какую температуру может выдержать человек и при каких условиях
Человек в условиях сверхнизких температур
Температуры воздуха ниже минус 70 °С отмечаются лишь в нескольких районах Земли. Несомненное лидерство здесь удерживает Антарктида, где на станции Восток зарегистрирована самая низкая температура воздуха на планете — минус 89,2 °С. В Северном полушарии такие морозы невозможны, а абсолютным минимумом считается температура минус 77,8 °С, наблюдавшаяся в районе Оймякона. Ниже минус 70 °С может опускаться температура воздуха и на некоторых ледниках Гренландии.
Разумеется, столь экстремальные значения температуры характерны в первую очередь для внутренних районов Антарктиды и в меньшей степени Гренландии, где условия резко континентального высокогорного климата сочетаются с продолжительной полярной ночью и постоянным оттоком тепла из этих районов. Интересно, что, например, в окрестностях станции Восток летом на каждый квадратный сантиметр поверхности поступает свыше 30 тыс. калорий солнечного тепла. Это почти вдвое больше, чем получает в июле Тбилиси. Но около 90%, а в отдельные дни до 98% всех поступающих на снежную поверхность солнечных лучей отражается от нее, как от зеркала. Во время полярной ночи Антарктида вовсе не получает солнечного тепла. Это значит, что в ее внутриматериковых районах происходит непрерывное охлаждение поверхностных слоев ледникового покрова. Беспредельное усиление морозов ограничивается притоком тепла из глубины Земли и непрерывным перемешиванием воздушных масс.
Каково же состояние человека в условиях сверхнизких температур? При температуре ниже минус 70 °С пребывание на открытом воздухе более 10-15 минут даже в специальной климатической одежде затруднено из-за опасности обморожения конечностей и дыхательных путей. Так, при температуре минус 70 °С и ветре 5 м/сек уже через 10-13 секунд обнаженные кисти рук начинают сильно болеть, а через 35-40 секунд наступает онемение и повеление пальцев. Теплопотери с поверхности органов дыхания возрастают в несколько раз за счет нагревания морозного воздуха и его увлажнения, поскольку в Центральной Антарктиде абсолютная влажность воздуха в зимний период приближается к нулю.
Расчеты показывают, что почти половина общей теплоотдачи организма происходит через органы дыхания. Теплоотдача настолько интенсивна, что может вызвать непосредственное переохлаждение и обморожение легких. После дыхания морозным (ниже минус 70 °С) воздухом появляются саднящие боли в груди и мучительный сухой кашель, который длится 2-5 часов, а иногда — спазмы голосовых связок.
B.C. Игнатов, начальник станции Восток в 1959-1960 гг. так описывает ощущения человека, побывавшего на морозе минус 85,7°С: «Стояла ясная погода. Над горизонтом стоял ослепительно яркий диск солнца. С северо-запада тянул ровный ветерок. Скорость его была невелика — всего 5 метров в секунду. Но даже при таком слабом ветре мороз лютовал невероятно, он обжигал, точно пламя, и дышал поистине космическим холодом. Несмотря на дымку, над горизонтом четко обозначился солнечный диск. В воздухе стояла темно-сиреневая стена морозного тумана. Уже через минуту влажный от дыхания шарф превратился в настоящий скафандр. Мороз пробирал до костей. Не спасала и теплая специальная одежда. Руки белели мгновенно, едва их вытянешь из рукавиц. Возьмешься за что-либо — мороз ударит по рукам, словно электрический ток. Суставы пальцев, даже спрятанные в рукавицы, нестерпимо болели, будто их сжали со страшной силой. Через 8 минут ноги, обутые в унты и теплые шерстяные носки, потеряли чувствительность. Начался неудержимый кашель: мертвящий все живое мороз пробрался к легким. Дальнейшие эксперименты становились опасны, и пришлось ретироваться. Возвратившись в дом, я еще долго кашлял, отхаркиваясь слизью ознобленных легких. Слегка кружилась голова, усилилась одышка, чувствовалась слабость, сухость во рту».
