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위험할 정도로 후덥지근한 온도에 대한 제한이 너무 높게 설정돼

우리의 내열성이 생각보다 낮다.
위험할 정도로 후덥지근한 온도에 대한 제한이 너무 높게 설정돼

실험에서 알 수 있듯이 덥고 습한 날씨에 대한 인간의 내성은 이전에 가정한 것보다 분명히 낮다. 습도가 높은 31도의 낮은 열만으로도 젊고 건강한 피험자의 신체 중심 온도를 위험하게 상승시킬 수 있다. 지금까지는 차가움의 한계 온도 35도를 잠재적인 치명적 임계치로 여겼다. 이는 기후 변화와 폭염 증가로 인해 이전에 생각했던 것보다 더 많은 사람이 위험에 처할 수 있다는 의미다. 

▲ 내열성의 상한선은 어디까지일까?

우리 몸은 일반적으로 더운 날에도 중심 온도를 37도 미만으로 유지한다.
발한 중 증발하면서 만들어내는 냉각으로 필요한 온도를 맞춘다. 그러나 문제는 습도가 높으면 땀이 더 증발하지 않고 냉각 효과가 발생하지 않는다는 것이다. 과열의 위험이 있으며 극단적인 경우 사망할 수 있다.

한계는 어디일까?

지금까지 건강한 사람은 35도의 서늘한 한계 온도에서 6시간 이상 버틸 수 없다는 가정이 있었다. 이 한계는 온도와 습도의 조합으로 인해 발생하며 100% 습도에서 35도 또는 50% 습도에서 46도에 해당한다. 그러나 문제가 있다. "이 이론적인 한계값은 생리학적 원리를 기반으로 하지만 아직 경험적 데이터에 의해 검증되지 않았다"고 Pennsylvania State University의 다니엘 베셀리노(Daniel Vecellio)와 그의 동료들은 보고했다.

연구를 위해 그들은 18세에서 34세 사이 24명의 건강한 피시험자들을 기후 챔버의 다양한 열과 습도 조합에 노출시켰다. 모든 참가자는 가벼운 티셔츠와 반바지만 입고 러닝머신이나 자전거에서 천천히 움직여 일상 활동의 전형적인 움직임을 모방했다. 여러 신체 부위에서 땀 생성과 피부 온도를 측정했으며, 삼킨 센서 캡슐은 지속적으로 중심 온도를 기록했다.

▲ 출처: 관련논문 Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects (PSU HEAT Project)

25도에서 치명적인 가열

측정 결과:
테스트 대상의 중심 온도가 일반적인 냉각 한계 온도인 35도보다 훨씬 낮은 임계값에 도달했다. 거의 100%에 달하는 높은 습도에서 한계값은 대신 30~31도였다. Vecellio와 그의 팀은 "6가지 다른 실험 변형의 대상 중 누구도 이론적인 한계인 35도에 도달하지 않았으며 그 값은 그 이하에서도 중요하게 되었다"고 보고했다.

또한 흥미로운 것은 이전에 가정한 것과 달리 습도가 약간 낮아도 내열성이 높아지지 않았다. 대신 이러한 조건에서 임계 냉각 한계 온도는 25~28도였다. "따라서 덥고 건조한 환경의 임계 냉각 한계 온도는 문헌값보다 거의 10도 낮았다"고 팀은 기술했다. 그들이 관찰한 바와 같이, 이것은 부분적으로 피험자들이 낮은 습도에도 불구하고 특정 온도 이상에서 땀 생산 증가를 중단했기 때문이다.

과소평가된 기후 변화로 인한 열 위험

연구원들에 따르면, 이러한 발견은 중대한 결과를 초래한다. 공동 저자인 Larry Kenney는 "기후가 변하고 더 빈번하고 더 강렬한 열파가 발생할 것이다"며 "우리의 결과는 세계의 습한 지역에서 냉각 한계 온도가 31도 이상으로 올라갈 때 걱정하기 시작해야 함을 나타낸다"고 말했다. 젊고 건강한 사람들도 이러한 조건에 의해 육체적으로 압도될 수 있다.

한계값이 더 높더라도 연구에서는 앞으로 전 세계적으로 12억 명의 사람들이 생명을 위협하는 폭염을 경험할 것이라고 가정한다. Ede의 일부 지역은 최소한 에어컨 및 기타 균형 조치 없이는 여름에 완전히 거주할 수 없게 될 수도 있다. 임계 냉각 한계 온도가 이제 예상보다 낮으면 영향을 받는 사람과 지역의 범위가 훨씬 더 커질 수 있다.

Vecellio와 그의 동료들은 "우리가 결정한 임계 허용 한계는 우리 행성의 일부가 이미 정기적으로 보상할 수 없는 냉각 한계 온도를 경험하고 있음을 문서화했다"고 말했다.

보편적인 제한 없음

동시에 실험은 기후 조건에 따라 임계 임계값이 이전에 생각했던 것보다 더 많이 다를 수 있음을 보여준다. "전 세계적으로 인간의 온도 내성에 대한 보편적인 임계 저온 한계 온도는 있을 수 없다"고 연구원들은 강조한다. 따라서 기후 위험은 훨씬 더 지리적으로 고려되어야 한다.
(Journal of Applied, Physiology, 2022; doi: 10.1152/japplphysiol.00738.2021)
출처: Pennsylvania State University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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