Randulf Valle - Hvorfor er det så kaldt å være våt

Page 1


Randulf Valle

– og 182 andre spørsmål om friluftsliv du ikke visste du hadde


© CAPPELEN DAMM AS, Oslo, 2018 Forfatter har mottatt støtte fra Det faglitterære fond for å skrive denne boken. ISBN 978-82-02-52923-9 1. utgave, 1. opplag 2018 Illustrasjoner: Andreas Iversen Omslagsdesign: Andreas Iversen Sats: Bente Cecilie Bergan Trykk og innbinding: Livonia Print Sia, Latvia 2018 Satt i 9,7/14 pkt. Myriad Pro og trykt på 100 g Amber Graphic 1,25 Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med Cappelen Damm AS er enhver eksemplarfremstilling og tilgjengeliggjøring bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel. www.cappelendamm.no


Slik bruker du boka

Det har aldri vært min intensjon at boka skal leses fra perm til perm. Spørsmål med samme tematikk er riktignok forsøkt samlet, men mye henger sammen på kryss og tvers mellom ulike temaer. Personlig tror jeg boka egner seg best på do eller på hytta, konsumert i små porsjoner og i tilfeldig rekkefølge. Bakerst i boka finner du en liste over alle spørsmålene, slik at du lettere kan finne tilbake til punkter du allerede har lest. Noen spørsmål vil være markert med en «professor». Det er et varsel om at innholdet er ekstra teoretisk og nerdete, og det sier antagelig sitt i en bok som denne. Noen ganger vil professoren klø seg tvilende i hodet. Det er fordi spørsmålet ikke har et enkelt og entydig svar.

5


Forord

Alt vi opplever når vi er på tur, er et resultat av naturlovene, men når vi diskuterer hva slags undertøy som er best, hvilke liggeunderlag som er varmest, hva som er best av gass- og bensinbrennere eller hvilke telt som tåler mest vind, tyr vi ofte til subjektive erfaringer og anekdotiske bevis. I denne boka er min målsetning å forsøke å besvare slike spørsmål med bakgrunn i fundamental naturvitenskap, egne målinger og forskningsresultater. Boka gir deg neppe svar på alt du lurte på. For det første gir den ikke svar på alt. For det andre antar jeg det er få som har lurt på alt man får svar på her. Men jeg tror mange turfolk vil få bekreftet at en del ting er slik som de mente. De fleste vil også innse at noe er helt annerledes enn de trodde. Dessuten håper jeg at flest mulig vil forstå at mye er langt mer komplekst enn de var klar over. Det er kanskje den viktigste innsikten jeg sitter igjen med etter arbeidet med boka: Mange spørsmål knyttet til friluftsliv og turutstyr er svært komplekse. De har ikke nødvendigvis enkle og allmenngyldige svar, og vitenskapen produserer ofte flere nye spørsmål enn endelige bekreftelser. Husk 6


det neste gang du møter bastante påstander – enten de er fremsatt av turvenner eller kjente ekspedisjonsfarere. Når en forsker har publisert sitt arbeid, sjekker andre vitenskapsmenn at resultater og arbeidsmetoder holder mål og jobber videre med spørsmålene som fortsatt er ubesvarte. Jeg håper at dere, kjære lesere, tar fatt på den jobben og påpeker mine feil eller unøyaktigheter (de finnes garantert – uansett hvor hardt vi har prøvd å luke dem bort), eller slår i bordet med forskningsresultater og fundamental naturvitenskap som peker i helt andre retninger enn mine konklusjoner. På den måten kan vi alle lære noe og øke forståelsen av hva vi opplever på tur i naturen. Mange har bidratt til å realisere denne bokidéen. Takk til Cappelen Damm som ville gi ut boka, redaktør Finn Totland som skjønte at den måtte være akkurat så nerdete som den ble, samt illustratør Andreas Iversen for solid håndverk. Mange har lest større eller mindre deler av manus og kommentert. Tusen takk til dere. Til slutt en stor takk til min kjære Hilde, for støtte og innspill gjennom hele prosessen – men først og fremst fordi du er grunnmuren i livet mitt. God lesing! Randulf Valle Trondheim 14. juni 2018

7



1. Hvorfor er det så kaldt å være våt? Det er faktisk ikke så kaldt å være våt. Det er mye kaldere å tørke. Vann har nemlig svært høy fordampingsvarme. Det kreves mer enn fem ganger så mye energi for å få ett gram vann til å fordampe enn det kreves for å varme det opp fra null grader til kokepunktet. Denne energien må komme etsteds fra. Er været godt, kan noe komme fra sola eller lufta, men normalt hentes det meste av energien fra din kropp. Derfor blir du kald når du har blitt våt.

