ගෝලීය උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමත් සමඟ ලොව පුරා පරිසර උෂ්ණත්වය අධික ලෙස වැඩිවන තාප තරංග (Heatwaves) බහුලව දක්නට ලැබෙන ප්රපංචයක් බවට පත්ව ඇත. අධික උෂ්ණත්වය සහිත කාලගුණික තත්ත්වයන් මිනිස් සිරුරට අහිතකර ලෙස බලපාන බව අප කවුරුත් දන්නා කරුණකි. කෙසේ වෙතත්, සුළං රහිත අධික තාපය අපි කලින් සිතුවාටත් වඩා බෙහෙවින් භයානක සහ මාරාන්තික විය හැකි බව ඇරිසෝනා ප්රාන්ත විශ්වවිද්යාලයේ (Arizona State University) පර්යේෂකයින් පිරිසක් විසින් සිදුකරන ලද නවතම අධ්යයනයකින් හෙළිදරව් වී තිබේ.
වාතයේ චලනයක් නොමැති හෙවත් සුළං නොමැති පරිසරයකදී, මිනිස් සිරුරේ ස්වාභාවික සිසිලන යාන්ත්රණය වන දහඩිය දැමීම සහ එමගින් සිදුකරන සිසිලනය අඩකටත් වඩා (50% කට වඩා) අඩුවන බව මෙම විද්යාඥයින් පෙන්වා දෙයි. පරිසර උෂ්ණත්වය ඉහළ යන විට සෙවන සහිත ස්ථානයක සිටීම පමණක් ප්රමාණවත් යැයි බොහෝ දෙනා සිතුවද, එම ස්ථානය තුළ වාතාශ්රය හෝ සුළං ප්රවාහ නොමැති නම්, සිරුර තුළ තාපය අධික ලෙස රැස්වී ක්ෂණිකව සෞඛ්ය උපද්රව ඇතිවීමේ ප්රවණතාව ඉතා ඉහළ යයි.
ශරීරයේ තාප නියාමනය සහ දහඩිය වාෂ්පීකරණය සිදුවන ආකාරය
මිනිස් සිරුර යනු නිරන්තරයෙන් අභ්යන්තර උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 37 ක් (ෆැරන්හයිට් අංශක 98.6 ක්) ආසන්නයේ පවත්වා ගැනීමට උත්සාහ කරන සංකීර්ණ ජෛව විද්යාත්මක පද්ධතියකි. මෙම ක්රියාවලිය “තාප නියාමනය” (Thermoregulation) ලෙස හඳුන්වනු ලබයි. පරිසර උෂ්ණත්වය සිරුරේ උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි වන විට, ශරීරය අතිරික්ත තාපය පිටකිරීම සඳහා මූලික වශයෙන්ම මතුපිටට දහඩිය ශ්රාවය කරයි.
මෙහිදී බොහෝ දෙනෙකු වටහා නොගන්නා වැදගත් විද්යාත්මක කරුණක් නම්, හුදෙක් සම මත දහඩිය බිංදු හටගැනීමෙන් පමණක් ශරීරය සිසිල් නොවන බවයි. සැබෑ සිසිලන බලපෑම ඇතිවන්නේ එම දහඩිය සම මතුපිටින් වාෂ්පීකරණය වන විටය.
දහඩිය වාෂ්පීකරණය පිටුපස ඇති භෞතික විද්යාත්මක යාන්ත්රණය
ද්රවයක් වාෂ්ප බවට පත්වීමේදී පරිසරයෙන් හෙවත් මෙහිදී සම මතුපිටින් විශාල තාප ශක්ති ප්රමාණයක් අවශෝෂණය කරයි. මෙය විද්යාවේදී “වාෂ්පීකරණයේ ගුප්ත තාපය” (Latent heat of vaporization) ලෙස හැඳින්වේ. සම මත ඇති දහඩිය බිංදු වාෂ්ප බවට හැරෙද්දී, සමේ ඇති තාපය ලබාගන්නා බැවින් සමේ උෂ්ණත්වය පහළ යයි. එමගින් රුධිර නාල හරහා ගමන් කරන රුධිරය සිසිල් වී මුළු සිරුරේම අභ්යන්තර උෂ්ණත්වය පාලනය වේ.