Сверхнизкие температуры влияют на состояние и структуру многих знакомых нам веществ и материалов. Так, весьма интересны результаты проводившихся на станции Восток опытов на истечение дизельного топлива и авиационного бензина при различных температурах воздуха. К двум бачкам емкостью по 15 литров каждый были припаяны 3-метровые горизонтальные трубки диаметром 10 миллиметров. В один из бачков заливалось 10 литров дизельного топлива, а в другой — такое же количество авиабензина и измерялось время полного истечения топлива. Результаты опытов приведены в таблице.
Влияние сверхнизких температур на некоторые вещества:
| Температура воздуха, «С | Время истечения | |
| Дизельное топливо | Авиабензин | |
| -87,4 | не течет | 10,5 мин |
| -80,0 | не течет | 9,1 мин |
| -72,2 | течет мелкими каплями с промежутками в 45 сек | 8,3 мин |
| -60,0 | 8 час. 05 мин | 6,4 мин |
| -50,0 | 6 час. 28 мин | 5,7 мин |
| +15 (в помещении) | 8,4 мин | 2,3 мин |
Зимовка на станции Восток, где сверхнизкие температуры воздуха — норма, становится для полярников настоящим испытанием. Несмотря на сравнительно небольшую высоту над уровнем моря, на которой находится станция, акклиматизация проходит очень тяжело и практически постоянно происходит истощение физиологических резервов организма. Вновь прибывшие вынуждены как можно меньше двигаться, иногда просто все время лежать. Словно огромная тяжесть давит на человека, не давая ему свободно вздохнуть. Те грузы, которые в Мирном легко поднимал один человек, на Востоке перетаскивают вдвоем-втроем.
Однажды на Восток привезли собаку. Пес по кличке Волосан поначалу резвился, изучал станцию, бегал, не зная, что на Востоке этого делать нельзя. Однако скоро он все понял — началась акклиматизация. Пес ничего не ел, его било мелкой дрожью. Целыми днями Волосан лежал в спальном мешке, куда его засунули полярники, смотрел на все мутным взглядом и прямо таял на глазах. На седьмой день ему стало совсем худо, и пришлось отправить его обратно в Мирный. К самолету сам он идти уже не мог — полярники так и внесли его в спальном мешке.
Альпинисты, встречающиеся среди полярников, побывавшие на Памире и Тянь-Шане, порой без должного уважения относятся к высоте Востока (каких-то три с половиной тысячи метров). Однако этот снисходительный тон улетучивается в первые же минуты пребывания на Востоке. Эвакуация со станции людей, казавшихся совершенно здоровыми, в общем-то не редкость. С начала антарктической осени — в марте и по декабрь — связь с Востоком возможна только по радио. Зимующим на станции в течение этих восьми, а то и девяти месяцев приходится рассчитывать исключительно на свои силы. Что бы ни случилось, помощь прийти не сможет.
Хотя на Большой земле разрабатывали различные планы спасательных операций и изо всех сил стремились помочь попавшим в беду людям, скоро стало ясно, что никакой реальной возможности для этого нет. Двадцати полярникам станции Восток предстояло пережить самую долгую и самую лютую зиму на Земле.
Во время этой зимовки полярникам поневоле приходилось десятки раз нарушать все нормы и инструкции техники безопасности, заставляя в очередной раз удивляться скрытым возможностям человеческого организма. Чего стоит одна только ночь во время пожара. Трудно в это поверить, но люди провели на открытом воздухе при температуре около минус 70 °С несколько часов (нормой считается 20-25 минут). При этом первое время многие из них, поднятые среди ночи, были лишь кое-как одеты. Более того, в эту ночь не было ни переохлаждений, ни отморожений. Полярники рассказывали потом, что они даже не чувствовали мороза.
Находясь в такой сверхэкстремальной ситуации, организм человека мобилизовал все свои внутренние силы. Последовавшая затем зимовка тоже была, казалось, на грани человеческих возможностей, но люди в этих условиях не просто выживали, а продолжали ту же работу, какой они занимались до пожара. Уже на следующий день радиостанция Востока передала две метеосводки. В конечном счете, именно то, что люди не опустили руки, не поддались отчаянию и апатии, помогло им пережить антарктическую зиму на Полюсе холода.
Гибель от жары: какую температуру не выдержат даже здоровые люди?
Во многих странах жара привела к гибели людей. Например, в США и Канаде говорят о сотнях случаев смерти из-за жары. Поэтому ученые все чаще задаются вопросом, при какой температуре и влажности человек рискует умереть.
