Las olas de calor de hoy se sienten mucho más calientes de lo que implica el índice de calor

Las olas de calor de hoy se sienten mucho más calientes de lo que implica el índice de calor

agosto 16, 2022 0 Por RenzoC

Si observaste el índice de calor durante las olas de calor pegajoso de este verano y pensaste: «¡Seguro que hace más calor!», es posible que tengas razón.

Un análisis realizado por climatólogos de la Universidad de California, Berkeley, encuentra que la temperatura aparente, o índice de calor, calculado por los meteorólogos y el Servicio Meteorológico Nacional (NWS) para indicar qué tan caliente se siente, teniendo en cuenta la humedad, subestima la temperatura percibida. temperatura para los días más sofocantes que ahora estamos experimentando, a veces por más de 20 grados Fahrenheit.

El hallazgo tiene implicaciones para quienes sufren estas olas de calor, ya que el índice de calor es una medida de cómo el cuerpo lidia con el calor cuando la humedad es alta y la sudoración se vuelve menos efectiva para refrescarnos. La sudoración y el enrojecimiento, donde la sangre se desvía a los capilares cercanos a la piel para disipar el calor, además de mudarse de ropa, son las principales formas en que los humanos se adaptan a las altas temperaturas.

Un índice de calor más alto significa que el cuerpo humano está más estresado durante estas olas de calor de lo que los funcionarios de salud pública pueden darse cuenta, dicen los investigadores. El NWS actualmente considera que un índice de calor por encima de 103 es peligroso y por encima de 125 es extremadamente peligroso.

«La mayoría de las veces, el índice de calor que te da el Servicio Meteorológico Nacional es el valor correcto. Es solo en estos casos extremos donde obtienen el número equivocado ”, dijo David Romps, profesor de ciencias planetarias y de la tierra de UC Berkeley. «Lo que importa es cuando comienzas a mapear el índice de calor de nuevo en los estados fisiológicos y te das cuenta, oh, estas personas están siendo estresadas a una condición de flujo sanguíneo de la piel muy elevado donde el cuerpo está a punto de quedarse sin trucos para compensar para este tipo de calor y humedad. Entonces, estamos más cerca de ese borde de lo que pensábamos que estábamos antes».

Romps y el estudiante graduado Yi-Chuan Lu detallaron su análisis en un artículo aceptado por la revista Environmental Research Letters y publicado en línea el 12 de agosto.

El índice de calor fue ideado en 1979 por un físico textil, Robert Steadman, quien creó ecuaciones simples para calcular lo que llamó el «bochornoso» relativo de las condiciones cálidas y húmedas, así como cálidas y áridas, durante el verano. Lo vio como un complemento del factor de sensación térmica comúnmente utilizado en el invierno para estimar qué tan frío se siente.

Su modelo tuvo en cuenta cómo los humanos regulan su temperatura interna para lograr el confort térmico bajo diferentes condiciones externas de temperatura y humedad, cambiando conscientemente el grosor de la ropa o ajustando inconscientemente la respiración, la transpiración y el flujo sanguíneo desde el centro del cuerpo hasta la piel.

En su modelo, la temperatura aparente en condiciones ideales (una persona de tamaño medio a la sombra con agua ilimitada) es el calor que sentiría alguien si la humedad relativa estuviera en un nivel cómodo, que Steadman interpretó como una presión de vapor de 1.600 pascales. .

Por ejemplo, con una humedad relativa del 70% y 68 F, que a menudo se toma como humedad y temperatura promedio, una persona sentiría que tiene 68 F. Pero con la misma humedad y 86 F, se sentiría como 94 F.

Desde entonces, el índice de calor ha sido adoptado ampliamente en los Estados Unidos, incluso por el NWS, como un indicador útil de la comodidad de las personas. Pero Steadman dejó el índice sin definir para muchas condiciones que ahora se están volviendo cada vez más comunes. Por ejemplo, para una humedad relativa del 80 %, el índice de calor no está definido para temperaturas superiores a los 88 F o inferiores a los 59 F. Hoy en día, las temperaturas suelen superar los 90 F durante semanas en algunas áreas, incluidos el Medio Oeste y el Sudeste.

Para dar cuenta de estas lagunas en el gráfico de Steadman, los meteorólogos extrapolaron a estas áreas para obtener números que, dijo Romps, son correctos la mayor parte del tiempo, pero no se basan en ningún conocimiento de la fisiología humana.

“No hay base científica para estos números”, dijo Romps.

Él y Lu se propusieron extender el trabajo de Steadman para que el índice de calor sea preciso a todas las temperaturas y todas las humedades entre cero y 100%.