නමුත් යම් හෙයකින් දහඩිය වාෂ්පීකරණය නොවී සම මත ද්රවයක් ලෙසම ගලා යන්නේ නම් හෝ රැඳී පවතින්නේ නම්, එමගින් සිදුවන සිසිලන ඵලදායීතාව ඉතා අවම මට්ටමක පවතී. විශේෂයෙන්ම පරිසර වාතයේ උෂ්ණත්වය මිනිස් සමේ උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි වන අවස්ථාවලදී ශරීරය සිසිල් වීමට ඇති එකම මූලික මාර්ගය වන්නේ මෙම දහඩිය වාෂ්පීකරණයයි.
ඇරිසෝනා ප්රාන්ත විශ්වවිද්යාලයේ පර්යේෂණය සහ ක්ෂුද්ර වායු ධාරා රහස
ඇරිසෝනා ප්රාන්ත විශ්වවිද්යාලයේ (Arizona State University) පර්යේෂකයන් විසින් අතිනවීන තාක්ෂණය යොදාගනිමින් සම අසල සිදුවන වායු චලනයන් පිළිබඳ ඉතා සියුම් අධ්යයනයක් සිදුකරන ලදී. සයන්ස් ඇඩ්වාන්සස් (Science Advances) නම් ලෝක පූජිත විද්යාත්මක සඟරාවේ ප්රකාශයට පත් කරන ලද මෙම අධ්යයනයෙන් මීට පෙර විද්යාඥයින් පවා නොදැන සිටි අපූරු මෙන්ම භයානක සංසිද්ධියක් අනාවරණය විය.
පර්යේෂකයින් සොයාගත් පරිදි, අධික තාපය පවතින අවස්ථාවකදී මිනිස් සිරුරට ඉතා ආසන්නයේ එකිනෙකට ප්රතිවිරුද්ධ වායු ධාරා දෙකක් එකවර නිර්මාණය වේ:
- පහළට ගමන් කරන උණුසුම් වායු ධාරාව: පරිසරයේ ඇති රත් වූ වාතය මිනිස් සිරුර අසලදී වඩාත් ඝනත්වයෙන් වැඩිවී පහළට ගමන් කිරීමට උත්සාහ කරයි.
- ඉහළට ගමන් කරන තෙතමනය සහිත වායු ධාරාව: සම මතුපිටින් වාෂ්ප වන දහඩියෙන් තෙතමනය පිරුණු වාතය අඩු ඝනත්වය නිසා ඉහළට ගමන් කිරීමට උත්සාහ කරයි.
සුළං රහිත අධික තාපය හමුවේ ක්ෂුද්ර වායු ධාරා එකිනෙක අවලංගු වීම
ෆැරන්හයිට් අංශක 105 ක පමණ (සෙල්සියස් අංශක 40.5 ක පමණ) අධික උෂ්ණත්වයක්, අඩු ආර්ද්රතාවයක් සහ පරිසරයේ සුළඟ සම්පූර්ණයෙන්ම නොමැති තත්ත්වයක් පැවති විට, ඉහත සඳහන් කළ ප්රතිවිරුද්ධ වායු ධාරා දෙක එකිනෙක ගැටී එකිනෙක පාහේ අවලංගු වී යයි.
මෙම ක්ෂුද්ර වායු ධාරා අවලංගු වීම නිසා සම මතුපිටට ඉතා ආසන්නයේ ඇති වායු ස්තරය එක තැන පල්වීමට පටන් ගනී. ප්රතිඵලයක් ලෙස සම අසල වායු චලනය මන්දගාමී වන අතර, දහඩිය වාෂ්පීකරණය අඩකටත් වඩා අඩුවේ. සුළං රහිත අධික තාපය පවතින විට ශරීරයට සිය තාපය පිටකිරීමට නොහැකි වී අතිරික්ත තාපය සිරුර තුළම වේගයෙන් රැස්වීමට පටන් ගන්නේ මේ නිසාය.
ANDI මැනික්වින්: තාප හුවමාරුව අධ්යයනය කළ විද්යාත්මක ආශ්චර්යය
මෙම සංකීර්ණ සහ සූක්ෂම පර්යේෂණය සඳහා විද්යාඥයින් විසින් ANDI (Advanced Thermal Manikin) ලෙස හැඳින්වෙන අතිනවීන රොබෝ මැනික්වින් මාදිලියක් භාවිතා කරන ලදී. ANDI යනු හුදෙක් අජීවී ආකෘතියක් නොව, මිනිස් සිරුරේ තාප හුවමාරුව සහ දහඩිය දැමීමේ ක්රියාවලිය තාත්විකව අනුකරණය කළ හැකි පරිපූර්ණ විද්යාත්මක මෙවලමකි.
