Thời tiết nóng như thể chúng ta đang ở trong một cái nồi hấp khổng lồ

Hà Nội và các tỉnh miền bắc đang trải qua một đợt nắng nóng đỉnh điểm được dự báo là sẽ còn kéo dài tới cuối tuần. Nhiệt độ ngoài trời vào ban ngày được ghi nhận trong khoảng từ 35-37 độ C.

Nhưng lưu ý, mức nhiệt độ này – cũng chính là con số mà bạn có được từ các bản tin dự báo thời tiết – chỉ là nhiệt độ không khí đo theo tiêu chuẩn của Tổ chức Khí tượng thế giới. Theo đó, mọi trạm khí tượng trên thế giới đều phải đặt nhiệt kế của họ trong bóng râm, ở độ cao 2 mét trong lều khí tượng, và phía bên dưới là một thảm cỏ tự nhiên.

Rõ ràng, nhiệt độ này sẽ khác xa mức nhiệt mà bạn đo được trên đường nhựa (có thể lên tới 60 độ C) hoặc ngay bên dưới nóc xe ô tô (có thể lên tới khoảng 50 độ C). Và đừng quên một thông số quan trọng khác: Độ ẩm cũng có thể ảnh hưởng tới mức nhiệt độ mà bạn cảm nhận được.

Một du khách nước ngoài tới Việt Nam từng phải thú nhận: "Lần đầu tôi chuẩn bị hạ cánh ở Việt Nam, tiếp viên hàng không thông báo nhiệt độ ở Hà Nội là 32 độ C. Tôi nghĩ 'Chà, cũng không nóng quá so với Arizona', nhưng khi bước chân ra khỏi máy bay thì trời ở đó nóng cứ như là 43 độ vậy".

Nó được gọi là nhiệt độ Real Feel (Nhiệt độ cảm nhận), và trong điều kiện nắng nóng, nhiệt độ mà bạn cảm nhận được luôn cao hơn con số trên bản tin thời tiết. Lý do là bởi độ ẩm của không khí khiến bạn cảm thấy oi bức hơn.

Hãy lấy một ví dụ, Arizona là một vùng có khí hậu sa mạc, nóng nhưng khô ở Mỹ. Nếu nhiệt độ không khí của họ là 43 độ C và độ ẩm 10%, mức "Real Feel" của họ có thể chỉ tương đương với một ngày Hà Nội 32 độ C nhưng có độ ẩm 70%.

Còn những ngày này ở Hà Nội, nhiệt độ từ 35-37 độ C với độ ẩm dao động từ 55-65% có thể đẩy mức nhiệt độ cảm nhận lên tới 45-50 độ C. Liệu những con số này có còn nằm trong khoảng chịu đựng được của chúng ta hay không?

Và điều gì sẽ xảy ra nếu thời tiết trở nên quá nóng? Hãy cùng tìm hiểu.

Một thí nghiệm trong phòng hấp

Để trả lời câu hỏi "nóng như thế nào thì con người không chịu được?", một nhóm các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Noll tại Đại học Penn State, Hoa Kỳ đã làm một nghiên cứu nhỏ.

Họ tuyển dụng 25 tình nguyện viên là những người trẻ khỏe mạnh, trong độ tuổi 18-34, để tham gia vào một thí nghiệm. Các tình nguyện viên sẽ được đưa vào một căn phòng, giống như phòng xông hơi với nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát.

Nhưng trước khi bước vào căn phòng đó và đối mặt với những căng thẳng nhiệt có thể xảy ra, mỗi tình nguyện viên sẽ được yêu cầu nuốt một viên thuốc điện tử. Bên trong viên thuốc này là một thiết bị đo nhiệt độ lõi cơ thể.

Nhiệt độ lõi là nhiệt độ xung quanh các cơ quan nội tạng quan trọng của bạn chẳng hạn như tim, gan, đường ruột – là chỉ số mà cơ thể bạn luôn muốn giữ ổn định ở khoảng 37 độ C. Nó khác với nhiệt độ trên da hoặc vùng ngoại vi cơ thể như bàn chân hoặc bàn tay, những vùng thường lạnh hơn vì ít có hoạt động quan trọng diễn ra ở khu vực đó.

