Nr. 4/2004


Artiklid
Kuidas hinnata palavust

Peaaegu igat Eestimaa inimest huvitab, kas suvi tuleb jahe, paras või soe. Mullused soojarekordid Lääne-Euroopas sunnivad ülipalava suve võimalusele kindlasti tähelepanu pöörama, sest ebaharilikult tugev kuumalaine jõudis ju vahetult Eesti edelapiirini. Kuigi suur osa meist igatseb sooja suve, lisanduvad või raskenevad kuumusega paljud terviseprobleemid, mõnedele muutub talumatuks töökeskkond.

Vaevalt oleks meie põhjamaa rahvas siiski nõus vabatahtlikult taluma 40-kraadist või kõrgemat õhutemperatuuri. Sellist palavust on nimetatud ka vaikivaks tapjaks, mis käitub kõige armutumalt vanade ja päris noorte inimeste ning krooniliste haigetega. Kuumaohvrite hulk võib olla vahel suuremgi, kui teiste ilmanähtuste, nagu üleujutuste, tornaadode ja orkaanide puhul. Kõige ohtlikum on palavus linnades. Taimestiku puudumine, asfalt ning soojust neelavad tumedad katused muudavad suurlinnade keskused kuumuse saarteks. Säärane linnapiirkond jääb palavaks ka öösel, samal ajal, kui teda ümbritsevates maakohtades on võimalik pimeduse saabudes veidi toibuda. Rängalt mõjub ka linnaõhu saastatus, mis suurendab kõrge temperatuuri kahjustavat mõju.

2003. aasta suvi – jälle rekordid

Alates 1861. aastast, mil hakati üles kirjutama instrumentaalseid mõõtmisi, on Maa temperatuur kerkinud. 20. sajandi esimese 75 aastaga rohkem kui 0,6 kraadi võrra, 1976. aastast on aga tõus kiirenenud ja olnud umbes kolm korda suurem kui viimase saja aasta jooksul kokku. Maailma Meteroloogiaorganisatsiooni (WMO) liikmesriikide andmetel oli 2003. aastal õhutemperatuur Maal 0,45 kraadi kõrgem kui 1961.–1990. aastate keskmine. Seega võib möödunud aastat lugeda üheks soojemaks pärast üle-eelmist aastat (+0,48 °C). Kõige kuumem oli siiski 1998. aasta (+0,55 °C).

Mullu registreeriti kõrged temperatuurid paljudes piirkondades. Euroopa kannatas enneolematu kuumalaine käes juunis, juulis ja augustis. Vahemere maadel ja Lähis-Idas olid rekordilised temperatuurid juunis ja juulis. Ka Kanadas, USA-s, Hiinas ja Venemaal olid kuumarekordid käega katsuda. Indias, Pakistanis ja Bangladeshis mõõdeti õhutemperatuuri maksimaalseteks väärtusteks 45–49 °C. Jaanuari kuivus ja kuumus põhjustas Austraalias ulatuslikke metsatulekahjusid, mis vältasid järgemööda 59 päeva. Põuane oli ka Ida-Aafrika.

Euroopa suvine kuumalaine tõi temperatuurirekordid Lääne-Euroopa maadesse – Saksamaale, Ðveitsi, Prantsusmaale ja Hispaaniasse. Ulatusliku kõrgrõhkkonna mõjul tõusis paljudes kohtades temperatuur üle 40 kraadi, mis viis hauda väidetavalt paarkümmend inimest. Samuti põhjustas kuumalaine suuri metsatulekahjusid, Alpide liustikel sulas aga lumi erakordselt kiiresti.


Mullune suvi Eestimaal

Maarjamaal ei olnud 2003. aasta suvi päris äärmuslik. Juuni oli keskmisest tunduvalt külmem ja kuumalaine jõudis siia alles juuli lõpus-augusti alguses, kui õhutemperatuur tõusis viiel-kuuel päeval üle 30 kraadi. Kõige soojem oli Eesti edela- ja lääneosas, kus registreeriti mitmeid kuumarekordeid: näiteks Pärnus, Ristnas ja Nigulas näitas kraadiklaas juulikuus vastavalt 33,2 , 31,5 ning 33,3 soojakraadi; Vilsandil aga augustikuus 31,0 pügalat. Endised rekordid ületati maksimaalselt 1,6 kraadi võrra. 1992. aasta augustist pärit Eesti kuumarekord 36,5 °C jäi Võrus ometi kehtima. Ka enamikus ilmajaamades ei tulnud kuurekordid uuendamisele.