ANDI මැනික්වින් පර්යේෂණය සිදුකළ ආකාරය
පර්යේෂණ කණ්ඩායම විසින් ANDI මැනික්වින් යොදාගනිමින් විවිධ උෂ්ණත්ව, ආර්ද්රතා සහ සුළං වේග තත්ත්වයන් යටතේ පරීක්ෂණ දුසිම් ගණනක් සිදුකරන ලදී. මැනික්වින් හි ඇති සංවේදක මගින් පරිසරයෙන් සිරුරට එකතු වන තාපය සහ සිරුරෙන් පිටවන තාප ප්රමාණය මිලිමීටරයේ මට්ටමට වාර්තා කරගන්නා ලදී.
සාමාන්ය බර තිබුණත් හෘද රෝග අවදානම එන්න පුළුවන්ද? BMI දර්ශකය ගැන අලුත් ම හෙළිදරව්ව
මීට අමතරව, විද්යාඥයින් විසින් ANDI හි දත්ත පදනම් කරගනිමින් සංකීර්ණ පරිගණක ආකෘතියක් (Computer model) නිර්මාණය කළ අතර, විවිධ පරිසර තත්ත්වයන් යටතේ සිදුවන තාප හුවමාරුව පිළිබඳ පරිගණක සමාකරණ (Simulations) 100 කට ආසන්න ප්රමාණයක් ක්රියාත්මක කර විශ්ලේෂණය කරන ලදී. ANDI මැනික්වින් පර්යේෂණය හරහා ලබාගත් මෙම දත්ත, මිනිස් සිරුරේ ක්ෂුද්ර පරිසර තාප විද්යාව පිළිබඳ නවතම විප්ලවීය පිටුවක් පෙරළීමට සමත් විය.
ශරීර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම සහ සෞඛ්ය අවදානම
සාම්ප්රදායික තාප නිරාවරණ ආකෘති මගින් ගණනය කරන ලද අගයන්ට වඩා සැබෑ ලෝකයේදී සුළං රහිත අධික තාපය නිසා සිරුරට සිදුවන හානිය බෙහෙවින් වැඩි බව පර්යේෂකයන්ගේ ගණනය කිරීම්වලින් හෙළි විය.
පරිසරයේ සුළං නොමැති විට ඇතිවන මෙම ක්ෂුද්ර වායු ධාරා අවලංගු වීමේ බලපෑම සැලකිල්ලට නොගතහොත්, පැය දෙකක කාලයක් අධික තාපයට නිරාවරණය වී සිටින විවේකී පුද්ගලයෙකුගේ අභ්යන්තර මූලික ශරීර උෂ්ණත්වය (Core body temperature) ඉහළ යාම, ෆැරන්හයිට් අංශක 2 කින් (සෙල්සියස් අංශක 1.1 කින් පමණ) තක්සේරු කෙරේ. එනම්, පැවති ආකෘතිවලින් පෙන්වූවාට වඩා ශරීර උෂ්ණත්වය ඉතා වේගයෙන් හා අන්තරායකාරී ලෙස ඉහළ යයි.
| පරාමිතිය | සාම්ප්රදායික ආකෘතිවල නිගමනය | අලුත් පර්යේෂණාත්මක නිගමනය |
| දහඩිය වාෂ්පීකරණ සීග්රතාව | සාමාන්ය මට්ටමක පවතී | 50% කට වඩා පහත වැටේ |
| සම අසල වායු චලනය | නිදහස් වායු සංසරණයක් සලකයි | වායු ධාරා එකිනෙක අවලංගු වේ |
| පැය 2 කදී ශරීර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම | සාමාන්ය අගයක් ගනී | සිතුවාට වඩා ෆැරන්හයිට් අංශක 2 කින් වැඩියි |
| සෞඛ්ය තර්ජනය | මධ්යස්ථ ලෙස තක්සේරු කෙරේ | ඉතා ඉහළ / මාරාන්තික විය හැකියි |
තාප ආඝාතය සහ සෞඛ්ය අවදානම ඉහළ යන අවස්ථා
මිනිස් සිරුරේ අභ්යන්තර උෂ්ණත්වය සුළු ප්රමාණයකින් හෝ සෙල්සියස් අංශක 40 (ෆැරන්හයිට් අංශක 104) සීමාව ඉක්මවා ගියහොත්, එය සෛලීය මට්ටමින් ප්රෝටීන විනාශ වීමටත්, අභ්යන්තර ඉන්ද්රියයන් අක්රිය වීමටත් හේතු වේ. මෙහිදී තාප ආඝාතය සහ සෞඛ්ය අවදානම අතිශයින්ම උග්ර තත්ත්වයකට පත්වේ.
