Con il riscaldamento delle temperature, le ondate di calore diventano sempre più frequenti e gravi. I pericoli per la salute legati al caldo estremo aumentano la preoccupazione di sempre più scienziati e medici. Lo stress da calore è una delle principali cause di morte legate al clima negli Stati Uniti ogni anno. Un esempio recente, con centinaia di vittime, è l’ondata di calore da record che ha colpito il Pacifico nord-occidentale degli Stati Uniti la scorsa estate.
Negli ultimi 40 anni i livelli estremi di stress da caldo sono più che raddoppiati. Secondo Colin Raymond -autore di uno studio sul calore e l’umidità estremi nel 2020 pubblicato su Science Advances– del Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale, questa tendenza dovrebbe continuare.
Quanto caldo è troppo caldo?
I meteorologi utilizzano diversi strumenti per valutare il potenziale calore che ha poi un ruolo importante nelle previsioni metereologiche di tutti i giorni. Oltre alle previsioni della temperatura e dell’umidità relativa, vi è l’indice di calore, o temperatura apparente. L’indice di calore è una misura della temperatura dell’aria percepita dal nostro corpo, tenendo conto dell’umidità relativa.
Poiché l’indice richiede una calibrazione, è una misura in qualche modo soggettiva. Infatti, i diversi Paesi ne utilizzano versioni diverse. Per questo motivo, gli scienziati che conducono studi sul clima guardano sempre più spesso a un’altra misura: la temperatura a bulbo umido -in inglese wet-bulb.
La temperatura di bulbo umido è la temperatura più bassa a cui un oggetto può raffreddarsi quando l’umidità evapora da esso. Più bassa è la temperatura di bulbo umido, più facile è per noi raffreddarci. Misura la capacità del nostro corpo di raffreddarsi attraverso la sudorazione quando è caldo e umido, e ci dice se le condizioni possono essere dannose per la nostra salute, o addirittura mortali. Sia la temperatura a bulbo umido che l’indice di calore sono calcolati utilizzando i dati relativi alla temperatura e all’umidità dell’aria, i due fattori più importanti che influenzano lo stress da calore. Tuttavia, la temperatura a bulbo umido viene misurata con una tecnica diversa.
Le origini della temperatura a bulbo umido
In origine, la temperatura a bulbo umido veniva misurata avvolgendo un panno bagnato attorno al bulbo di un termometro ed esponendolo all’aria. Quando l’acqua evaporava dal panno, il termometro registrava la diminuzione della temperatura. Più alta è l’umidità relativa, meno umidità evapora prima che il bulbo e l’aria circostante raggiungano la stessa temperatura. Oggi, la temperatura del bulbo umido viene solitamente calcolata utilizzando le misurazioni effettuate da strumenti elettronici nelle stazioni meteorologiche.
Raymond dice che la temperatura più alta del bulbo umido a cui gli esseri umani possono sopravvivere se esposti agli elementi per almeno sei ore è di circa 95 gradi Fahrenheit (35 gradi Celsius). Intanto, le temperature al bulbo umido sono in aumento in tutto il mondo e il clima della Terra ha iniziato a superare questo limite.
I valori odierni
Dal 2005, valori di temperatura a bulbo umido superiori a 95 gradi Fahrenheit si sono verificati per brevi periodi di tempo in nove diverse occasioni in alcune località subtropicali come il Pakistan e il Golfo Persico. Sembra anche che stiano diventando più frequenti. Inoltre, le situazioni in cui le temperature a bulbo umido sono leggermente inferiori, compresi tra i 90 e i 95 gradi Fahrenheit (32-35 gradi Celsius), sono più che triplicate nei 40 anni presi in considerazione.
I risultati hanno importanti implicazioni. Più fa caldo, più il nostro corpo si sente sotto sforzo e più abbiamo bisogno di sudare per rinfrescarci. Ma l’aria umida ha una minore capacità di trattenere l’umidità; quindi, l’acqua evapora più lentamente in condizioni di umidità. Pensate a quando uscite dopo aver fatto una doccia calda. L’acqua evapora dal corpo e ci si sente più freschi. Ma se nella stanza c’è caldo o umidità (o entrambi), è più difficile sentirsi freschi. Questa sensazione è direttamente correlata alla misurazione della temperatura di bulbo umido.
