Termometrul umed este instrument ce măsoară această temperatură. Simplificând putem spune că acest instrument este compus dintr-un termometru standard a cărui sondă este acoperită cu un înveliș de pânză umedă. Când apa se evaporă din înveliș, ea consumă căldura din aer, răcind astfel aerul și termometrul. Temperatura înregistrată de acesta este temperatura termometrului umed (TTU). Dacă aerul este complet saturat cu umiditate (adică umiditatea relativă este de 100%), temperatura termometrului umed va fi egală cu temperatura aerului.

Temperatura termometrului umed este o mărime importantă în meteorologie pentru că este legată de umiditatea relativă și evaporarea apei, care joacă un rol cheie în formarea și dezvoltarea norilor și precipitațiilor. TTU este de asemenea un indicator pentru studierea stresului termic asupra oamenilor deoarece reflectă capacitatea organismelor de a se răci prin transpirație.

Oamenii sunt incapabili să supraviețuiască la valori ale TTU peste 35°C (aproximativ echivalent cu 40°C și umiditate relativă de 75%.) pentru perioade lungi de timp, indiferent de cât de multă apă beau sau cât de mult stau la umbră. Prin urmare, creșterile prognozate ale TTU ca urmare a schimbărilor climatice ar putea avea consecințe grave pentru sănătatea și supraviețuirea umană. Pentru a înțelege mai bine de ce există această limită* trebuie să pornim de la procesele fizice care mențin temperatura corpului la valori apropiate de 36.5°C. Această temperatură de 36.5°C trebuie menținută în condițiile în care metabolismul uman generează aproximativ 100 W**. Procesele fizice care permit termoreglarea sunt transferul de căldura și transpirația. Transferul de căldură are loc atunci când există o diferență de temperatură între corpul uman și mediul înconjurător. Dacă temperatura aerului este mai mică decât cea a corpului atunci transferul de căldură are loc de la corpul mai cald la aerul mai rece. 

Să presupunem că ne aflăm într-o încăpere în care există condiții optime de temperatură (i.e., 24–27°C). Curenții de aer care există în acea încăpere vor aduce aerul mai rece în contact cu pielea mai caldă (se poate astfel transfera acel surplus de 100 W generat de metabolism). Să presupunem apoi că temperatura aerului din încăpere este mai mare decât cea a corpului. Curenții de aer din încăpere nu vor mai transporta căldura de la corp la mediu. În acest caz putem modifica curenții de aer din încăpere utilizând un ventilator. Vom creste astfel viteza curenților de aer la suprafața pielii facilitând transferarea celor 100 W (chiar dacă temperatura mediului este mai mare decât cea a corpului). 

Transpirația este un al mecanism de reglare a temperaturii corpului. Atunci când apa se evaporă are loc un transport de căldură împreună cu vaporii de apă. (Trebuie să transpirăm aproximativ 2.6 grame pe minut pentru a pierde cei 100 W care rezulta din metabolism).  Să presupunem acum că ne aflam într-o situație în care temperatura mediului înconjurător este de 36.5°C (apropiata de cea corpului). Să presupunem de asemenea că umiditatea relativă din mediul înconjurător este de 100% (aerul este complet saturat cu vapori de apă). În această situație transferul de căldură între corp și mediul înconjurător nu mai are loc pentru că nu există nici o diferență de temperatură. Transpirația nu mai are loc deoarece umiditatea relativa este 100%. Corpul nu va mai putea pierde cei 100 W iar energia va începe să se acumuleze în corp. Dacă aceste condiții de mediu se mențin atunci poate interveni decesul. 

Până în acest punct am considerat separat temperatura și umiditatea relativă. Putem însă utiliza temperatura termometrului umed care reprezintă temperatura și umiditatea relativa la care apa "nu se mai evaporă de pe termometrul umed". În acest caz aerul este saturat în raport cu vapori de apa, iar TTU va continua să crească.  Practic TTU ne arată cât de periculoasă este o anumită combinație de temperatură și umiditate. Valori TTU mai mare de 30°C sunt periculoase și pot fi chiar fatale dacă expunerea este prelungită. De exemplu, în cazul valului de căldură din Rusia din 2010 au fost observate valori de 28°C pentru TTU. Valori TTU mai mare de 35°C sunt fatale pentru că reprezintă o limita pentru corpul uman.

Ce este îngrijorător este că valori foarte mari pentru Tw au fost deja observate în Pakistan și în Golful Persic conform unui studiu publicat în 2020. Pentru Romania, același studiu a arătat că pentru majoritatea stațiilor meteo au fost observate valori mai mici de 26°C pentru TTU. Excepția este regiunea de sud-est a României unde au fost observate valori intre 27–29°C pentru TTU.

Un set de date publicat în 2022 și care conține date de la 18 stații meteo din România furnizează mai multe detalii despre evoluția TTU (valoare maximă zilnică) între 1981-2020. Figura 1 reprezintă valoarea anuală a percentilei de 99.9 pentru valorile anuale TTU pentru cele 18 stații meteo. Pentru perioada analizată cele mai mari valori TTU de aproximativ 30°C au fost înregistrate în iunie 1985 la Constanța.

În concluzie, este important să studiem în continuare impactul temperaturilor extreme asupra sănătății în special în contextul schimbărilor climatice. Cu atât mai mult cu cât studii recente au arătat că limita teoretică de 35°C pentru TTU este în realizate mult mai mică. Valoarea de prag pe care corpurile noastre nu o pot tolera este de 31.5°C.

———————

*O parte din detaliile incluse în acest articol au fost preluate din articolul “Valurile de căldură - cum facem față acestui risc major?“ publicat pe site-ul infoclima.ro.

**Mai multe detalii (o parte incluse în acest articol) privind termodinamica atmosferei și mecanismele de termoreglare ale organismului uman pot fi găsite la: https://www.theclimatebrink.com/p/how-extreme-heat-kills-you