溫度計上的數字,並不能完全反映你實際感受到的炎熱程度。讓我們來認識夏季不可不知的熱指數,以及為什麼有些科學家認為應該重新思考現行的計算方式。
酷熱不只是令人不舒服的夏季現象,還可能有致命危險。在美國,天氣因素導致死亡的案例當中,高溫是首要原因;隨著全球氣溫持續升高,極端高溫帶來的威脅更是不容忽視。然而,溫度計上的數字並無法完全代表人體實際的感受。熱指數(heat index)結合了空氣溫度和溼度,用來衡量人體實際感受到的炎熱程度。
美國北卡羅萊納州夏洛特市獨立電視台WCCB首席氣象主播簡妮莎.韋伯(Janessa Webb)表示,留意熱指數非常重要。「當你走到戶外時,實際感受到的熱度可能和預期的不一樣;如果沒有做好準備,高溫很容易在你還沒意識到之前就對身體造成影響。」
擔任喬治亞東南聯合醫院(Southeast Georgia Health System)急診醫學部主任的急診醫師克雷格.勞頓(Kregg Laundon)說明,高溼度會讓人更難出汗,導致身體無法有效降溫。
「隨著熱壓力增加,人體可能會出現脫水、電解質失衡、熱痙攣、熱衰竭等情況,嚴重時就會中暑。」勞頓說。
不過,專家指出,大多數的熱傷害其實都可以事先防範。在這個炎炎夏日,讓我們來看看熱指數小知識,以及在高溫高溼環境下該怎麼保護自己。
什麼是熱指數?
熱指數是納入溼度(也就是空氣中的水蒸氣含量)和氣溫計算的綜合指標。韋伯說明,熱指數高的天氣,比起乾熱的乾式桑拿,感覺會更像蒸汽浴。「就是那種又悶又溼的熱。」若室外溫度是攝氏32度,但相對溼度達到70%,體感溫度可能高達攝氏41度。
美國南部和東南部地區,由於附近有來自墨西哥灣和大西洋的溫暖洋流,比其他地區更常出現高溼度天氣。
熱指數最早是由物理學家羅伯特.史特德曼(Robert Steadman)於1979年提出。同年,美國國家氣象局(簡稱NWS)也參考史特德曼的研究,建立了自己的熱指數計算公式。加州大學柏克萊分校地球與行星科學系的氣候物理學教授大衛.羅姆斯(David Romps)表示,NWS至今仍採用這套熱指數計算公式的修訂版本,而且大致上相當準確。
不過羅姆斯指出,問題出在史特德曼當年計算時遇到限制,無法計算氣溫高於華氏88度(約攝氏31度)時的熱指數。他的方程式假設汗水會持續積聚在皮膚上,直到皮膚周圍空氣中的水氣達到過飽和狀態為止。然而,多餘的汗水通常會從身上滴落,這一點史特德曼並沒有考慮到。羅姆斯表示,1970年代的熱浪不像今日這麼頻繁,因此即使無法計算極端溼熱天氣下的熱指數數值,在當時並不至於像現在這麼令人擔憂。如今的熱浪不僅轉移較慢,影響時間也比以往更長。
「一旦溫度超出史特德曼這套熱指數公式能計算的範圍,就沒有人真的知道該如何推估更高溫條件下的熱指數。」與羅姆斯共同發表熱指數研究的加州大學柏克萊分校博士後研究員盧奕銓(Yi-Chuan Lu)說。
羅姆斯表示,由於史特德曼的公式無法推算更高溫的情況,後來只能改用其他計算方式;然而,在某些情況下,這些替代算法會將人體實際感受到的熱度低估華氏10到20度(約攝氏6到11度)。「雖然這種情況只會發生在嚴重熱浪期間,但一旦出錯,誤差就非常大。」
此外,史特德曼設計這套熱指數時,是以理想情況為前提:假設對象是一位身體健康、待在陰涼處、穿著適合當天天氣的衣物,而且能隨時補充充足水分的人,因此算出的數值是反映這種情況下的體感溫度。
熱指數的計算方式是否需要調整?