Suure kuumuse talumisest

Kui aga temperatuur tõuseks 40 kraadi lähedusse, nagu Lääne-Euroopas, kas kannataksime välja nii suurt kuumust?

Inimese ja teiste organismide kuumataluvust, nagu teisigi väliskeskkonna faktoreid, uurib bioklimatoloogia. Üldistatult näitab mingi teguri mõju organismile või organismide kooslusele ökoamplituud. Ökoamplituud väljendab faktori võimalikke väärtuste piire elutegevuse aktiivsuse (ainevahetuse, kasvukiiruse, produktiivsuse jm) suhtes. (Piltlikult kujutab seda trükinumbris toodud graafik.)

Võrreldes teiste liikidega, seisneb inimese kohanemise erilisus selles, et pikkade aastate jooksul on nad liikunud oma esialgse leviku areaalidest palju kaugemale. Neil on võime kasutada kultuurisaavutusi ja tehnoloogiat, et kohaneda liigi jaoks mittesobivas kliimas. Inimese võime muganeda sellega on küllalt suur. Nii on tekkinud ja arenenud füsioloogilised ja käitumuslikud omapärad.

Juba 2500 aastat tagasi kirjutas Hippokrates kliima piirkondlikest iseärasustest ja selle mõjust tervisele. Näiteks Vana-Roomas tapeti enne uue paiga asustamist seal elavaid loomi ja uuriti nende maksa. Kui sellel oli kollakasroheline värvus, oldi veendunud, et antud piirkond on elamiseks sobiv. Seoses kliima soojenemise suundumusega on tänapäeval suurenenud vajadus uurida selle võimalikku mõju nii inimesele kui kogu biosfäärile. Mõistagi on siinjuures võimalusi hoopis rohkem kui meie ajaarvamise alguses.

Inimese keha põhitemperatuur on umbes 37 °C, kõikudes nii ühele kui teisele poole mõne kraadi ulatuses. See on temperatuur, mida organism püüab igal juhul alal hoida elutähtsate organite – südame, kopsude, aju või seedetrakti ümbruses. Inimese keha põhitemperatuuri säilitamiseks peab õhusoojus olema laiades piirides 17–30 °C. Väljaspool mainitud vahemikku pole inimese heaolu ehk komfort tagatud. Maal on õhutemperatuuri piirid aga hoopis laiemad, ulatudes +58 kuni –89 kraadini. Äärmuslikeks temperatuurideks on registreeritud 13. septembril 1922 Liibüas +57,8 °C ja Californias Surmaorus +57 °C ning Antarktises lõunapooluse lähedal 21. juulil 1983 –89,2 °C.

Talutavate temperatuuride vahemik sõltub igast indiviidist endast – vanusest, organismi olukorrast, tema aktiivsusest ja riietusest, aga ka teistest väliskeskkonna teguritest, nagu õhuniiskusest, tuule kiirusest, päikese lühi- ja pikalainelisest kiirgusest jne. Kuumades tingimustes on temperatuuri kõrval eriti tähtis osa niiskusel, külmades tingimustes aga tuulel. Väga oluline on õhu saastatuse aste. Kuidas mõõta inimese reaktsiooni neile teguritele? Enam on uuritud soojusstressi, vähem külmast põhjustatud pingeseisundit.

Soojalaine puhul tekib inimesel alguses ebamugavuse tunne, seejärel füsioloogiline stress ja enesetunde halvenemine. Kehatemperatuur hakkab tõusma alles pärast seda, kui organism on oma vahendid soojuse äraandmiseks täielikult ammendanud. Säärasel juhul tekib kehas soojust rohkem ja kiiremini, kui seda suudetakse ära anda – tagajärjeks on soojuslöök ehk kuumarabandus. Neil tingimustel lakkab soojusregulatsioon, mis tagab püsiva kehatemperatuuri, ning inimene võib äkki ja ootamatult kokku kukkuda – teadvus kaob, nahk on punetav ja kuiv, süda lööb kiiresti, vererõhk kõrgeneb, hingamine on pinnaline, kehatemperatuur tõuseb üle 40–41°C. Vajalik on kiire esmaabi, sest soojusregulatsiooni lakkamisel tõuseb temperatuur kiiresti. Tugeva soojusstressi puhul võib inimene surra mõne tunni jooksul, ehkki keha põhitemperatuuri püütakse kunstlikult madaldada. Organismi koormamisel mitme päeva jooksul kõrgete temperatuuridega häirub vee-soola tasakaal, mis iseenesest ei pea küll surma põhjustama.