“La tabla original tenía un rango muy corto de temperatura y humedad y luego una región en blanco donde Steadman dijo que el modelo humano falló”, dijo Lu. “Steadman tenía la física adecuada. Nuestro objetivo era extenderlo a todas las temperaturas para tener una fórmula más precisa».

Una condición bajo la cual el modelo de Steadman falla es cuando las personas transpiran tanto que el sudor se acumula en la piel. En ese momento, su modelo tenía incorrectamente una humedad relativa en la superficie de la piel superior al 100 %, lo que es físicamente imposible.

“Fue en ese punto donde este modelo parece quebrarse, pero es solo el modelo diciéndole, oye, deja que el sudor escurra por la piel. Eso fue todo”, dijo Romps. «Solo deja que el sudor caiga sobre la piel».

Eso y algunos otros ajustes a las ecuaciones de Steadman produjeron un índice de calor extendido que concuerda con el antiguo índice de calor el 99,99% de las veces, dijo Romps, pero también representa con precisión la temperatura aparente para regímenes fuera de los que Steadman calculó originalmente. Cuando publicó originalmente su escala de temperatura aparente, consideró que estos regímenes eran demasiado raros como para preocuparse, pero las altas temperaturas y la humedad son cada vez más comunes debido al cambio climático.

Romps y Lu publicaron la ecuación del índice de calor revisada a principios de este año. En el artículo más reciente, aplican el índice de calor extendido a las 100 principales olas de calor que ocurrieron entre 1984 y 2020. Los investigadores encuentran en su mayoría desacuerdos menores con lo que informó el NWS en ese momento, pero también algunas situaciones extremas en las que el índice de calor del NWS estaba muy lejos.

Una sorpresa fue que siete de las 10 olas de calor fisiológicamente más estresantes durante ese período de tiempo ocurrieron en el Medio Oeste, principalmente en Illinois, Iowa y Missouri, no en el sureste, como supusieron los meteorólogos. Las mayores discrepancias entre el índice de calor del NWS y el índice de calor extendido se observaron en una amplia franja, desde el sur de los Grandes Lagos hasta Luisiana.

Durante la ola de calor de julio de 1995 en Chicago, por ejemplo, que mató al menos a 465 personas, el índice de calor máximo informado por el NWS fue de 135 F, cuando en realidad se sentía como 154 F. El índice de calor revisado en el aeropuerto de Midway, 141 F, implica que las personas en la sombra habrían experimentado un flujo sanguíneo en la piel un 170 % superior al normal. El índice de calor informado en ese momento, 124 F, implicaba solo un aumento del 90% en el flujo sanguíneo de la piel. En algunos lugares durante la ola de calor, el índice de calor prolongado implica que las personas habrían experimentado un aumento del 820 % por encima del flujo sanguíneo normal de la piel.

“No soy fisiólogo, pero le suceden muchas cosas al cuerpo cuando hace mucho calor”, dijo Romps. «Desviar la sangre a la piel estresa el sistema porque está extrayendo sangre que de otro modo se enviaría a los órganos internos y la envía a la piel para tratar de elevar la temperatura de la piel. El cálculo aproximado utilizado por el NWS, y ampliamente adoptado, sin darse cuenta minimiza los riesgos para la salud de las olas de calor severas».

Fisiológicamente, el cuerpo comienza a volverse loco cuando la temperatura de la piel se eleva para igualar la temperatura central del cuerpo, que generalmente se toma como 98.6 F. Después de eso, la temperatura central comienza a aumentar. Se cree que la temperatura central máxima sostenible es de 107 F, el umbral para la muerte por calor. Para las personas más sanas, ese umbral se alcanza con un índice de calor de 200 F.

Afortunadamente, la humedad tiende a disminuir a medida que aumenta la temperatura, por lo que es poco probable que la Tierra alcance esas condiciones en las próximas décadas. Sin embargo, las condiciones menos extremas, aunque aún mortales, se están volviendo comunes en todo el mundo.

“Un índice de calor de 200 F es un límite superior de lo que se puede sobrevivir”, dijo Romps. «Pero ahora que tenemos este modelo de termorregulación humana que funciona en estas condiciones, ¿qué significa realmente para la futura habitabilidad de los Estados Unidos y del planeta en su conjunto? Hay algunas cosas aterradoras que estamos viendo».

El trabajo fue apoyado por el programa de Investigación del Sistema Atmosférico del Departamento de Energía de EE. UU. a través del programa de Investigación Biológica y Ambiental de la Oficina de Ciencias (DE-AC02-05CH11231).