Finché la temperatura di bulbo umido è al di sotto della temperatura della pelle, il corpo può rilasciare calore attraverso le radiazioni e la sudorazione. Ma quando la temperatura del bulbo umido si avvicina alla temperatura interna, si perde la capacità di raffreddarsi. Questo provoca cambiamenti nel corpo. Ci si disidrata, gli organi si stressano, soprattutto il cuore, il sangue si precipita sulla pelle per cercare di liberare il calore, affamando gli organi interni portando a risultati che possono essere letali. Raymond ha affermato che:
Una volta che la temperatura di un bulbo umido supera i 35 gradi Celsius, nessuna quantità di sudorazione o di altri comportamenti adattivi è sufficiente per abbassare il corpo a una temperatura operativa sicura. La maggior parte delle volte non è un problema, perché la temperatura di bulbo umido è di solito da 5 a 10 gradi Celsius al di sotto della temperatura corporea, anche in luoghi caldi e umidi.
Caldo: I soggetti a rischio
Infatti, se l’umidità è bassa, le temperature estreme sono tollerabili.
Raymond dichiara:
Se si è seduti all’ombra con acqua potabile illimitata nella Death Valley in California, le condizioni possono non essere piacevoli, ma si può sopravvivere. Ma nelle regioni umide, una volta che ci si avvicina a temperature umide di 93-97 gradi Fahrenheit (34-36 gradi Celsius), non importa cosa si stia facendo. Non si può sopravvivere per lunghi periodi di tempo.
I soggetti più suscettibili alle alte temperature di bulbo umido sono gli anziani, le persone che lavorano all’aperto e quelle con problemi di salute di base. Anche le persone che non hanno accesso all’aria condizionata sono vulnerabili. L’aria condizionata rimuove l’umidità dall’aria ed è la soluzione migliore quando le temperature del bulbo umido diventano troppo elevate. I ventilatori possono aiutare il sudore a evaporare in modo più efficiente, ma sono meno efficaci.
Raymond ha osservato che le persone muoiono di stress da calore anche a temperature di bulbo umido molto più basse di 95 gradi Fahrenheit (35 gradi Celsius).
Ad esempio, la temperatura di bulbo umido durante l’ondata di calore del giugno 2021 nel Pacifico nord-occidentale era più vicina ai 77 gradi Fahrenheit (25 gradi Celsius).
Che ruolo hanno i satelliti e come possono aiutarci?
Molti luoghi con temperature di bulbo umido estreme si trovano in Paesi in via di sviluppo nelle regioni subtropicali. Qui troviamo poche stazioni meteorologiche affidabili a lungo termine. Ciò rende difficile comprendere appieno gli eventi di calore estremo. Tuttavia, i dati satellitari possono aiutare a identificare i punti caldi e i processi che determinano le alte temperature al bulbo umido in queste località.
È qui che le osservazioni terrestri della NASA svolgono un ruolo importante. Strumenti spaziali come l’Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) sul satellite Aqua della NASA e l’ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS) sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) forniscono dati utili per studiare lo stress da calore.
Gli scienziati utilizzano questi dati per sviluppare modelli computerizzati di eventi termici regionali. Questi modelli consentono di ingrandire luoghi specifici per studiarne in dettaglio la temperatura e l’umidità. I progetti futuri, come la missione Surface Biology and Geology (SBG) della NASA, attualmente in fase di elaborazione, forniranno dati a risoluzione ancora maggiore su processi importanti come l’evaporazione.
Questi nuovi strumenti possono anche aiutare a fornire i dati necessari per calcolare una metrica più avanzata dello stress da calore, chiamata wet-bulb globe temperature -WBGT, temperatura a bulbo umido globale.
Anche la WBGT utilizza i dati di temperatura e umidità, ma tiene conto della velocità del vento, dell’angolo del sole e della copertura nuvolosa, variabili per le quali i dati affidabili sono limitati in gran parte del mondo. Un prototipo di Wet-Bulb Globe Temperature è in fase di sviluppo da parte della National Oceanic and Atmospheric Administration per migliorare le previsioni di stress da calore negli Stati Uniti.
Tuttavia, la temperatura a bulbo umido rimane lo standard per misurare il calore e l’umidità opprimenti, in particolare per la ricerca sul clima globale a lungo termine.
I punti caldi del futuro
Raymond afferma che è difficile dire quando potremo vedere le temperature a bulbo umido globali superare regolarmente i 95 gradi Fahrenheit. Questo perché si tratta di un processo complesso che avviene gradualmente e si svolge in modo diverso in luoghi diversi.
I modelli climatici ci dicono che alcune regioni potrebbero superare queste temperature nei prossimi 30-50 anni. Le aree più vulnerabili includono l’Asia meridionale, il Golfo Persico e il Mar Rosso entro il 2050 circa. Cina orientale, parti del Sud-Est asiatico e Brasile entro il 2070.
Gli Stati Uniti, tuttavia, non sono immuni. Entro 50 anni, Stati del Midwest come l’Arkansas, il Missouri e l’Iowa raggiungeranno probabilmente il limite critico della temperatura di bulbo umido.