Ülekuumenemist tekitava kõrge õhutemperatuuri kõrval reguleerivad higi auramist keha pinnalt ning soojusvahetust õhuniiskus ja tuul. Põhilise osa soojusest kaotab inimene naha (82 protsenti) ja hingamisteede kaudu. See toimub kolmel viisil – soojusjuhtivuse ja soojuskiirguse kaudu ning vee auramisena nahapinnalt. Soojusjuhtivuse abil annab soojem keha soojust ära teda ümbritsevale keskkonnale. Sel viisil kaotatava soojuse määrab ära mitte ainult keha ja keskkonna temperatuuride vahe, vaid ka keskkonna soojusjuhtivus. Nii on ühesuguse temperatuuri juures kehalt soojusjuhtivuse teel äraantav soojahulk vees suurem kui õhus ja niiskes õhus kõrgem kui kuivas. Soojuskao regulatsioon juhtivuse ja kiirguse teel põhineb naha verevarustuse muutustel – siseelundite veresooned ahenevad ja naha omad laienevad selleks, et veri saaks soojust selle tekkimise paikadest äraandmise piirkondadesse kanda. Suur õhuniiskus vähendab vedeliku aurumist nahapinnalt. Sama tegur soodustab aga soojusjuhtivust. Seetõttu raskendab õhuniiskus soojusregulatsiooni nii kuumas kui ka külmas kliimas. Ülesoojenemisel sagenevad järsult ka hingamisliigutused ja see on täiendav moodus, millega välditakse organismi ülearu kuumenemist. Higistamine on higinäärmete eritav talitus, mille üheks põhiülesandeks on kehatemperatuuri püsivuse tagamine. Temperatuuri tõustes higieritus suureneb ja õhu soojenemisel üle 33 °C muutub see soojusregulatsiooni peamiseks mooduseks. Laste kehatemperatuur on täiskasvanute omast keskmiselt 0,3–0,4 kraadi võrra kõrgem ja allub suurematele kõikumistele, kuna soojusregulatsioon ei ole veel täielikult välja kujunenud. Eriti käib see kuni kaheaastaste laste kohta. Eakamatelgi inimestel termoregulatsiooni protsessid aeglustuvad. Ka ei toimu erinevate klimaatiliste vööndite elanikel soojusregulatsioon ühteviisi. Nii on mõnede allikate järgi meie, põhjamaa elanike, kohastumise piiriks peetud 29 °C. Alaliselt kõrge temperatuuriga väliskeskkonnas viibimisel higistamine väheneb. Soojade maade elanikel jääb seejuures nahk kõrge välistemperatuuri puhul kuivaks.

Tavalisel aastal sureb soojaðoki tõttu suhteliselt vähe inimesi. Samas võib kuum ilm mõjutada suremist teiste, peamiselt krooniliste haiguste tõttu. Ent paljudel puhkudel satutakse manalateele tingituna vaid kuumalainest.


Soojuskomfordi uuringutest

Kõige lihtsam on palavust hinnata õhutemperatuuri järgi, lugedes teised kliimaparameetrid ebaolulisteks. Nagu me eelnevast näeme, on see väga ligikaudne lähenemine. Inimese soojusbilansi määravad väga paljud faktorid – õhutemperatuur ja -niiskus, õhu liikumise kiirus, ümbritsevate pindade soojuskiirgus ning päikesekiirgus. Samuti sõltub see inimese füüsilise aktiivsuse tasemest, rõivastusest, tervisest, east ja kohanemisest kliimaga.

