Smrtelná hranice tepla je nižší: Lidé umírají už při 31°C wet-bulb teplotě

Co je wet-bulb teplota a proč je důležitá

Wet-bulb teplota je klíčové měření, které kombinuje běžnou teplotu vzduchu s vlhkostí a poskytuje přesnější obraz toho, jak extrémní horko působí na lidské tělo. Na rozdíl od obyčejné teploty, kterou vidíme v předpovědi počasí, wet-bulb teplota zohledňuje schopnost lidského těla zbavovat se tepla prostřednictvím pocení.

Měří se pomocí teploměru obaleného mokrou látkou. Když je vzduch suchý, voda z látky se rychle odpařuje a teploměr ukazuje nižší hodnoty než běžná teplota. Při vysoké vlhkosti se však voda odpařuje pomalu nebo vůbec, což znamená, že ani pot se nemůže účinně odpařovat z lidské kůže. Při 100% vlhkosti je wet-bulb teplota stejná jako běžná teplota vzduchu.

Tento mechanismus je zásadní pro přežití člověka. Naše tělo musí udržovat vnitřní teplotu kolem 37°C, a když není schopno se účinně ochlazovat pocením, dochází k přehřátí organismus s potenciálně fatálními následky.

Nebezpečná hranice je nižší, než se myslelo

Vědecký konsenzus dlouho předpokládal, že wet-bulb teplota 35°C (95°F) představuje teoretickou hranici lidského přežití. Tato hodnota byla založena na fyziologických modelech, nikoli na skutečných experimentech s lidmi. Nový výzkum z Penn State University však odhalil znepokojivou realitu.

V kontrollovaných experimentech s mladými a zdravými dobrovolníky vědci zjistili, že kritická hranice je ve skutečnosti mnohem nižší – kolem 31°C wet-bulb teploty. To odpovídá teplotě 87°F při 100% vlhkosti nebo 40°C při vlhkosti kolem 60%.

Pro starší osoby a ty se zdravotními problémy jsou hranice ještě nižší. Studie ukazuje, že pro starší ženy může být kritická wet-bulb teplota dokonce o 7-13°C nižší než původně předpokládaných 35°C. To znamená, že nebezpečné podmínky mohou nastat už při zdánlivě "mírných" kombinacích tepla a vlhkosti.

Současná situace ve světě

Alarmující je zjištění, že některé oblasti planety již nyní občas překračují kritické hranice. Analýza dat z více než 7 000 meteorologických stanic ukázala, že extrémní vlhké horko se za posledních 40 let zdvojnásobilo. Nejčastěji se vyskytuje v pobřežních subtropických oblastech, kde se kombinuje vysoká teplota oceánů s intenzivním kontinentálním teplem.

Mezi nejpostiženější regiony patří Pákistán a Arabský poloostrov. Město Jacobabad v Pákistánu překročilo smrtelnou wet-bulb hranici 35°C v následujících zaznamenaných případech: 25. července 1987, 5. června 2005, 7. června 2005, 27. června 2010, 30. června 2010 a 13. července 2012. V regionu Perského zálivu byly zaznamenány wet-bulb teploty až 34,7°C v íránském Bandar-e Mahshahr.

Tyto extrémní hodnoty zatím trvaly pouze několik hodin, což zabránilo masivním obětem. Klimatické modely však předpovídają, že v budoucnu budou tyto události trvat déle a pokrývat větší oblasti.

Vlny veder a jejich dopad na zdraví

Vlny veder představují jeden z nejsmrtonosnějších typů přírodních katastrof. Mezi lety 2000 a 2019 způsobovaly extrémní teploty přibližně 489 000 úmrtí ročně, přičemž 45% z nich se vyskytlo v Asii a 36% v Evropě. Úmrtnost spojená s horkem u lidí starších 65 let vzrostla mezi lety 2000-2004 a 2017-2021 o alarmujících 85%.

Nebezpečí vln veder spočívá nejen v jejich intenzitě, ale i v jejich trvání. Když vysoké teploty přetrvávají i v noci, lidské tělo nemá možnost se zotavit. To je obzvláště nebezpečné pro osoby bez přístupu ke klimatizaci, což často postihuje ekonomicky znevýhodněné skupiny obyvatelstva.