Để đo được nhiệt độ vùng ngoại vi, bạn chỉ cần dùng đến những chiếc nhiệt kế phổ thông, hoạt động bằng thủy ngân, cảm biến nhiệt hoặc tia hồng ngoại. Nhưng nhiệt kế đo nhiệt độ lõi thì khác, bạn phải nuốt chúng xuống dạ dày.

Những viên nang điện tử này có chứa cảm biến nhiệt và một bộ phận giao tiếp không dây. Nó sẽ liên tục truyền tín hiệu Bluetooth ra bên ngoài để các nhà khoa học đo được nhiệt độ xung quanh nội tạng của tình nguyện viên trong thời gian thực.

Trong căn phòng hấp, họ được yêu cầu ngồi im xen kẽ với các vận động vừa đủ để mô phỏng hoạt động tối thiểu của cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như nấu ăn hoặc ăn uống.

Cùng khoảng thời gian đó, các nhà khoa học sẽ từ từ tăng nhiệt độ và độ ẩm ở trong phòng và theo dõi khi nào thì nhiệt độ lõi của cơ thể các tình nguyện viên bắt đầu tăng lên một cách mất kiểm soát.

Đây được gọi là mức giới hạn môi trường tới hạn. Dưới ngưỡng này, cơ thể có thể tự nó làm mát để duy trì nhiệt độ lõi tương đối ổn định theo thời gian. Vượt qua ngưỡng này, nhiệt độ lõi sẽ tăng lên liên tục, kéo theo nguy cơ sốc nhiệt, thậm chí đe dọa tính mạng.

Chúng ta cũng đang ở trong một căn phòng hấp khổng lồ

Bây giờ, hãy tưởng tượng một đất nước nhiệt đới gió mùa như Việt Nam, nơi độ ẩm trung bình ngày ngoài trời mùa hè của chúng ta hiếm khi xuống dưới ngưỡng 70%. Chúng ta thực sự đang ở trong một căn phòng hấp khổng lồ của khí hậu.

Câu hỏi đặt ra là điều gì sẽ xảy ra, nếu độ ẩm không khí cao trong những ngày nắng nóng? Để có thể trả lời, chúng ta phải ôn lại cách mà cơ thể con người với tư cách là một sinh vật đẳng nhiệt điều hòa thân nhiệt xung quanh ngưỡng 37 độ C.

Giả sử trong mùa hè, bạn cầm trên tay một cốc trà đá thì sự tiếp xúc vật lý giữa tay và cốc trà sẽ truyền nhiệt từ cơ thể vào đó, khiến thân nhiệt của bạn hạ xuống. Đây được gọi là cơ chế dẫn truyền nhiệt, thường chiếm khoảng 2% lượng thân nhiệt mà bạn tỏa ra.

Cơ chế làm mát thứ hai gọi là đối lưu chiếm một tỷ trọng cao hơn, khoảng 10%. Đó là khi bạn bật quạt để thổi dòng không khí mát vào người mình, mang dòng không khí nóng xung quanh cơ thể đi chỗ khác.

Cơ chế bức xạ có thể chiếm tới 65% lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể bạn. Nhưng nó chỉ xảy ra khi cơ thể bạn nóng hơn nhiệt độ môi trường ngoài, hay nói cách khác là vào mùa đông.

Còn trong mùa hè, khi nhiệt độ môi trường cao hơn cơ thể, bức xạ có thể tạo ra hiệu ứng ngược. Nhiệt từ bên ngoài sẽ làm nóng cơ thể bạn như một con gà bị quay trong lò nướng.

Cơ chế làm mát tốt nhất trong mùa hè, hóa ra lại là bay hơi. Đó là khi cơ thể bạn đổ mồ hôi. Nhiệt trong cơ thể sẽ truyền ra các giọt mồ hôi đọng trên da, làm nóng chúng rồi bay hơi đi.