В одном из исследований на эту тему профессор Рэдли Хортон из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и его коллеги изучили данные метеостанций со всего мира, собранные в период с 1979 по 2017 годы, и обнаружили более 7000 случаев так называемого «мокрого термометра» — условий, которые могут привести к смерти людей.
«Мокрый термометр» — это точка когда охлаждение тела с помощью пота перестает работать и человек не охлаждается. Чаще всего такие условия наблюдаются в Южной Азии, прибрежных районах Ближнего Востока и на юго-западе Северной Америки.
Что же это за условия? Согласно исследованию, условия «мокрого термометра» возникают, когда относительная влажность превышает 95%, а температура воздуха составляет не менее 31,1 градуса по Цельсию. Исследование Хортона показало, что человеческое тело вообще не способно выдержать условия «мокрого термометра», если температура воздуха достигает 35 градусов по Цельсию. В таких условиях умирают даже здоровые люди.
«Даже если у них прекрасное здоровье, даже если они сидят в тени, даже если они носят одежду, в которой в принципе легко потеть, даже если у них бесконечный запас воды, — заявил Хортон. — Если в воздухе достаточно влаги, термодинамически невозможно предотвратить перегрев тела».
Исследование Хортона одобрили в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований при правительстве США.
Какие перегрузки может выдержать наш организм: испытания холодом, жарой, жаждой и голодом
Сразу предупреждаем: большинство героев этой статьи либо обладают некими врожденными особенностями, либо профессиональной подготовкой, либо им очень повезло. Не стоит брать с них пример и пытаться повторить их достижения.
Известно, что в некоторых уголках нашей планеты температура воздуха днем может подниматься до немыслимых отметок. Официально самая высокая температура была зарегистрирована 10 июля 1913 в Долине Смерти и составила +56,7 °C. Но при какой температуре может выжить человек?
Английские ученые Бланден и Чентри на собственном опыте выяснили, что человек способен несколько минут выдержать температуру + 160°С. Температуру + 100°С человек готов терпеть около получаса. Но для всего этого требуется сухой и неподвижный воздух, иначе можно заработать ожоги.
Холод
По данным Русского географического общества, минимальная температура, при которой люди кратковременно бывали на воздухе, составляет — 89°С. Это всего на 2 градуса выше, чем абсолютный рекорд самой низкой температуры (- 91,2°С), зафиксированной на нашей планете в 2004 году около станции Купол Фудзи, Антарктида (данные были получены со спутника).
Терпимость к низким температурам, кончено, напрямую зависит от одежды. Разумеется, ученым не приходило в голову выпускать в Антарктиде обнаженных испытуемых под холодный ветер, но врачам хорошо известно, что уже при температуре в — 20°С человек без одежды начинает стремительно терять тепло. Медицине известны случаи, когда удавалось реанимировать пациента после сильного переохлаждения. 23 февраля 1994 года двухлетняя Карли Козолофски находилась на двадцатиградусном морозе в течение шести часов. Температура тела малышки упала до + 14°С, но ее удалось спасти.
Гипоксия
Но тут есть несколько нюансов. Во-первых, у профессиональных подводников из-за многолетних тренировок объем легких может в два раза превышать показатели обычного человека. Во-вторых, перед погружением фридайверы активно перенасыщают организм кислородом, что у неподготовленного человека может вызвать обморок. В-третьих, во время задержки дыхания спортсмен перестает двигаться, чтобы снизить энергозатраты организма.
Перегрузки
Перегрузкой принято называть отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к стандартному ускорению свободного падения на поверхности Земли. Если говорить простыми словами, то перегрузка – это кинетическая энергия, поглощенная телом человека. Перегрузки измеряются в единицах стандартного ускорения свободного падения g и возникают в трех случаях: либо тело резко набирает скорость (и кинетическую энергию соответственно), либо резко сбрасывает, либо движется не по прямой. Если вы поедете на очень быстром поезде по идеально прямым путям с постоянной скоростью, то вам может показаться, будто вы вообще не перемещаетесь в пространстве. Настолько слабой будет перегрузка.