Statistiky z USA ukazují dramatický nárůst vln veder: zatímco v 60. letech 20. století se vyskytovaly průměrně dvě vlny veder ročně, v období 2010-2020 to bylo již šest ročně. Průměrná délka vlny veder se navíc prodloužila z tří na čtyři dny.

Nejvíce ohrožené regiony světa

Klimatické změny způsobené lidskou činností výrazně zvyšují frekvenci a intenzitu nebezpečných kombinací horka a vlhkosti v určitých regionech světa. Jihovýchodní Asie patří mezi nejzranitelnější oblasti kvůli nízko položeným pobřežním oblastem, vysoké hustotě obyvatelstva a omezeným adaptačním kapacitám.

Jižní Asie čelí dramatickému nárůstu extrémního vlhkého tepla. V dubnu 2023 zasáhla region vlna veder s rekordními wet-bulb teplotami, která byla z velké části způsobena klimatickými změnami. Studie ukázaly, že při dalším oteplení o 0,8°C by se podobné události staly 10krát pravděpodobnějšími.

V Indii a Bangladéši by se při dosažení 2°C globálního oteplení mohly extrémní vlhké vlny veder opakovat každý až dva roky. Oblast je obzvláště zranitelná kvůli kombinaci monsunových větrů přinášejících vlhkost a vysokých kontinentálních teplot.

Fyziologické dopady na lidské tělo

Při vysokých wet-bulb teplotách dochází k selhání nejzákladnějšího chladicího mechanismu lidského těla. Člověk ztrácí přibližně 80% tepla prostřednictvím pocení, ale když je vzduch nasycen vlhkostí, pot se neodpařuje nebo se odpařuje velmi pomalu.

Tělo pak začína získávat teplo z okolního prostředí namísto toho, aby se zbavovalo vlastního tepla. Vnitřní teplota organismu začne stoupat nad bezpečných 37°C. Při dosažení vnitřní teploty 43°C (109°F) začínají selhávat biologické systémy.

Příznaky tepelného vyčerpání zahrnují: dehydrataci, ztrátu koncentrace, bolesti hlavy, nevolnost, závratě a v extrémních případech úplné selhání orgánů. Starší lidé, děti a osoby s chronickými onemocněními jsou obzvláště zranitelní, protože jejich termoregulační systémy jsou méně účinné.

Budoucí výhled a adaptační opatření

Klimatické modely předpovídají dramatické zhoršení situace. Při globálním oteplení o pouhé 2,5°C nad předindustriální úrovní budou některé části světa pravidelně zažívat wet-bulb teploty překračující hranici lidského přežití. Svět se již oteplil přibližně o 1,2°C.

Nejvíce ohrožené budou tropické regiony s vysokou vlhkostí, zejména pobřežní oblasti jihovýchodní Asie, části Indie a Pákistánu, a některé oblasti v okolí Perského zálivu. Podle studií by mohlo být do konce století nevhodných k životu až 11% území jihovýchodní Asie.

Klíčová adaptační opatření zahrnují: budování účinných systémů včasného varování, rozšiřování přístupu ke klimatizaci a chladicím centrům, vylepšení městského plánování pro snížení tepelných ostrovů, a rozvoj infrastruktury odolné vůči extrémnímu teplu.

Detekce a předpověď nebezpečných podmínek

Moderní meteorologie využívá sofistikované modely pro předpovídání nebezpečných kombinací tepla a vlhkosti. Wet-bulb teplotu lze vypočítat pomocí psychrometrických map nebo specializovaných kalkulátorů, které kombinují běžnou teplotu vzduchu s relativní vlhkostí.

Například teplota vzduchu 40°C při 30% vlhkosti odpovídá wet-bulb teplotě přibližně 26°C, zatímco stejná teplota při 75% vlhkosti dosahuje nebezpečných 35°C wet-bulb. Tato variabilita ukazuje, proč je důležité sledovat oba parametry současně.

Systémy včasného varování stále více využívají wet-bulb teplotu namísto tradičního heat indexu, protože poskytuje přesnější odhad zdravotních rizik. Některé americké státy již implementovaly pravidla pro zrušení venkovních aktivit při překročení určitých wet-bulb hodnot.