Không chỉ con người, các loài động vật khác cũng sử dụng cơ chế hạ nhiệt bốc hơi này, chẳng hạn như những con chó hay lè lưỡi ra trong mùa hè và thở hổn hển, hoặc những con chuột túi có thói quen liếm cẳng tay của chúng.

Mồ hôi có thể giúp bạn giải tỏa khoảng 35% nhiệt lượng với hai điều kiện: bạn phải uống bù nước liên tục để sinh mồ hôi và mồ hôi có thể bay hơi khỏi da nhanh chóng. Muốn vậy, độ ẩm không khí phải thấp.

Khi bạn ở trong một môi trường có độ ẩm cao, mồ hôi sẽ không thể bốc bay mà sẽ đọng lại trên da. Nhiệt thoát ra từ cơ thể bạn sẽ bị bẫy lại trong các giọt mồ hôi đó. Nó sẽ chặn con đường thoát nhiệt hiệu quả nhất của bạn.

Do đó, tại thời điểm bạn bắt đầu thấy áo mình ướt và làn da nhớp nháp, bạn biết rằng mình sắp phải đối mặt với một cái nóng cực kỳ khó chịu. Đó chính hiện tượng "oi" mà chúng ta thường thấy trong những ngày nóng ẩm ở Việt Nam.

Nóng ẩm tới mức nào thì quá sức chịu đựng?

Trở lại với thí nghiệm trong căn phòng hấp của các nhà khoa học tại Đại học Penn State. Trước khi nó được tiến hành, các nhà khoa học cho rằng những người trẻ tuổi và khỏe mạnh có thể chịu được một ngưỡng nhiệt tương đương 35 độ C ở độ ẩm 100%.

Đây được gọi là ngưỡng "nhiệt độ bầu ướt", khi cơ thể bạn không thể làm mát bằng cơ chế bay mồ hôi được nữa. Tính ra nhiệt độ Real Feel, đó là khoảng 70 độ C.

Tuy nhiên kết quả thí nghiệm lại cho thấy trong căn phòng hấp, các tình nguyện viên chỉ có thể chịu được ngưỡng nhiệt độ 31 độ C ở độ ẩm 100%. Nếu độ ẩm giảm xuống 60%, nó tương đương với ngưỡng 38 độ. Tính ra nhiệt độ Real Feel, con số này là 49 độ C.

Vượt qua con số giới hạn, nhiệt độ lõi cơ thể của các tình nguyện viên bắt đầu tăng lên một cách mất kiểm soát. Kết quả là những viễn cảnh không mấy có hậu.

Khi thân nhiệt của chúng ta tăng từ 37 lên tới 38,5 độ C, hầu hết mọi người sẽ bắt đầu cảm thấy mệt mỏi. Các triệu chứng tiếp tục tăng tiến khi thân nhiệt leo thang, vượt ra ngoài phạm vi hoạt động an toàn của các cơ quan quan trọng như tim, não và thận.

Lấy ví dụ như tim, nhiệm vụ của nó giống một cái máy bơm duy trì huyết áp cho cơ thể. Khi thân nhiệt tăng lên, máu sẽ đặc lại khiến nhịp tim và lực nó sản sinh trong mỗi lần co bóp đồng thời cũng phải tăng lên.

Nhưng bản thân trái tim cũng cần phải được cung cấp nhiều máu hơn mới có thể hoạt động trong điều kiện căng thẳng. Và khi lưu lượng máu tới tim sẽ không còn đáp ứng được nhu cầu của chính nó, một cơn trụy tim sẽ xảy ra như trong nhiều cái chết đã được ghi nhận dưới thời tiết nóng bức.

Chạm đến mức 40 độ C, ngoại trừ một số vận động viên ưu tú, chẳng hạn như những người tham gia giải đua Tour de France có thể chịu đựng nó trong một khoảng thời gian giới hạn, cơ thể của hầu hết mọi người bình thường khác sẽ bắt đầu dừng hoạt động.

Mồ hôi của chúng ta sẽ ngừng tiết ra khi thân nhiệt lên đến mức 42 độ C. Quá trình làm mát bằng nước bị ngừng lại sau đó sẽ đẩy nhiệt độ lõi cơ thể lên cao hơn nữa.