Juba 18. sajandil pöörasid teadlased tähelepanu tuulele, mis lõhub sooja niiske õhukihi keha ümber. Töötati välja eriline termomeeter, mis mõõdab ülessoojendatud termomeetri jahtumise kiirust sõltuvalt õhu liikumise kiirusest tema ümber. Sellisel põhimõttel töötavaid andureid nimetatakse kata-termomeetriteks. Soojuskiirguse mõõtmiseks leiutati ka must sfääriline termomeeter, mille rakendamisel arvestatakse tuule kaudset mõju.

20. sajandi alguses tehti Inglismaal ja USA-s soojuskomfordi teoorias süvauuringuid. Näiteks soovitati 1913. aastal Inglise parlamendi komiteele hoida pea külmas ja jalad soojas, arvesse võtta päikesekiirguse erinevaid tasemeid, briiside karakteristikuid ja keskmist suhtelist niiskust. Vaadeldi kolme põhimuutuja – õhutemperatuuri, õhuniiskuse ja tuule kiiruse niisuguseid kombinatsioone, mille juures inimese soojatunnetus vastas tingimustele, mida võib nimetada mugavaks-õdusaks ehk komfortseks või diskomfortseks. Selle kindlakstegemiseks katsetati laboratooriumis puhkeseisundis olevate inimestega. Etaloniks võeti niiskusega küllastunud õhu temperatuur, mille korral loeti õhu liikumise kiiruseks kümnendik meetrit sekundis. Nii näiteks tähendab efektiivne temperatuur 18 °C passiivses seisundis oleva inimese jaoks 18-kraadilist õhutemperatuuri sajaprotsendise suhtelise niiskuse ja õhu liikumise kiiruse 0,1 m/s juures. Sellise aeglase õhuliikumise puhul sooja keha kohal tuleb arvesse vaid konvektsioon. Eristati suvise ja talvise komfordi tsoone seoses riietuse sesoonsete erinevustega. Neid ettekujutusi rakendati konditsioneeritud õhusüsteemide väljatöötamisel USA-s, Suurbritannias, Austraalias ning troopilistel maadel. Esialgu ei arvestatud soojuskiirgust. Kui on tegemist aga kuumade pindadega, mis on soojuskiirguse lokaalsed allikad või otsese päikesekiirguse poolt põhjustatud soojenemisega, siis ei saa kiirguse osa soojatunnetuses ignoreerida.

Selleks et iseloomustada inimese soojusliku komfordi tingimusi, kasutatakse praegusel ajal väga erinevaid karakteristikuid. Seejuures arvestatakse kuni kuut põhiparameetrit – õhutemperatuuri, õhuniiskust, tuule kiirust, soojuskiirgust, inimese aktiivsuse taset ja riietust. Suvise kuumuse juures on kõige lihtsam ja olulisem hinnata õhutemperatuuri koos õhuniiskusega. Vastav karakteristik, mida nimetatakse efektiivseks temperatuuriks, leitakse bioklimatoloogide väljatöötatud spetsiaalsete graafikute alusel. Selliseid graafikuid esitatakse vahel ka meteoroloogia ja rakendusmeteoroloogia õpikutes.


Kui palav võib olla Eestis

Kõneldes meid ähvardavast võimalikust soojalainest, on elanikkonna teavitamiseks enamikus riikides välja töötatud kindlad ohtlike nähtuste kriteeriumid – ohtlikuks peetavate ilmanähtuste ja mõõdetavate meteoroloogiliste parameetrite väärtuste nimekiri. Eesti Meteoroloogia Instituudis kasutatavas ohtlike nähtuste nimekirjas on teiste kõrval ka suur kuumus ja kuumalaine. Selleks on ööpäeva maksimaalse õhutemperatuuri tõus kuni 33-kraadini või üle selle. Eristatakse ka eriti ohtliku nähtusena ööpäeva maksimumtemperatuuri püsimist 33 °C või kõrgema temperatuuri juures viie või enama ööpäeva jooksul. Eesti meteoroloogiajaamades registreeritud õhutemperatuuride väärtused ületavad siiski harva neid näite. Kõige sagedamini on seda ette tulnud Võrus – 1991–2003 viiel korral, 1925–2003 üheksal korral. Pikaajaliste andmete põhjal on kahel järjestikusel päeval Võru õhutemperatuur ületanud 33 kraadi vaid 2001. aasta juulikuus. Kui alandada piirtemperatuuri 30 kraadini, siis selleni jõudnud õhutemperatuuriga päevade arv Võrus on aastati väga erinev (joonis trükinumbris).

