Europa jest najszybciej ocieplającym się kontynentem świata. Jednocześnie jej społeczeństwa się starzeją, a wysokie temperatury to szczególnie groźne zjawisko m.in. dla osób starszych. Jednakże podczas fali upałów ważna jest nie tylko tempertura, ale też wilgotność powietrza. W połączeniu upośledzają najważniejszy mechanizm chłodzenia ciała – pocenie się. Do określania, jak dużym obciążeniem dla organizmu jest upał, służą takie wskaźniki i pojęcia jak temperatura mokrego termometru, WBGT, stres cieplny i indeks ciepła.

Śmiertelne fale upałów

Według Europejskiej Agencji Środowiska upały to największe zagrożenie dla zdrowia związane z klimatem w Europie. Powodują więcej zgonów na kontynencie niż wszystkie inne zjawiska naturalne razem. Każdego roku odnotowuje się tysiące dodatkowych zgonów spowodowanych upałami.

W miarę jak temperatury rosną, starzejące się społeczeństwa, rosnąca częstość występowania chorób przewlekłych oraz nierówny dostęp do systemów chłodzenia i mieszkań odpornych na upały zwiększają podatność na zagrożenia, wywierając coraz większą presję na systemy opieki zdrowotnej
– napisali eksperci organizacji World Weather Attribution w opracowaniu dotyczącym czerwcowej fali upałów w Europie.

Latem 2003 r., podczas pierwszej poważnej fali upałów w tym stuleciu w Europie – i jak dotąd rekordowej pod względem liczby zgonów – odnotowano 72 tys. ofiar. Latem 2022 r. z powodu wysokich temperatur w całej Europie odnotowano 60 tys. zgonów, z czego około 56 proc. można przypisać zmianie klimatu. Latem 2023 r., które było mniej ekstremalne, odnotowano 47 tys. zgonów związanych z upałami, a w skali globalnej – 178 tys. Z tego również ponad połowa została przypisana zmianie klimatu, a Europa odnotowała najwyższy wskaźnik śmiertelności.

Wilgotność i temperatura

Eksperci World Weather Attribution (WWA), organizacji zrzeszającej naukowców, którzy badają, jak bardzo zmiana klimatu zwiększyła prawdopodobieństwo i intensywność danego ekstremalnego zjawiska pogodowego, zauważają, że już przy globalnym ociepleniu na poziomie 1,4°C upały zaczynają przekraczać zdolności społeczeństw do radzenia sobie z nimi. Szczególnie niebezpieczne dla zdrowia jest połączenie wysokich temperatur i wysokiej wilgotności.

W tym kontekście ważnym wskaźnikiem jest temperatura mokrego termometru (ang. wet bulb temperature, WBT). To najniższa temperatura, jaką może osiągnąć obiekt tylko przez odparowywanie wody, w danych warunkach otoczenia (wilgotności, ciśnieniu, temperaturze) – np. ciało człowieka przez parowanie potu z powierzchni skóry.

Według badania z 2010 r. bezpiecznym poziomem uznawanym dla życia człowieka jest WBT na poziomie 35°C (co oznacza temperaturę rzeczywistą 35°C przy wilgotności powietrza 100 proc. lub np. 46°C przy wilgotności 50 proc.) przez maksymalnie 6 godzin, choć nowsze badania sugerują, że bezpiecznym poziomem WBT jest zaledwie 31°C.

Temperatura w słońcu

Z kolei wskaźnik WBGT (wet buble globe temperature) bierze pod uwagę jeszcze więcej czynników: prędkość wiatru, kąt padania promieni słonecznych, zachmurzenie oraz właśnie temperaturę termometru mokrego. Jest wskaźnikiem obciążenia termicznego organizmu człowieka (stresu cieplnego, ang. heat stress podczas pracy (lub zabawy) w bezpośrednim świetle słonecznym.

Zgodnie z analizą WWA podczas tej fali upałów (18-29 czerwca 2026 r.) w 45 proc. z 854 analizowanych europejskich miast (powyżej 50 tys. mieszkańców) pobiło lub pobije swoje historyczne rekordy poziomu wskaźnika WBGT.

