Năm 2019, nhà sinh lý học Giáo sư Ollie Jay đã thiết kế một phòng thử nghiệm có thể mô phỏng các đợt nắng nóng của hiện tại và tương lai. Các nhà nghiên cứu sử dụng thiết bị này để kiểm tra giới hạn khả năng sống sót của con người trong điều kiện nhiệt độ cực cao.
Phòng thử nghiệm của Giáo sư Ollie Jay đang nghiên cứu xem nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến những người đang tập thể dục để bắt chước các hoạt động hằng ngày (Nguồn: Đại học Sydney/Stefanie Zingsheim).
Giám đốc phòng thí nghiệm về nhiệt độ và sức khỏe tại Đại học Sydney (Australia) Giáo sư Ollie Jay cho biết, khí hậu ngày càng trở nên khắc nghiệt và chúng ta chưa thực sự biết điều đó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến con người. Bằng cách mô phỏng những điều kiện đó và cho con người tiếp xúc với chúng dưới sự giám sát y tế, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách cơ thể con người sẽ phản ứng khi gặp điều kiện thời tiết cực đoan.
Khi biến đổi khí hậu làm trái đất nóng lên, những ngày nắng như thiêu đốt đã trở thành một phần thường xuyên của các bản tin thời tiết trên toàn thế giới. Vừa qua, kỷ lục về ngày nóng nhất thế giới đã bị phá vỡ 2 lần và Liên hợp quốc đã đưa ra lời kêu gọi hành động toàn cầu về nhiệt độ cực đoan để giúp những người dễ bị tổn thương, người lao động và các nền kinh tế đối phó bằng cách ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ. Khoảng 70% lực lượng lao động toàn cầu (khoảng 2,4 tỷ người) hiện đang có nguy cơ cao bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực đoan.
Theo nhà sinh lý học Giáo sư Larry Kenney Đại học bang Pennsylvania University Park (Hoa Kỳ) cho biết, các khuyến cáo công khai hiện nay về cách đối phó với nhiệt độ cao chưa hiệu quả. Nếu nhìn vào các khuyến cáo về nhiệt độ cao từ những tổ chức uy tín như Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ, Tổ chức Y tế Thế giới thì những khuyến cáo này còn nhiều lỗ hổng và chưa đúng khi nói về sinh lý con người. Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, nhóm nghiên cứu của GS Ollie Jay đã sử dụng phòng khí hậu hiện đại để điều tra các điều kiện để tìm hiểu xem đến khi nào nhiệt độ đe dọa tính mạng.
Theo GS Ollie Jay, các ngưỡng nhiệt độ cho con người đang được định nghĩa khá mơ hồ, một phần là do các cơ quan y tế công cộng đã dựa quá nhiều vào một nghiên cứu lý thuyết được công bố năm 2010. Trong nghiên cứu đó, các nhà nghiên cứu sử dụng mô hình toán học để xác định “nhiệt độ bầu ướt” (WBT) mà có thể gây tử vong cho một người trẻ khỏe mạnh sau 6 giờ. WBT là một thước đo mà các nhà khoa học sử dụng khi nghiên cứu về căng thẳng nhiệt vì nó tính đến tác động của nhiệt độ và độ ẩm. Các mô hình đưa ra một WBT là 35oC là giới hạn của sự sống còn của con người. Ở ngưỡng đó, nhiệt độ cơ thể sẽ tăng không kiểm soát. Nhưng mô hình này lại coi cơ thể con người như một vật thể không có quần áo, không đổ mồ hôi hay di chuyển, điều này khiến kết quả không thể áp dụng chính xác vào thực tế. Dù vậy, đã có nhiều cơ quan y tế công cộng vẫn áp dụng kết quả này. Để tính toán lại WBT, GS Ollie Jay và cộng sự đã tiến hành thí nghiệm về cách cơ thể đối phó với nhiệt độ cực đoan. Mô hình thí nghiệm này sử dụng dữ liệu từ các nghiên cứu đã đo lường khả năng đổ mồ hôi của người già, người trẻ và tuân theo các quy luật vật lý để dự đoán cách nhiệt được chuyển giữa cơ thể và môi trường.