2. Hvordan unngår jeg å bli kald om jeg er våt? Du har da to muligheter: Det mest opplagte er å skifte til tørre klær. Selv om det kun er snakk om en kort pause, blir pausen mye mer behagelig om du tar deg bryet med å skifte til tørr trøye. Så gjelder det å psyke seg opp til å skifte tilbake til den våte trøya før turen fortsetter. Har du ikke tørt skift, kan du bruke en annen taktikk. Paradoksalt nok holder du varmen bedre om du hindrer klærne dine i å tørke. Det oppnår du enklest ved å dekke deg med et damptett lag, for eksempel en fjellduk. Lufta inne i fjellduken mettes med vanndamp, og når lufta først er mettet, vil det ikke fordampe mer vann fra deg og klærne dine. Da slipper kroppen å bruke mer energi på å gjøre vann til damp, og du fryser mindre. Har du en tett regndress eller rett 9


og slett en søppelsekk, vil den gjøre samme nytten. Men husk å stramme til skikkelig i alle åpninger, og hold selvsagt hodet på utsiden – slik at du får puste.

3. Er tjue kuldegrader dobbelt så kaldt som ti? Nei. Det ville i så fall bety at ti kuldegrader var uendelig mye kaldere enn null. Skal vi sammenligne temperaturer, må vi ta utgangspunkt i absolutt temperatur, angitt i kelvinskalaen. Den setter nullpunktet ved den laveste temperaturen som er fysisk mulig å oppnå. Dette absolutte nullpunktet er –273,16 oC. Derfor er –20 oC det samme som 253 K og –10 oC tilsvarer 263 K. Forskjellen mellom –10 oC og –20 oC er i absolutt temperatur snaut 4 %. Men når det gjelder hvor kaldt det føles for oss mennesker, er det neppe absolutt temperatur som gir det beste bildet. Kanskje er heller forskjellen mellom kroppstemperatur og omgivelsestemperatur en bedre målestokk? I så fall er –37 oC dobbelt så kaldt som 0 oC.

4. Hva avgjør om vi fryser eller føler oss passe varme? Kroppen er avhengig av å ha en kjernetemperatur på ca. 37 oC for å fungere optimalt, og den vil derfor gjøre hva den kan for å holde temperaturen i dette 10


området. Vi fryser om kroppen taper mer energi enn den skaper, og vi blir for varme om kroppen produserer mer energi enn den klarer å kvitte seg med. Kroppen produserer energi ved å forbrenne mat, og vi produserer mer energi når vi er i aktivitet enn når vi er rolige. I tillegg utveksler kroppen energi med omgivelsene på fem forskjellige måter. Konduksjon er varmeoverføring mellom objekter i kontakt. Når vi sitter på bakken, utveksler vi energi med den. På et varmt svaberg sommerstid kan vi få tilført energi. Setter vi oss i snøen en vinterdag, taper vi energi. Jo større temperaturforskjellen mellom kroppen og omgivelsene er, jo større blir varmeoverføringen. Konveksjon er varmeoverføring via et medium, normalt luft eller vann. Energi overføres da fra kroppen til luft- eller vannmolekylene, som igjen tar med seg energien bort fra kroppen. Også her kan vi få eller miste energi, avhengig av omgivelsene. Fordamping krever energi, og vi taper energi når vann eller svette fordamper fra kroppen eller klærne våre. Respirasjon er varmetap via pusten. Når vi puster inn kald, tørr luft, skal denne varmes opp og mettes 11


med vanndamp før den pustes ut igjen. Begge disse prosessene krever energi, og energitapet er størst på kalde, tørre vinterdager. Stråling er den siste mekanismen for energiutveksling. Varmestråling avgis av alle objekter med temperatur over det absolutte nullpunktet. En person vil alltid avgi varmestråling, men vil også motta energi i form av stråling fra omgivelsene. I solveggen en sommerdag vil vi motta mer varme enn vi taper i form av stråling. En kald vinternatt opplever vi derimot netto varmetap fra denne mekanismen. For at kroppstemperaturen skal holde seg stabil, må kroppens energiproduksjon være like stor som samlet energitap til omgivelsene fra disse fem mekanismene.