Когда человек просто стоит неподвижно относительно земли, то перегрузка составляет 1 g. Когда человек плавно взлетает на самолете, то перегрузка составляет уже 1,5 g. Космонавты возвращаются на землю в космическом корабле «Союз» с перегрузкой в 3-4 g. Здоровый человек способен выдержать длительную перегрузку в 8-10 g. А наибольший показатель кратковременной перегрузки, после которого человек выжил, составила невероятные 214 g. Пилот IRL IndyCar Кенни Брек испытал это неповторимое ощущение после столкновения с Томасом Шектером. Такая перегрузка сопоставима с 16 тоннами, придавившими пилота к креслу.
Голод
Шотландец Ангус Барбьери в 27 лет решил круто изменить свою жизнь. Причиной тому был лишний вес. И это еще мягко сказано. В начале 1965 года он весил целых 207 кг и никак не мог наладить личную жизнь. Ангус решил уволиться из закусочной, чтобы не искушать себя едой, и лег в больницу. Врачей он попросил проконтролировать свое лечебное голодание.
В больнице Барбьери отказался от твердой пищи и начал свой долгий путь к похуданию. Изначально голодовка должна была продлиться лишь 40 дней, но парень немного увлекся. За 382 дней он сбросил 125 кг и покинул палату в 1966 году с весом в 82 кг. Как же ему это удалось? Дело в том, что хитрый Ангус не ограничивал себя в питье, принимал витамины, с 92-го дня голодовки врачи назначили ему прием калия в таблетках, а с 345-го дня – соль для поддержания солевого баланса. После похудания он смог наконец жениться.
Жажда
Существуют неподтвержденные сведения о том, что в 1947 году в городе Фрунзе медикам удалось спасти 53-летнего мужчину, который находился без жидкости на протяжении 20 дней. Книга рекордов Гиннеса утверждает, что 1 апреля 1979 года Андреас Михавеч был задержан полицией и помещен в камеру предварительного заключения, находившуюся в подвале. После этого о задержанном забыли. Был ли это первоапрельский розыгрыш или ужасное стечение обстоятельств, но Андреас провел в камере без воды и еды 18 дней, но выжил, хоть и похудел на 24 кг. Он сам заявлял, что помещение было довольно сырым и он мог слизывать воду с камней.
Какую температуру воды выдержит человек
Справочно: Ожоговый порог, опасность ожога в зависимости от температуры, времени контакта и типа поверхности – металла, керамики, стекла и камня, пластмасс и эластомеров, дерева по ГОСТ Р 51337
|  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поэтому в США согласно American Journal of Public Health максимальная рекомендованная температура ГВС составляет 49° С (вполне себе подходящая температура для легионеллы)
Ожоги I, II III a степени (поверхностные) обычно заживают самостоятельно при консервативном лечении за счет сохранившихся эпителиальных клеток. Ожоги III б и IV степени (глубокие) всегда требуют оперативного восстановления кожного покрова из-за гибели всех эпителиальных элементов кожи. При определении глубины ожога учитывают также природу агента, вызвавшего ожог, и условия его возникновения. Так, воздействие пламени (при пожаре), погружение в кипяток (при падении в канализационные колодцы), как правило, приводят к глубоким ожогам; ошпаривание кипятком (в быту), напротив, — к поверхностным
Поверхностные ожоги площадью (от поверхности тела) до 10-12% и глубокие ожоги до 5-6% протекают преимущественно в форме местного процесса, т.е. нарушения деятельности других органов и систем не наблюдается (но, конечно, требуют лечения). У детей, пожилых людей и лиц с тяжелыми сопутствующими заболеваниями площадь ожога с риском развития общего процесса может снижаться вдвое: до 5-6% при поверхностных ожогах и до 3% при глубоких ожогах. Ожоги большей площади смертельно опасны в очень короткой перспективе.
Если температуру воздуха, то oбычный человек может продержаться в холодной воде ( ноль градусов) не больше 5 минут. Останавливается сердце, человек просто засыпает. Рекорд Керима Диаба – час в ледяной воде. Керима изучали специалисты – его организм ничем не отличается от других, кроме одного – выдерживает предельно низкие температуры.
Производились опыты для определения высшей температуры, какую может
выдержать человеческий организм. Оказалось, что при весьма постепенном
нагревании организм наш в сухом воздухе способен выдержать температуру до 160 градусов по Цельсию.
