세계기상기구(WMO)는 2023년 6월이 사상 가장 더운 6월이었음을 발표했고, 나아가 7월 7일에도 세계 평균 기온이 최고치를 경신했다고 발표. 우리나라에서도 한동안 비만 내리다가 잠깐 그치고 폭염이 찾아왔는데, 그런 폭염 속에서 인체가 견딜 수 있는 더위는 과연 몇 도까지인가?
미국 캘리포니아에 있는 데스밸리에서는, 2023년 7월 16일 섭씨 53.3도를 기록, 애리조나주 피닉스에서는 19일 연속 섭씨 43.3도 이상을 기록하고 있으며, 섭씨 32.2도 아래로 떨어지지 않는 밤이 연일 계속되고 있다. 그런 무더위가 계속되면서 떠오르는 의문이 "젊고 건강한 성인이라도 정상적인 일상생활을 할 수 없을 정도로 더워지는 것은 몇 도부터인가?"라는 것.
그 대답은 온도뿐만 아니라 습도도 관계가 있는데, 펜실베이니아주립대 생리학자인 W 래리 케니씨 등은, 습도와 온도의 조합이 인간에게 미치는 위험을 측정하는 연구를 수행하고 있으며, 습도와 온도의 조합은 과학자들이 지금까지 생각했던 것보다 낮은 수준이라도 상당히 위험한 것으로 밝혀지고 있다.
2010년에 발표된 연구에서는, "습구 온도 섭씨 35도"가 인간이 견딜 수 있는 상한이라고 결론지어졌는데, 이 습구 온도를 초과하면 인체는 안정적인 심부 체온을 유지하기 위해, 몸 표면에서 땀을 증발시켜 체온을 낮출 수 없게 된다고 되어 있다. 덧붙여 습구 온도 섭씨 35도는 "습도 100%로 섭씨 35도"혹은 "습도 50%로 섭씨 46도"에 상당한다고 하며, 동 연구의 "인체에서 견딜 수 있는 습구 온도는 섭씨 35도"라고 하는 수치는 실험실 환경하에서 행해진 테스트에서 도출된 것.
케니씨 등은 이 선행연구가 꼽는 "인체에서 견딜 수 있는 습구온도는 섭씨 35도"라는 수치를 검증하기 위해, 젊고 건강한 남녀를 대상으로 관리된 환경에서 열 스트레스를 체험하게 한다는 실험을 진행했다.
실험에서는 피험자의 심부 체온을 지속적으로 측정하기 위해, 피험자에게 원격 측정용 알약을 삼켜 테스트용 방 안에서 샤워를 하거나, 요리를 하거나, 식사를 하는 등 일상생활의 최소한의 활동을 시뮬레이션 받았다. 이 실험 속에서 연구팀은 테스트용 방의 온도와 습도를 서서히 상승시켜, 피실험자의 심부 체온이 상승하기 시작하는 순간을 감시.
인체의 심부체온이 지속적으로 상승하기 시작하는 온도와 습도의 조합은 "임계환경한계"라고 불리며, 이를 밑도는 동안 인체는 장기간에 걸쳐 비교적 안정된 심부체온을 유지할 수 있다. 그러나 임계환경한계를 초과하면, 심부체온은 지속적으로 상승하고, 장시간 임계환경한계를 초과하면 열관련 질환이 발병할 위험이 높아진다고 한다.
인체가 과열되면, 열을 체내에서 방출하기 위해 피부로 혈류를 내보내려고 하는데, 그러면 심장은 더 격렬하게 움직여야 하고, 또, 방열을 위해 발한하면, 체액이 감소하게 되는 모양. 이런 상태가 지속되면 열사병에 걸리고 생명을 위협할 위험이 생긴다.
케니씨 등에 의한 실험에서는, 이 임계 환경 한계가 선행 연구의 "습구 온도 섭씨 35도"보다도 더 낮은 것으로 밝혀졌는데, 연구팀에 따르면, 임계 환경 한계는 "습구 온도 섭씨 31도(습도 100%에서 섭씨 31도)"인 것으로 밝혀졌다.
다음 그래프는 케니 씨 등 연구팀이 찾아낸 임계환경 한계를 보여주는 그래프. 가로축이 온도, 세로축이 습도이고, 녹색인 영역이 임계환경 한계를 밑도는 "안전한 습구온도", 빨간색 영역이 열사병 등의 위험성이 높아지는 "위험한 습구온도"를 나타낸다.
단, 이것은 어디까지나 체온의 과도한 상승을 막는 것에만 근거한 조건임에 주의가 필요한데, 온도와 습도가 더 낮아도, 심장이나 기타 신체 시스템에 스트레스를 받을 가능성은 충분히 있다.
다른 연구에서는, 피부로 혈액을 내보낼 때 심부 체온이 상승하기 훨씬 전의 타이밍에 심박수가 상승하기 시작하는 것으로 밝혀졌는데, 이러한 제한을 넘는 것이 반드시 최악의 경우로 이어지는 것은 아니지만, 장기간에 걸친 폭로는 고령자나 만성질환을 가진 사람 등에게는 위험한 결과로 이어질 수 있다.
덧붙여, 케니씨등 연구팀은 "고온시에도 인체를 안전하게 유지하는 방법"으로서, "충분한 수분 보충을 실시하는 것"및 "조금이라도 시원함을 유지할 수 있는 장소를 찾는 것"을 들고 있다.