- තාප ක්ලමතය (Heat Exhaustion): අධික ලෙස දහඩිය දැමීම, කරකැවිල්ල, හිසරදය, ක්ලාන්තය සහ අධික වෙහෙසකාරී බව.
- තාප ආඝාතය (Heat Stroke): සිරුරේ තාප පාලන පද්ධතිය සම්පූර්ණයෙන්ම අක්රිය වීම. සිහිය නැතිවීම, වලිප්පුව සහ වහාම වෛද්ය ප්රතිකාර නොලැබුණහොත් මරණය පවා සිදුවිය හැක.
- වකුගඩු සහ හෘදයාබාධ අවදානම: අධික තාපය හමුවේ හෘදයට රුධිරය පම්ප් කිරීමට අධික වෙහෙසක් දැරීමට සිදුවන අතර, විජලනය නිසා වකුගඩු අක්රිය වීමේ අවදානම ඉහළ යයි.
අවදානම් සහිත පරිසර සහ රැකියා ක්ෂේත්ර
මෙම පර්යේෂණයේ සොයාගැනීම් විශේෂයෙන්ම වැදගත් වන්නේ දුර්වල වාතාශ්රයක් සහිත සෙවන සහිත හෝ අර්ධ වශයෙන් වසා දැමූ පරිසරවල සේවය කරන සහ ජීවත්වන ජනතාව සඳහාය. බොහෝ දෙනෙකු සිතන්නේ සූර්යාලෝකය සෘජුව නොවැටෙන ස්ථානයක සිටීමෙන් තාප ආඝාතයෙන් ආරක්ෂා විය හැකි බවයි. නමුත් වාතය චලනය නොවන්නේ නම්, සෙවන සහිත ස්ථානයක් වුවද මාරාන්තික උගුලක් විය හැකිය.
විශේෂයෙන්ම අවදානමට ලක්වන ස්ථාන:
- තාවකාලික කූඩාරම් සහ සහන කඳවුරු: ආපදා තත්ත්වයන්හිදී භාවිත කරන කූඩාරම් තුළ වාතාශ්රය අඩු නම්, සුළං රහිත අධික තාපය නිසා සිරුරේ උෂ්ණත්වය ශීඝ්රයෙන් ඉහළ යයි.
- ගොඩනඟමින් පවතින නිමනොකළ ගොඩනැගිලි: ඉදිකිරීම් ක්ෂේත්රයේ සේවකයින් සෙවන ලබාගැනීමට නිමනොකළ ගොඩනැගිලි තුළ විවේක ගන්නා නමුත්, එතැන සුළං ප්රවාහ නොමැති නම් ශරීර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම වේගවත් වේ.
- අර්ධ වශයෙන් වසා දැමූ වැඩබිම් සහ කර්මාන්තශාලා: ප්රමාණවත් පරිදි පංකා (Fans) හෝ වායු සංසරණ පද්ධති නොමැති කාර්මික පරිසර.
- තහඩු සවි කළ නගර ආශ්රිත අර්ධ නිවාස: වාතාශ්රය නොලැබෙන කුඩා සංවෘත කාමර තුළ සිටින වැඩිහිටියන් සහ කුඩා දරුවන්.
අනාගත තාප ආරක්ෂණ සහ සිසිලන ඇඳුම් තාක්ෂණය
ඇරිසෝනා ප්රාන්ත විශ්වවිද්යාලයේ මෙම පර්යේෂණයේ ප්රතිඵල, අනාගතයේදී තාප ආරක්ෂණ උපක්රම සහ සිසිලන ඇඳුම් (Cooling garments) නිර්මාණය කිරීමේදී අතිශයින්ම ප්රයෝජනවත් වනු ඇත. මීට පෙර නිෂ්පාදනය කරන ලද බොහෝ සිසිලන ඇඳුම් නිර්මාණය කර තිබුණේ නිදහස් වායු සංසරණයක් පවතින බවට පූර්ව නිගමනය කරමිනි.
නමුත් මෙම නව සොයාගැනීමත් සමඟ:
- සක්රීය වායු සංසරණ ඇඳුම්: කුඩා පංකා හෝ වායු ප්රවාහ පද්ධති සහිත ඇඳුම් නිර්මාණය කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කෙරේ.
- තාප දර්ශක (Heat Index) යාවත්කාලීන කිරීම: කාලගුණ විද්යා දෙපාර්තමේන්තු විසින් නිකුත් කරන තාප අවදානම් නිවේදනවලදී සුළං වේගය සහ ක්ෂුද්ර වායු සංසරණය පිළිබඳ සාධකය අලුතින් ඇතුළත් කිරීමට සිදුවනු ඇත.