Tới 44 độ C, não bộ lúc này sẽ phải chùn bước. Nó có thể đưa bạn vào trạng thái lú lẫn, kích động, khiến bạn không kiểm soát được lời nói của mình và rơi vào hôn mê.

Mất nước tới mức này đã khiến máu của bạn trở nên đặc và lưu lượng của nó giảm xuống. Cơ thể sẽ ưu tiên máu cho các bộ phận quan trọng và bỏ qua các cơ quan ít quan trọng hơn như thận hoặc ruột. Không có máu lưu thông, ruột của bạn có thể bị thủng và rò rỉ, tạo ra những khu vực viêm lan tỏa.

Các mạch máu có thể bị tổn thương và máu có thể đông lại. Các tế bào thậm chí có thể tan rã khi protein của chúng bị phá vỡ. Thận của bạn sẽ không còn lọc được máu nữa, chất thải tế bào sẽ nhanh chóng tích tụ lại và đầu độc cơ thể.

Tổn thương tế bào do độc tế bào nhiệt và thiếu máu cục bộ tiếp đó dẫn đến các tình trạng nghiêm trọng đe dọa tính mạng, chẳng hạn như hoại tử ống thận cấp tính, mất chức năng não vĩnh viễn, nội độc tố gan trong máu, viêm tuyến tụy và tổn thương nội mô phổi.

Đến lúc này, tất cả các nội tạng của bạn đã giống như một dãy domino đổ sập xuống. Không lâu sau, bạn sẽ chết.

Trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes, các nhà khoa học tổng kết lại nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động của 7 nội tạng gồm não, tim, ruột, thận, gan, phổi và tuyến tụy.

Và nhiệt có thể gây ra 5 cơ chế tử vong bao gồm thiếu máu cục bộ, đầu độc tế bào, phản ứng viêm, đông máu nội mạch và tiêu cơ vân. Nếu nhân 5 cơ chế này với 7 cơ quan nội tạng rồi trừ đi những trường hợp trùng nhau, có tất cả 27 cách mà hiện tượng quá nhiệt có thể giết chết bạn.

Liệu con người có thể tiến hóa để chịu nóng tốt hơn?

Dưới tác động của biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính và quá trình nóng lên của Trái Đất, các đợt nắng nóng trên toàn cầu ngày càng diễn ra gay gắt và tiệm cận - nếu không muốn là vượt quá - các giới hạn mà con người có thể chịu đựng.

Chẳng hạn như ngày 8 tháng 7 năm 2003, thành phố Dhahran của Ả Rập Saudi đã đo được mức nhiệt độ ngoài trời lên tới 81 độ C, nhiệt độ bầu ướt là 42 độ C tương đương với mức nhiệt cảm nhận Real Feel lên tới 125 độ C.

Một đợt nắng nóng năm 2015 tại Ấn Độ chứng kiến nhiệt độ bầu ướt ở Andhra Pradesh vượt ngưỡng 30độ. Cùng năm đó hai thành phố ở Iraq và Iran cũng ghi nhận mức nhiệt độ bầu ướt 33,5 độ C.

Vào tháng 5 và tháng 6 năm nay, một đợt nắng nóng quét qua Nam Á đã khiến thành phố Jacobabad, Pakistan, ghi nhận nhiệt độ bầu ướt tối đa lên tới 33,6 độ C (tương đương mức nhiệt độ cảm nhận real feel là 63 độ C).

Và Delhi, thủ đô của Ấn Độ thậm chí đã chạm tới ranh giới nhiệt bầu ướt 35 độ C mà con người có thể chịu đựng được trên lý thuyết. Vậy liệu loài người có thích nghi được với quá trình biến đổi khí hậu ấy hay không?

Câu trả lời là có, cơ thể chúng ta có thể thích nghi với nhiệt độ nóng. Trong một nghiên cứu trên 42.000 thợ mỏ bản địa ở Nam Phi trước đây, các nhà khoa học nhận thấy 25% số người có thể thích nghi tốt với việc được cử xuống làm việc trong mỏ nóng.

