, diese Experimente auch mit älteren Erwachsenen durchzuführen, wollten sie mit jüngeren Menschen beginnen.

„Junge, fitte, gesunde Menschen vertragen Hitze in der Regel besser, so dass sie einen Temperaturgrenzwert haben, der als optimale Ausgangsbasis dienen kann“, sagte Kenney. „Ältere Menschen, Menschen, die Medikamente einnehmen, und andere gefährdete Bevölkerungsgruppen haben wahrscheinlich eine Toleranzgrenze, die darunter liegt.

Vor dem Experiment schluckte jeder Teilnehmer ein winziges Funktelemetriegerät, das sich in einer Kapsel befand und die Kerntemperatur während des gesamten Experiments messen sollte.

Anschließend begaben sich die Teilnehmer in eine spezielle Klimakammer, in der Temperatur und Luftfeuchtigkeit einstellbar waren. Während der Teilnehmer leichte körperliche Aktivitäten wie leichtes Radfahren oder langsames Gehen auf einem Laufband ausübte, wurde die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit in der Kammer allmählich erhöht, bis der Teilnehmer einen Punkt erreichte, an dem sein Körper seine Kerntemperatur nicht mehr halten konnte.

Nach der Analyse ihrer Daten stellten die Forscher fest, dass die kritischen Feuchtkugeltemperaturen in heiß-trockenen Umgebungen zwischen 25 °C und 28 °C und in warm-feuchten Umgebungen zwischen 30 °C und 31 °C lagen – alle unter 35 °C Feuchtkugeltemperatur.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass wir uns in feuchten Teilen der Welt Sorgen machen sollten – sogar um junge, gesunde Menschen – wenn die Feuchttemperatur über 31 Grad liegt“, sagte Kenney. „Wenn wir unsere Forschung fortsetzen, werden wir untersuchen, wie hoch dieser Wert bei älteren Erwachsenen ist, da er wahrscheinlich noch niedriger ist.

Außerdem fügten die Forscher hinzu, dass es wahrscheinlich keinen einzigen Grenzwert gibt, der als „Maximum“ festgelegt werden kann, das der Mensch in allen Umgebungen auf der Erde ertragen kann, da sich der Mensch je nach Feuchtigkeitsgrad unterschiedlich an die Hitze anpasst.

S. Tony Wolf, Postdoktorand im Fachbereich Kinesiologie an der Penn State University, Daniel J. Vecellio, Postdoktorand am Center for Healthy Aging der Penn State University, und Rachel M. Cottle, Studentin im Fachbereich Sportphysiologie an der Penn State University, waren ebenfalls an dieser Arbeit beteiligt.

Das National Institute on Aging an den National Institutes of Health unterstützte diese Forschung.

• Pennsylvania State University „Humans can’t endure temperatures and humidities as high as previously thought“
• Journal of Applied Physiology „Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects (PSU HEAT Project)“

Quelle

Pennsylvania State University 2022 | Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)