12


13


5. Hvorfor svetter vi? Svetting er vår viktigste mekanisme for å redusere kroppstemperaturen. Kroppens respons på økt kjernetemperatur er å skille ut svette gjennom huden. Siden det koster mye energi å få vann til å fordampe, vil kroppstemperaturen synke når svetten fordamper.

6. Har kroppen andre mekanismer enn svetting for å regulere varmetapet? Ja. Kroppen regulerer blant annet hvor mye av blodet som sendes til huden. Dersom vi fryser, trekkes blodet tilbake fra huden til indre organer. Redusert hudtemperatur gir mindre temperaturforskjell mellom kroppen og omgivelsene, og dermed redusert drivkraft for varmetap. Når blodet trekkes unna huden, reduseres også varmeledningsevnen til huden ned mot en tidel av normalt nivå, og isolasjonseffekten av kroppsfett maksimeres.1 Om vi derimot er for varme, vil kroppen sende ekstra blod til huden. Det gir motsatt effekt og økt varmetap til omgivelsene.

7. Hvorfor skjelver vi når vi blir kalde? Skjelving er en metode kroppen bruker for å produsere mer energi når vi blir nedkjølte. I beregninger av komforttemperatur for soveposer antas det at kroppens energiproduksjon øker med godt over 50 % når vi starter å skjelve. 2 14


8. Kan kroppens energiproduksjon økes på andre måter enn skjelving? Ja, du kan for eksempel løpe deg en tur ...

9. Er det mer slitsomt å gå Besseggen på en regnværsdag enn i sol og vindstille? Ja – spesielt om du er dårlig kledd. Når kroppen blir nedkjølt, setter den i gang prosesser for å opprettholde kroppstemperaturen når energien fra bevegelsen ikke er tilstrekkelig. Man skjelver ikke nødvendigvis, men prosessene medfører kraftig økning i energiforbruk og belastning. Dette kan bli svært farlig. Allerede i 19663 ble det publisert en oppsummering av 23 ulykker hvor britiske klatrere og fotturister hadde frosset i hjel etter å ha opplevd kombinasjonen av temperaturer rundt 0 oC, vind og regn. Forskerne observerte at ofrene gikk gjennom den samme rekken med symptomer: vansker med å holde tempo, snubling, svakhet, gjentatte fall, kollaps, sløvhet og bevisstløshet før døden inntraff. Flere vitenskapsmenn har studert slike scenarioer og gjenskapt dem under kontrollerte forhold. I 19464 ble det ved universitetet i Rochester gjennomført en serie forsøk hvor nakne personer syklet på ergometersykkel i ulike værforhold. (Noe som må ha vakt en viss oppsikt om forsøkene ble utført på universitetsområdet.) De syklet med konstant effekt, 15


som de i normalt vær kunne opprettholde i tre–fire timer. Forskerne observerte at utmattelse inntraff allerede etter 1,5–2 timer når forsøket ble utført ved 2–4 oC og i vind. De påviste også at kroppens samlede energiomsetning var 30 % høyere enn ved komfortable temperaturer. Senere har flere lignende forsøk bekreftet resultatene. Det mest relevante forsøket ble utført ved University of Victoria i Canada i 1996.5 18 forsøkspersoner gikk i konstant hastighet langs en tursti i 5 oC mens de ble utsatt for kunstig regn og vind. De hadde bomullsklær og en lett jakke i windbreaker-stoff. De gikk først én time i oppholdsvær og stille, og deretter fire timer i regn og vind. Hudtemperatur, rektaltemperatur og oksygenopptak ble målt. Kun fem av de 18 klarte å gjennomføre hele forsøket. Elleve av de resterende valgte selv å gi seg på grunn av ubehaget, mens to ble stoppet fordi rektaltemperaturen sank under 35 oC. Ni personer gjennomgikk et forsøk av tilsvarende lengde, men uten regn og vind. Her fullførte alle. Dette forsøket ble brukt som referanse. Etter den første timen, i vindstille og oppholdsvær, hadde rektaltemperaturen steget til ca. 38 oC. For de fem som fullførte forsøket i regn, sank rektaltemperaturen jevnt fra litt etter at det kunstige regnet ble skrudd på og til forsøket var avsluttet. Da var den i gjennomsnitt nådd ca. 36,5 oC. Samtidig falt hudtemperaturen fra ca. 31 oC til 24 oC, noe som ble 16


beskrevet som svært ubehagelig. Uten regn holdt både rektal- og hudtemperatur seg nærmest konstant. Også i dette forsøket ble det registrert kraftig økning i energiomsetning. I dette tilfellet på ca. 50 %, når man sammenlignet forsøkene med og uten regn.