盧奕銓和羅姆斯重新檢視了史特德曼的研究,並找到調整方法,讓他的計算公式能適用於更高溫、高溼的環境條件。他們希望延續2010年的一項研究,進一步探討是否有某個高溫臨界點存在,一旦氣溫超過這個門檻,地球便無法再維持適合人類居住的環境。兩人也認為,自己提出的計算結果比NWS目前的數值更準確。
以氣溫華氏100度(約攝氏38度)、相對溼度65%為例,根據NWS現行的熱指數,體感上大約相當於華氏136度(約攝氏58度);但盧奕銓和羅姆斯在延伸史特德曼原始公式後計算出的結果,實際感受相當於華氏153度(約攝氏67度)。NWS用來計算高溫高溼條件下「體感溫度」的方法,並不像史特德曼最初設計熱指數時那麼著重人體對高溫的生理反應;羅姆斯表示,這就是為什麼NWS的熱指數跟他和盧奕銓提出的計算方法會有明顯差異。「人體面對高溫時,往往在某個臨界點之前都還能正常調節;但一旦跨過那個門檻,身體狀況就可能迅速惡化。」
盧奕銓表示,NWS已經知道他與羅姆斯提出的新版熱指數。NWS發言人透過電子郵件表示:「根據長期以來的慣例,國家海洋及大氣總署(NOAA)不會為外部研究背書,也不會加以評論。」
這位發言人也表示:「NOAA下轄的NWS正在評估現行的高溫預報工具,找出可改善之處,並評估是否需要調整。」
他進一步指出:「熱指數有其優勢,也有其限制,因此NWS會利用三種不同的工具來評估極端高溫,並向民眾傳達相關風險,包括熱指數、綜合溫度熱指數(WBGT),以及高溫風險評分(HeatRisk)。這三種工具搭配使用,能比單看氣溫提供更完整的資訊,也更能作為向大眾傳達高溫風險的指標。」
加州大學聖地牙哥分校流行病學教授塔里克.本馬尼亞(Tarik Benmarhnia)表示,修改熱指數的計算方式固然有價值,但光靠這麼做還不足以挽救人命。
本馬尼亞解釋,最容易受到高溫危害的族群,未必能取得天氣警示資訊。
他補充說,即使這些民眾接收到當地的氣象預報,「知道某個熱指數顯示體感溫度是攝氏65度、而另一種算法算出來是攝氏55度,對他們實際面臨的情況可能也沒有多大的差別。」
「遺憾的是,要真正改善現況、改變人們的行為,還有很多事情需要去做,而修改指數計算方式只是整個龐大問題中的一小部分。」本馬尼亞說。他認為,未來需要更多不同領域的專家共同參與討論,並建議下一步可將實際健康資料納入這類高溫指標的設計與計算方式,進一步提升實用性。
熱指數偏高時,如何防範熱傷害?
勞頓建議,每喝一份電解質飲料,就搭配喝兩份水,以保持水分充足。電解質可以補充因流汗流失的鹽分,但搭配喝水,可以避免攝取過多不必要的糖分。他也建議定時到陰涼處或有空調的室內休息,根據天氣調整穿著衣物,並盡量避開中午到傍晚前這段最炎熱的時段。
他補充說:「大家也可以多主動關心年長鄰居、年幼孩童,以及沒有穩定空調設備可用的人。」
勞頓也提醒,許多藥物都可能增加高溫帶來的健康風險,從降血壓用的ACE抑制劑,到布洛芬(ibuprofen)等常見止痛藥,都包括在內。這些藥物可能會降低腎功能,導致體內藥物累積至中毒濃度,或造成體內電解質失衡而發生危險。
勞頓表示,熱痙攣是熱衰竭的早期徵兆。其他需要留意的症狀包括頭痛、頭暈、嚴重嘔吐和呼吸急促。中暑則比熱衰竭更為嚴重,可能導致意識混亂、癲癇,甚至失去意識。
勞登補充,如果看到有人出現熱傷害症狀,應立即叫救護車,在等待救援期間,可將冰袋放在對方的頭部和腋下,並將雙腳浸泡在水中協助降溫。若有空調,也可以把冷氣開強、降低室內溫度,並讓對方補充水分。
「要避免最後因熱傷害送進急診,最重要的是事先做好防範準備。每個人的生活條件不同,所以不可能有一套放諸四海皆準的方法,需要視情況調整因應。」
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