Чем же объясняется такая выносливость? Тем, что организм наш фактически не принимает этой температуры, а сохраняет температуру, близкую к нормальной. Он борется с нагреванием посредством обильного выделения пота; испарение пота поглощает значительное количество тепла из того слоя воздуха, который непосредственно прилегает к коже, и тем в достаточной мере понижает его температуру. Единственные необходимые условия состоят в том, чтобы тело не соприкасалось непосредственно с источником тепла и чтобы воздух был сух.
а как же человек дышет в 160+ по цельсию..
Андрей МихайловМастер (2341)
Воздух просто сухой, влажность 10-30%. Но 160°С, скажу тебе, испытание серьезное. Недавно знакомый банщик разогнал до 155°С. 2-3 минуты продержаться можно, только при условии что ты уже бывал в сауне (где температура 100-110°С). Если никогда не бывал – не испытывай судьбу, ведь при 160 градусах можно запекать мясо…
«Лайнер исчез и воцарился настоящий кошмар…сотни бившихся в океане людей, вперемешку с обломками и трупами». © пассажир II класса Уильям Мэллорс
Когда время, отведенное «Титанику», закончилось, для сотен обречённых людей, лишившихся твердой поверхности и оказавшихся в ледяной океанской воде, в ускоренном режиме начался обратный отсчет. Гипотермические процессы заставляли организм отдавать тепло в окружающую среду, погружая человека в состояние хронической сонливости и медленно останавливая жизненные функции. Как долго несчастным пришлось захлебываться морозной чернильной водой? Сколько времени в их телах теплилась жизнь? И что происходило с человеческим организмом в процессе гипотермии? Попробуем подробно разобраться в физиологии и возможностях человеческого тела.
Выдержка из судового журнала «Калифорниэна»
Скорость протекания процесса гипотермии напрямую зависит от физического состояния человека, от стойкости его организма к низким температурам, теплозащитным особенностям одежды. Вышесказанное являет собой набор «сухих» фактов, а что же до практических экспериментов? Таковые имели место быть, только их воплотителями выступали нацистские изверги, которые проводили опыты в условиях низких температур по различным программам над узниками концлагерей. В 1942 году проходил ряд экспериментов по замораживанию человека в резервуаре с ледяной водой, с целью установить — какой холод и сколько времени способен выдержать человек. Испытуемых при летнем военном снаряжении и в спасательных жилетах погружали в ледяную воду при минимальной температуре +2,5 ° C. На первом этапе испытаний задняя часть щек и основание черепа находились под водой. На втором — погружались задняя часть шеи и мозжечок.
Смерть от воздействия гипотермии наступает приблизительно через 35 — 40 минут после пребывания в воде при температуре ниже нуля.
«Сильный холод сковывал легкие, превращая крики о помощи в протяжный монотонный стон». © угольщик Патрик Диллон
Сотни людей, потерявших безопасную платформу и внезапно оказавшихся в ледяной воде, в первую очередь ощутили термический холодный шок, описанный угольщиком Диллоном. Что происходит в это время? Что чувствует человек, когда «в его тело одновременно вонзаются тысячи кинжалов»? При погружении в холодную воду, температура которой ниже 0° C, наступает термический шок. Сердце бешено стучит, увеличивается частота дыхания, грудные и брюшные мышцы напрягаются и сокращаются, появляется интенсивная дрожь, способность задерживать дыхание уменьшается до 10 секунд. Поверхностные капилляры закрываются, из-за чего резко повышается артериальное кровяное давление, которое может привести к инсульту. Термический шок и низкая температура тела могут вызвать сердечную и респираторную недостаточность. Затем организм начинает постепенно охлаждаться, температура тела снижаться. При 30-33˚C дрожь прекращается, гипотермия основательно вступает в свои права: человек чувствует сонливость, дезориентирован, появляется спутанность сознания, дыхание становится поверхностным.