- සේවා ස්ථාන ආරක්ෂණ නීති: එළිමහන් සහ සංවෘත සේවා ස්ථානවල සේවකයින් සඳහා වාතාශ්රය සැපයීම අනිවාර්ය කෙරෙන නව සෞඛ්ය මාර්ගෝපදේශ සකස් කිරීමට මෙම දත්ත යොදාගැනේ.
සෞඛ්ය සහ ශරීර සංයුති පරීක්ෂාවන්හි වැදගත්කම
අධික තාපයට මුහුණ දීමේදී පුද්ගලයෙකුගේ ශරීරයේ ජල මට්ටම, මාංශ පේශි සහ මේද පටක ප්රතිශතය ඉතා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. තරබාරුකම සහිත පුද්ගලයන්ට සහ ශරීරයේ අධික මේද ප්රතිශතයක් ඇති අයට තාපය පිටකිරීමේ හැකියාව සාපේක්ෂව අඩුය.
රුසියානු සායනික මාර්ගෝපදේශවලට අනුව තරබාරුකමට ප්රතිකාර කිරීමේදී සහ ශරීර සංයුතිය පරීක්ෂා කිරීමේදී ජෛව සම්බාධක මීටරයක් (Bioimpedance meter) භාවිත කිරීම ඇතුළත් කර ඇත. මෙම ක්රමය මඟින් ශරීරයේ ජලය, මාංශ පේශි සහ මේද පටක ප්රතිශතය ඉතා නිවැරදිව තීරණය කළ හැකිය. අධික තාපයට මුහුණ දෙන පුද්ගලයින්ගේ සෞඛ්ය තත්ත්වය සහ විජලන අවදානම තක්සේරු කිරීමටද මෙවැනි ජෛව සම්බාධක තාක්ෂණයන් අනාගතයේදී උපකාරී වනු ඇත.
නිගමනය: දේශගුණික වෙනස්වීම් හමුවේ අප සූදානම් විය යුත්තේ කෙසේද?
ගෝලීය උණුසුම ඉහළ යාම හමුවේ සුළං රහිත අධික තාපය යනු හුදෙක් අපහසුතාවයක් නොව, සෘජු ජීවිත තර්ජනයකි. දහඩිය දැමූ පමණින් අපගේ සිරුර සුරක්ෂිත යැයි සිතීම මිථ්යාවකි. සුළඟ හෝ වායු සංසරණය නොමැති පරිසරයකදී දහඩිය වාෂ්පීකරණය අඩාල වී ශරීරයේ අභ්යන්තර උෂ්ණත්වය අන්තරායකාරී ලෙස ඉහළ යා හැක.
එබැවින් අධික තාපය පවතින කාලවලදී:
- හුදෙක් සෙවන සහිත ස්ථානයක් තෝරාගැනීමට අමතරව, හොඳින් වාතාශ්රය ලැබෙන හෝ පංකා මගින් වාතය සංසරණය වන ස්ථාන තෝරාගන්න.
- සිරුරේ ජල මට්ටම පවත්වා ගැනීමට ප්රමාණවත් ලෙස ජලය පානය කරන්න.
- ක්ෂුද්ර වායු සංසරණය වැඩි කරන සැහැල්ලු සහ ලිහිල් ඇඳුම් භාවිත කරන්න.
විද්යාත්මක පර්යේෂණ මගින් අනාවරණය වන මෙවැනි නව සොයාගැනීම් පිළිබඳව දැනුවත් වීම, අනාගතයේදී එල්ල වන දේශගුණික අභියෝග හමුවේ අපගේ සහ අපගේ ආදරණීයයන්ගේ ජීවිත සුරක්ෂිත කරගැනීමට අත්යවශ්ය සාධකයකි.
මූලාශ්ර
- Science Advances Journal: “Microclimatic boundary layer dynamics and sweat evaporation constraints under zero-wind extreme heat conditions” – https://www.science.org/journal/sciadv
- Arizona State University (ASU) Research News: “How still air drastically reduces human sweat cooling efficiency in extreme heat” – https://news.asu.edu
- Live Science Article: “Windless heatwaves could be far more dangerous to human body than thought” – https://www.livescience.com
- Dzen Science Analysis: “Heat transfer characteristics and ANDI mannequin thermal modeling” – https://dzen.ru/a/apf-IVE6NU7DdyWk