Kết quả của nghiên cứu cho thấy, ước tính giới hạn sống sót WBT đối với người trẻ là 26-34oC và đối với người cao tuổi là 21-34oC. GS Larry Kenney chia sẻ, nghiên cứu của GS Ollie Jay đã tích hợp cả sinh lý học để đưa ra được kết luận cho nghiên cứu, điều này có rất ít mô hình làm được. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng mô hình để thử nghiệm các giới hạn về khả năng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt mà người cao tuổi và người trẻ có thể chịu được khi làm các công việc khác nhau như làm việc bàn giấy, đi bộ, leo cầu thang, nhảy múa và nâng đồ nặng. Dù có nhiều ưu điểm, nhưng mô hình này vẫn cần được kiểm tra thêm trên nhiều đối tượng. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu dự định sẽ kiểm tra phản ứng của cơ thể đối với nhiệt trong các điều kiện có bóng râm và có ánh nắng, trên các độ tuổi khác nhau và khi tập thể dục. Họ sẽ sử dụng dữ liệu từ các thử nghiệm này để cải thiện mô hình, từ đó có thể phát triển các lời khuyên sức khỏe tốt hơn trong thời tiết nóng bức.
Uống nước thường xuyên là một phương pháp làm mát cơ thể hiệu quả (Nguồn: sưu tầm).
Một trong những trọng tâm khác của thí nghiệm là tìm kiếm các chiến lược làm mát hiệu quả, thông qua việc mô phỏng các điều kiện của môi trường nơi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến sức khỏe. Trong khoảng 240 thử nghiệm trong phòng thí nghiệm khí hậu, nhóm nghiên cứu đã đo các chức năng cơ thể của con người và năng suất làm việc của họ. GS Ollie Jay cho biết, một trong những vấn đề là mọi người sẽ chậm lại khi họ bị nóng. Các nhà khoa học đã thử nghiệm nhiều phương pháp làm mát khác nhau như sử dụng quạt, uống nước thường xuyên và giả lập hiệu ứng của việc thay đổi màu sắc mái nhà của nhà máy. Nhóm nghiên cứu cũng đã nghiên cứu cách quạt điện và làm ướt da ảnh hưởng đến căng thẳng tim ở người cao tuổi trong các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong điều kiện ẩm, việc sử dụng quạt làm giảm căng thẳng tim cho đến nhiệt độ không khí ít nhất 38oC. Nhưng trong nhiệt độ khô, việc sử dụng quạt lại làm tăng căng thẳng tim.
Từ kết quả tích cực của nghiên cứu, GS Ollie Jay và đồng nghiệp đã đề xuất một phương pháp làm mát mới cho trẻ em trong xe đẩy. GS Ollie Jay chia sẻ, hiện nay nhiều phụ huynh đang che xe đẩy của con bằng những tấm vải muslin trắng. Nhưng trong nghiên cứu năm 2023, nhóm đã phát hiện rằng, một tấm vải muslin khô có thể làm nhiệt độ trong xe đẩy tăng lên hơn 2,5oC so với việc sử dụng một tấm vải ẩm. Tấm vải ẩm sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt ẩn bên trong xe đẩy và giữ nhiệt độ bên trong mát hơn khoảng 5oC. Nghiên cứu này đã thu hút nhiều sự chú ý và sau đó đã có nhiều bậc cha mẹ đẩy xe với những tấm vải muslin trắng cùng với bình xịt ẩm. GS Ollie Jay khẳng định, mục tiêu cuối cùng của nhóm nghiên cứu là bảo vệ sức khỏe của con người, đặc biệt là trong hoàn cảnh ngày càng khắc nghiệt hơn.
Xuân Bình (theo Nature)