Rohkem on olnud neid 1930. aastatel ja vahemikul eelmise sajandi viimastest kümnenditest kuni praegusajani. 30 °C või kõrgemate temperatuuridega päevi oli Võrus kõige enam 1992. aastal. Järjestikusi vähemalt 30 soojakraadini küündivaid päevi on olnud seal kõige rohkem neli.

Kogu Eesti ulatuses on 30 °C ja kõrgema õhutemperatuuriga päevade arv piirkonniti küllalt erinev. 33 kraadi ja sellest kõrgemaid temperatuure registreeriti eriti palju 1992. ja 1994. aastal; 30 °C ja kõrgemaid 1994., 1999. ja 2003. aastal ning ööpäevase maksimumiga vähemalt 25 kraadi mõõdeti enim 1997., 1999. ning 2002. aastal (joonis trükinumbris).

Nagu eespool öeldud, sõltub inimese kuumataluvus eelkõige õhu niiskusest. Nii näiteks õhutemperatuuril 30 °C ja 10-protsendilise suhtelise õhuniiskuse (kõrbetingimused) juures on tunne, nagu oleks õhutemperatuur 27 °C, 100-protsendilise suhtelise õhuniiskuse puhul aga 45 °C. Alla 25 °C puhul ei erine õhutemperatuur ja sellele vastav efektiivne temperatuur teineteisest oluliselt. Mida kõrgemale aga elavhõbedasammas tõuseb sellest nivoost, seda rohkem põhjustab kaasnev kõrge õhuniiskus probleeme. Kõige rohkem tuleb seda Eestis ette juuli- ja augustikuus. Vähem on tervise seisukohalt niiskuse arvestamiseks vajadust tavaliselt madala õhuniiskusega juunis, kuid sel ajal muutuvad kõrgete õhutemperatuuride juures tuleohtlikuks metsad.

Võrdleme Võru 1991–2003. aasta juuni ning juuli-augustikuu üle 25-kraadiseid õhutemperatuure kõige kõrgemate õhuniiskuse ja -temperatuuri alusel leitud efektiivsete temperatuuridega (joonis trükinumbris). Tuleb välja, et palavus, mida Eestis tunnetab inimene juuli- ja augustikuus, on tihti palju kõrgem kui juunikuus samadel õhutemperatuuri väärtustel. See on üks seletus tõsiasjale, miks arstid ei taha juulis-augustis raskeid operatsioone ette võtta. Küllap tuleks eriti ohtlike nähtuste kriteeriumide kehtestamisel hakata arvestama ka õhuniiskusega.


Palavuse mõõdupuuks võiks olla efektiivne temperatuur

Lõpuks veidi erilistest 2001. aasta juulikuu päevadest. Balti riikide kohal oli sel ajal väga soe ja niiske troopiline õhumass, mis põhjustas Eestis tugevaid äikeseid ja trombe. Maksimaalne õhutemperatuur ületas paljudes jaamades 30 kraadi, küündides 34 °C-ni, suhteline õhuniiskus ulatus pärastlõunastel tundidel kuni 70 protsendini. Lui leida sel ajavahemikul Eesti meteoroloogiajaamade andmete alusel õhuniiskust arvestavad efektiivsed temperatuurid, reastub tollane efektiivne temperatuur ehk maksimaalne palavus Eesti meteoroloogiajaamades järgmiselt: Jõgeval 37, Pärnus 36, Viljandis, Tartus, Võrus, Valgas, Kundas, Narva-Jõesuus 35 ning Türil 34 °C. Teistes jaamades oli efektiivne temperatuur madalam, ületades siiski kõikjal 27 kraadi. Järelikult: kuna inimene tajub soojusena eelkõige õhuniiskust arvestavat efektiivset temperatuuri, siis võiks see olla ka palavuse üheks mõõdupuuks.


TIINA TAMMETS (s. 1948) on Eesti Meteoroloogia Instituudi peaspetsialist, bioloogiakandidaat.



Tiina Tammets