Nếu bạn có thể dành 2 giờ mỗi ngày trong vòng 1 tuần để làm việc ngoài trời nóng bức, cơ thể của bạn sẽ bắt đầu thích nghi. Nhiệt độ lõi cơ thể của bạn sẽ bắt đầu giảm xuống, trong khi bạn đổ mồ hôi ở nhiệt độ thấp hơn và tim đập nhẹ nhàng hơn khi gặp căng thẳng nhiệt.

Quá trình thích nghi này có thể tăng khả năng chống chịu của con người, giúp các cơ chế sinh lý của cơ thể được điều chỉnh để làm quen và giảm khả năng bị tổn thương bởi nhiệt độ nóng.

Nhưng thích nghi cũng có giới hạn của nó. Một số mức nhiệt đơn giản là quá nóng, vượt quá mức chịu đựng của tim. Trước đó, quá trình đổ mồ hôi không còn làm mát kịp cơ thể, đặc biệt là khi chúng ta vận động hoặc tập thể dục.

Cơ thể con người cũng bị giới hạn bởi sự hoạt động của thận. Nó không thể tiết kiệm nước và chất điện giải vĩnh viễn. Mà lượng nước nạp vào cũng bị giới hạn bởi khả năng và thời gian hấp thụ của ruột.

Thích nghi với nhiệt yêu cầu cơ thể đổ mồ hôi, mà điều đó sẽ dẫn đến mất nước và chất điện giải. Cả hai quá trình này đều ảnh hưởng đến hoạt động của tim.

Bởi vậy, ngay tại thời điểm này, cách duy nhất để thích nghi với những ngày nắng nóng đỉnh điểm là uống đủ nước, bù điện giải và trông cậy vào điều hòa nhiệt độ. Tuy nhiên, dùng điều hòa cũng phải có chiến lược.

Tại các nước có thời tiết nóng khô, những chiếc quạt phun sương, quạt điều hòa tỏa ra hơi nước thường được lựa chọn để làm mát và bù độ ẩm. Tuy nhiên, chúng thường không có tác dụng ở những nơi có độ ẩm cao như Việt Nam.

Đặt một chiếc quạt phun sương trong phòng kín có thể còn khiến bạn ngột ngạt hơn trong một ngày hè oi bức:

Ở phía ngược lại, các loại điều hòa làm khô không khí là lựa chọn sáng suốt cho điều kiện nóng ẩm như ở Việt Nam, trong khi có một thực tế là chúng ít phổ biến ở nhiều nước như Châu Âu.

Quạt điện cũng ít khi được dùng ở các nước có khí hậu nóng khô, vì nó có thể thổi không khí khô nóng vào người và làm gia tăng nguy cơ sốc nhiệt. Tuy nhiên, trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, quạt lại giúp ích vì nó tạo được dòng không khí đối lưu, giúp mang mồ hôi ra khỏi da bạn nhanh hơn.

Đó cũng là nguyên lý chúng để đối phó với những kiểu thời tiết nóng ẩm: Làm sao để mồ hôi thoát đi nhanh nhất! Bạn có thể tập thói quen mang bên mình một chiếc khăn hoặc giấy thấm mồ hôi để sử dụng khi cần thiết.

Lau mồ hôi ra khỏi da sẽ giúp giải phóng lượng nhiệt mà các giọt nước ở đó đang bắt giữ:

Mặc quần áo cotton có thể là một giải pháp khác. Nhưng hãy cảnh giác với cotton, bởi nó là một chất liệu thấm và giữ nước mạnh. Bạn cần thay áo cotton khi nó đã ướt và không còn khả năng thấm nước nữa.

Đừng mặc áo cotton khi chơi thể thao, vì nó chỉ giữ nước lại mà thôi. Trong trường hợp đổ mồ hôi nhiều, bạn nên mặc quần áo thể thao chuyên dụng được làm từ sợi polyester. Loại vải này sẽ giúp đẩy mồ hôi lên trên bề mặt và khiến nó bay hơi nhanh hơn.

Tham khảo Theconversation, Weatherspark, Science, Nytimes