Когда температура тела опускается ниже 30˚C, человек теряет способность реагировать на раздражители, частота дыхания и сердечных сокращений снижается до критического минимума, кожа и волосы покрываются инеем, кровяное давление падает, мышцы отвердевают, и как следствие – наступает летаргический сон, при котором замерзший человек кажется мёртвым. Уловить признаки жизни у бессознательного человека, кожа которого синевато-серого цвета и покрыта ледяным налетом, можно только путем проверки пульса в течение двух-трех минут. Без госпитализации шансы на его спасение минимальны. Кроме того, согласно статистическим данным, при отсутствии медицинской помощи жертвы кораблекрушений, добравшиеся вплавь до спасательных шлюпок, в 17% случаев погибают в последующие несколько часов от нарушений дыхания и кровообращения, что произошло со стюардом Сидни Зибертом и матросом Уильямом Лайонсом, проплывших несколько ярдов в ледяной воде до шлюпки №4.
«Крики, бывшие сначала многочисленными, угасали один за другим. Я думаю, последние стоны слышались через сорок минут после затопления «Титаника». © пассажир II класса Лоуренс Бизли
Когда же сорвался с уст замерзающего последний чуть слышимый крик о помощи? Как жертвы «Титаника» могли увеличить шансы на спасение? Существует несколько важных правил, соблюдение которых определённо повышает шансы на выживание. Рекомендуется держать над водой как можно большую площадь тела, особенно голову и шею. Можно забраться на опрокинутую лодку или на плавающий объект, чем и воспользовались мужчины и единственная женщина, спасшиеся на складных шлюпках, а также салонный стюард Гарольд Филлимор и китайский пассажир Фанг Ланг, не потерявшие сознание на дрейфующих обломках до прибытия спасательной шлюпки №14.
Оказавшись в «кругу смерти», шокированные холодом люди впадали в панику и, будучи в состоянии аффекта, бились на водной поверхности, активно двигались, цеплялись за других и мелкие обломки, тем самым невольно сокращали свои шансы на выживание. Чем больше энергии на движение они затрачивали, тем быстрее их тела охлаждались. Конечно же, вспоминая выживших с «Титаника», на ум приходит имя главного пекаря Чарльза Джоугина, которому якобы помогла сохранить жизнь бутылка алкогольного «анестетика». Принято считать, что алкоголь, выпитый в любых дозах, может согреть в холод или морозную погоду. Отнюдь, спиртное вызывает расширение сосудов из-за чего появляется ощущение кратковременного тепла, которое улетучивается из организма в разы быстрее. Восполнить запасы тепла неоткуда и тогда гипотермия начинает прогрессировать активнее. Алкоголь ухудшает двигательные навыки, влияет на способность адекватно мыслить и нарушает координацию. Медицинские постулаты в очередной раз доказывают, что пекарь не был пьян до беспамятства. Спасению той холодной ночью он обязан сухой голове, индивидуальным особенностям организма и, безусловно, удаче.
Скорость охлаждения тела зависит от габаритов, возраста, пола, температуры воды и воздуха, волн, ветра, течений и других факторов. Как правило, первыми жертвами гипотермии становятся дети и женщины, которые теряют тепло тела быстрее в силу их физиологической конституции. Но, как известно, организм человека индивидуален и по-разному способен противостоять холоду, поэтому любые интервалы выживания не абсолютны и могут варьироваться. Общепризнанным среднестатистическим показателем пребывания в воде при температуре 0° С или ниже до истощения или ухода в летаргический сон признаны 15 минут, что объясняет воспоминания очевидцев апрельской трагедии о непрерывном плаче и крике в данный промежуток времени. После чего стоны становились тише и слабее, тогда на оказание помощи «заснувшим» людям оставалось не более получаса. И прибывшей спустя час спасать людей в «круг смерти» офицер Гарольд Лоу с группой добровольцев, обнаружил уже замерших жертв, уснувших вечным сном.
«Я сказал мужчине, сидящему ко мне спиной: «Я так устал, я иду спать». Он ответил мне: «Ради Бога, не засыпай!» К счастью, я этого не сделал. Если бы я тогда заснул, то никогда бы не проснулся. Это так холодно». © стюард III класса Сидни Дэниэлс
Автор: Татьяна Романова
Специально для «Историко-Исследовательского Сообщества «Титаника» (https://titanicsociety.ru/) и группы «Лайнер-Легенда Титаник»(https://vk.com/titanic_society)
При использовании материалов статьи, обязательно указание на источник.