Stres cieplny

Stres cieplny występuje, gdy ciepło pochłaniane przez organizm z otoczenia przekracza zdolność organizmu do jego oddawania – czyli gdy organizm się przegrzewa. Pojawia się przy narażeniu na wysokie temperatury, a wzmaga go wysoka wilgotność powietrza – która utrudnia chłodzenie ciała przed odparowywanie potu Ponadto aktywność fizyczna zwiększa wewnętrzną produkcję ciepła przez organizm, a niskie spożycie płynów pogarsza sprawę, podobnie jak przyjmowanie leków moczopędnych czy na nadciśnienie. Osoby starsze i z niektórymi chorobami mogą mieć zaburzoną termoregulację, co również naraża ich na większy stres cieplny.

Innym wksaźnikiem, poza WBGT, mierzącym poziom stresu cieplnego, jest UTCI – Universal Thermal Climate Index, czyli uniwersalny wskaźnik klimatu termicznego. Bierze pod uwagę temperaturę powietrza, wilgotność względną (procentowa zawartość pary wodnej w powietrzu), prędkość wiatru i parametr średniej temperatury promieniowania (MRT, którzy bierze pod uwagę kompleksowy wpływ promieniowania cieplnego na ciało człowieka (zarówno konwekcyjne, jak i radiacyjne przekazywanie ciepła). Można powiedzieć, że jest to jeden ze sposobów definicji temperatury odczuwalnej.

Dzięki wskaźnikowi UTCI zdefiniowano poziomy stresu termicznego i odpowiadające mu reakcje fizjologiczne organizmu człowieka i niezbędne środki ochrony. Wyróżnonio 5 poziomów stresu cieplnego w oparciu o zakres temperatur w rozumieniu UTCI:

1. brak stresu cieplnego (9°C-26°C), 
2. umiarkowany stres cieplny (26°C–32°C),
3. silny stres cieplny (32°C–38°C),
4. bardzo silny stres cieplny (38°C–46°C),
5. ekstremalny stres cieplny (>46°C).

Wskaźnik ciepła

Jeszcze innym wskaźnikiem jest wskaźnik ciepła (ang. heat index, HI), zwany też temperaturą pozorną. To również jest miara temperatury odczuwalnej. Uwzględnia rzeczywistą temperaturę powietrza i wilgotność względną, ale w miejscach zacienionych, w przeciwieństwie do WBGT, który mówi o miejscach nasłonecznionych. HI nie uwzględnia ani nagrzewania przez słońce i aktywność fizyczną, ani ochładzania przez wiatr.

Podane w powyższej tabeli temperatury nie uwzględniają wszystkiego, co potrafi uczynić pogoda w świecie zmiany klimatu. W sierpniu 2023 r. na irańskiej wyspie Keszm indeks ciepła osiągnął poziom 70°C. W tamtym czasie w całej Zatoce Perskiej wskaźnik ciepła miejscami przekraczał 60°C. Nocą w takich miastach jak Abu Dabi czy Kuwejt było to 38-49°C.

Co będzie, gdy przestaniemy się pocić?

Wysoka wilgotność powietrza to ogromny problem dla ludzi. Przy wilgotności względnej równej 100 proc., czyli całkowitym nasyceniu powietrza parą wodną, powietrze nie jest w stanie „zmieścić” więcej wody. Przestaje więc działać podstawowy mechanizm chłodzenia organizmu, w jaki natura wyposażyła ludzkość – pocenie się. Pot z powierzchni skóry odparowuje – woda pobiera energię (w postaci ciepła) z otoczenia, czyli ciała człowieka, by przejść w stan gazowy (o wyższej energii niż stan ciekły). Im wyższa wilgotność względna – procentowa zawartość pary wodnej w powietrzu – tym mniej intensywne pocenie. Przy 100-procentowej woda na powierzchni ciała skrapla się w tym samym tempie, w jakim z niej odparowuje – efekt jest więc żaden.

Gdy powietrze nie może „przyjąć” więcej wody, nie pomoże wiatr czy wachlowanie się – które mają za zadanie przyspieszyć parowanie potu ze skóry.

Przekroczenie progu bezpiecznej temperatury mokrego termometru przez czas uznawany za bezpieczny (na razie wciąż oficjalne 35°C przez 6 godzin, czyli gdy zdolność organizmu do termoregulacji zostanie ograniczona, może być śmiertelne nawet dla zdrowych, młodych ludzi, odpoczywających w cieniu, bez ubrań i z dostępem do wentylatora. Organizm przegrzewa się, co prowadzi do problemów z układem oddechowym i krążeniowym, hipertermii i w konsekwencji również zgonu.