17


10. Hva er hypotermi? Hypotermi er den formelle betegnelsen på nedkjøling. Dersom kroppens kjernetemperatur faller under 35 oC, kalles tilstanden hypotermi.

11. Er det sant at alvorlig nedkjølte personer slutter å skjelve? Ja, ved en kroppstemperatur på ca. 34 oC vil skjelvingene normalt stoppe.

12. Hvordan kan du entydig bestemme at en nedkjølt person har omkommet? I feltforhold er det i praksis omtrent umulig å finne ut om en sterkt nedkjølt person er i live, fordi livstegn som puls og pust er så svake. Det kan kun gjøres av helsepersonell på sykehus. Det er derfor viktig å fortsette med førstehjelp og gjenoppliving helt til kvalifisert hjelpemannskap kommer.

13. Hvorfor er det farlig å flytte sterkt nedkjølte personer? Hos en sterkt nedkjølt person vil det varmeste blodet være rundt de vitale organene, mens armer og føtter kan være mye kaldere. Om vi flytter en nedkjølt person, kan dette kalde blodet strømme til hjertet og i verste fall forårsake hjertestans. 18


14. Hvorfor skal ikke sterkt nedkjølte personer utsettes for strålevarme? Om huden varmes fort opp, kan også dette føre til at kaldt blod fra kroppens overflate strømmer til indre organer, noe som kan føre til hjertestans. Kraftig nedkjølte personer skal derfor ikke settes foran bål eller ovn. De skal heller varmes sakte opp ved hjelp av kroppsvarme eller en varmeflaske plassert på magen eller i lysken.

15. Hva er effektive kuldegrader? Ofte oppgis temperaturen i effektive kuldegrader. Dette er ikke bare et grep eventyrere kan bruke for å få kalde turer til å høres enda kaldere ut, men et redskap for bedre å kunne vurdere risiko for nedkjøling og forfrysninger når man er ute. Effektive kuldegrader tar hensyn til både lufttemperatur og vindstyrke. Kroppen avgir mye varme til omgivelsene gjennom konveksjon, som betyr varmeoverføring via luft. Energi overføres da fra kroppen til de nærmeste luftmolekylene, som igjen tar med energien bort fra kroppen. Denne prosessen går raskere jo større temperaturforskjellen mellom kropp og luft er. Luft er i utgangspunktet en god isolator, men det forutsetter at lufta holder seg i ro. Da vil et lite luftsjikt rundt kroppen bli oppvarmet. Det reduserer temperaturforskjellen mellom kroppen og omgivel19


sene. Dermed blir også drivkraften for varmetransport mindre. Dersom lufta rundt kroppen er i bevegelse, blir det varmere luftsjiktet stadig ødelagt og erstattet av kald luft fra omgivelsene. Da kommer kroppen stadig i kontakt med kald luft, og nedkjølingen går fortere. Jo mer det blåser, jo kraftigere blir denne effekten, og det er nettopp dette effektive kuldegrader tar hensyn til. Effektive kuldegrader kalkuleres fra følgende formel:6 Teff = 13,12 + 0,6215Ta – 11,37V 0,16 + 0,3965Ta 0,16 Teff = Effektiv temperatur V = Vindhastighet (m/s) Ta = Lufttemperatur (oC) Formelen er kun gyldig for temperaturer under 10 oC og vindhastigheter over 1,33 m/s. I tabellen under er sammenhengen mellom lufttemperatur, vindstyrke og effektiv temperatur vist. Lysegrått, mørkegrått og svart angir henholdsvis stor, svært stor og ekstrem fare for forfrysninger. Svart fargekode angir forhold hvor bar hud forfryses på under to minutter.

20