Als het te heet wordt voor warmbloedige mensen

Klimaat De mens koelt af door transpiratie. Wordt het vaker zo heet en vochtig dat er niet tegenop te zweten is?

Een toerist bij de thermometer in het bezoekerscentrum van Death Valley National Park in Californië, vorige week.
Een toerist bij de thermometer in het bezoekerscentrum van Death Valley National Park in Californië, vorige week. Foto Patrick T. Fallon/AFP

Vorige week waarschuwden weerdiensten in het zuidwesten van de Verenigde Staten voor extreme hitte, met temperaturen rond de 45°C in bijvoorbeeld Phoenix, en 50°C in Palm Springs. Een paar weken daarvoor werden soortgelijke temperaturen gemeten in diverse delen van India. De aarde warmt op, hittegolven treden op veel plaatsen vaker op. Zijn er eigenlijk plekken op de wereld die, bij verdere opwarming, onleefbaar worden voor de mens?

Lees over de toenemende hitte in Indiase steden: In India worden zelfs de nachten ondraaglijk

„Ja”, zegt milieugezondheidsepidemioloog Tord Kjellstrom. Hij is directeur van het Health and Environmental International Trust, een Nieuw-Zeelandse stichting die onderzoek doet naar hittestress. „Op het heetst van de dag, in het heetste seizoen, zal het in veel steden, met name in de tropen en de subtropen, zo heet worden dat het onmogelijk wordt om te werken en te leven, tenzij er koelsystemen worden aangelegd.” En met ‘zo heet’ bedoelt hij dat zowel de temperatuur als de luchtvochtigheid hoog is. Bij die combinatie kan de mens zijn overtollige warmte nog maar moeilijk kwijt. Dan treedt hittestress op. Dat begint met duizeligheid, misselijkheid, jeuk, spierkrampen. Maar het kan eindigen in het falen van organen, brede ontstekingsreacties, en uiteindelijk de dood.

De mens is warmbloedig, net als andere zoogdieren en vogels, en houdt zijn inwendige temperatuur op een constant peil. Bij de mens ligt dat om en nabij de 37°C. De productie van warmte gebeurt via de verbranding van suikers en vetten. In rust zijn het de organen die warmte leveren, bij inspanning zijn het hoofdzakelijk de spieren.

Dodelijke omstandigheden

Warmt een menselijk lichaam op dan verwijden de bloedvaten, zodat er meer bloed langs de huid gevoerd wordt, om daar warmte aan de omgeving af te geven. De temperatuur van de huid ligt in de regel lager dan de inwendige temperatuur, zo rond de 35°C. Vanaf de huid kan het lichaam zijn warmte kwijtraken via straling, convectie of zweten. Bij warm weer of bij inspanning wordt zweten al gauw het belangrijkste mechanisme. Warmte kwijtraken via straling wordt lastig als de zon schijnt en de inkomende straling groter is dan de uitgaande. Een hoge luchttemperatuur blokkeert het convectiemechanisme. Maar bij toenemende luchtvochtigheid wordt ook zweten lastiger.

Waar ligt de grens? In welke omstandigheden wordt het voor de mens onleefbaar? Een groep onderzoekers heeft dat proberen vast te stellen op basis van bijna 2.000 heat events tussen 1980 en 2014 (Nature Climate Change, 19 juni 2017). Ze keken naar de heersende temperatuur en luchtvochtigheid, en de sterfgevallen die er vielen. Op basis daarvan maakten ze een grafiek, met een grens tussen dodelijke en niet-dodelijke omstandigheden. Er loopt een curve van circa 28°C en bijna 100 procent luchtvochtigheid, tot 40°C en 20 procent luchtvochtigheid. Maar Kjellstrom heeft kritiek op de grafiek. „De curve is geen absolute grens. Want die houdt geen rekening met maatregelen die genomen kunnen worden.” Zo stierven bij de hittegolf in Europa in 2003 zeker 70.000 mensen. Maar daarna voerden landen een hitteplan in (Nederland in 2007) met adviezen als: blijf in de schaduw, drink voldoende, span je niet te veel in, draag luchtige kleding, zet een ventilator aan.

Andere publicaties gaan uit van de zogeheten natteboltemperatuur (wet bulb temperature, zie bijvoorbeeld PNAS, 25 mei 2010, en Science Advances, 8 mei 2020). Die wordt vastgesteld met twee kwikthermometers in een luchtstroom. Bij een van de thermometers is het kwikreservoir omwikkeld met een natte doek. Met deze methode kun je bepalen tot welke temperatuur een gegeven lucht, ergens ter wereld, kan afkoelen om een luchtvochtigheid van 100 procent te bereiken. Gebieden die uitkomen op een wet-bulbwaarde van 35 (een temperatuur van 35°C en een luchtvochtigheid van 100 procent) worden als onleefbaar geacht, want warmteverlies via convectie en zweten zijn dan niet mogelijk. Maar ook deze methode kent zijn beperkingen, zegt Kjellstrom „Het is vooral een fysisch concept. Het is niet gebaseerd op ervaringen uit de praktijk.” Dat zegt ook George Havenith, hoogleraar fysiologie en ergonomie aan de Loughborough University. Bij die waarde van 35 gaat men ervan uit dat de mens in rust verkeert. „Maar bij veel lagere waardes wordt werken, of überhaupt een inspanning leveren, al lastig of onmogelijk.” En hoe kan de mens in een gebied leven als elke inspanning te veel is?

Toch zijn al deze publicaties niet nutteloos, zegt Kjellstrom. Ze wijzen dezelfde gebieden aan waar het nu al lastig is voor de mens, en waar het in de toekomst nog vervelender wordt – afhankelijk van de snelheid waarmee klimaatverandering zich doorzet. Een gevaarlijk warm en vochtig klimaat heerst nu al bij tijd en wijle in grote delen van Zuid-Azië, landen rond de Perzische Golf, het noorden van Australië, het zuidwesten van de Verenigde Staten, en het midden van Zuid-Amerika. In de toekomst zullen die gebieden uitbreiden.

Er zijn grote aanpassingen nodig, zeggen Kjellstrom en Havenith. Van bijvoorbeeld arbeidstijden, huizenbouw, kleding. Maar niet iedereen heeft er het geld voor, zegt Kjellstrom. In het rijke Singapore heeft alles een airco. De huizen, de auto’s, de metro’s, de kantoren. Maar in andere landen leven mensen in krottenwijken met stalen golfplaten daken. „Of denk aan gevangenissen in Amerika, die soms zo heet zijn dat mensen er sterven.”