Исследование температуры внешней поверхности тела "моржей" с помощью тепловизора
В феврале 2022 года были проведены небольшие исследования температуры тела "моржей" с помощью тепловизора. Были сделаны тепловые снимки моржей до заплыва, после заплыва и в одном из исследований - после согревания.

Исследования были проведены с помощью относительно недорогого тепловизора UNI-T Uti120Mobile. Тепловизор представляет собой малогабаритную приставку к смартфону; с полным техническим обзором можно ознакомиться здесь.

Прибор имеет относительно небольшое разрешение, составляющее 120*90 пикселей, что не позволяет передать тепловое изображение с фотографической точностью (оно получается с расплывчатыми контурами объектов).

В исследовании участвовали два "моржа": автор сего сайта и Екатерина Некрасова, рекордсмен мира по дальности подлёдного ныряния (102.7 м, отчёт).

Начнём с заплыва автора сайта (Виктора Ю.).

Экспериментальный заплыв в проруби был относительно коротким, 1.5 минуты, дистанция - около 50 м.

Температура воздуха - около минус 5 градусов, безветренно. Температура воды 1 градус.

Тепловые снимки до заплыва и сразу после заплыва:

Небольшое пояснение к снимкам.

Шкала слева показывает градации температур в снимке от минимальной, оказавшейся в кадре, и до максимальной.

"Прицел" с красным квадратом в центре показывает точку с максимальной температурой, обнаруженной в кадре.

В правом верхнем углу показана температура, точка измерения которой показана белым крестом на снимке.

На что надо обратить внимание на снимках?

До заплыва максимальная температура внешней поверхности тела расположена в районе груди, что естественно, так как на холоде наиболее массивные части тела лучше сохраняют тепло.

После заплыва максимальная температура - на лице, что тоже естественно, поскольку во время заплыва голова погружалась в ледяную воду лишь частично, и потому здесь тепло сохранилось лучше.

Температура внешней поверхности на груди упала с 27.5 градусов до 11 градусов.

Это произошло вследствие двух причин: как элементарной физической причины (теплопроводность), так и вследствие биологической причины (сужение кровеносных сосудов вследствие охлаждения и уменьшение кровотока).

Причём, поскольку площадь поверхности тела человека велика, то даже поверхностное охлаждение имеет большой вес в общем охлаждении тела человека.

Как при этом изменяется скорость теплоотдачи от тела внешней среде?

Поскольку отдача тепла от организма пропорциональна разности температур между телом человека и внешней средой, то можно сказать, что в конце заплыва скорость теплоотдачи уменьшилась примерно в 2.5 раза; а максимальная скорость теплоотдачи была в начале заплыва.

Тем не менее, даже после снижения скорости теплоотдачи в 2.5 раза она остаётся достаточно высокой и не может быть скомпенсирована естественной генерацией тепла организма.

Следующее, на что надо обратить внимание, - это температура купального костюма (плавок). Она оказалась с наружи ниже, чем температура тела и составила в конце заплыва в среднем 4 - 4.5 градусов.

На мне были одеты толстые двухслойные плавки (их можно заменить просто двумя слоями "обычных" плавок, что тоже часто делаю).

Поскольку разность температур между внешней стороной плавок и водой оказалась ещё ниже, чем разность температур между открытым телом и водой, то в местах, защищённых плавками, скорость теплоотдачи снижается ещё в 2-3 раза.

Этот факт надо иметь в виду нашим немногочисленным коллегам, которые любят купаться без плавок: теплоотдача от некоторых немаловажных органов без плавок будет идти в разы быстрее, чем с плавками.

Теперь отдельно разберём снижение температуры тонких частей тела (кистей рук).

Тепловые снимки кисти левой руки до заплыва и после заплыва:

После заплыва температура средних фаланг пальцев (кроме большого) снизилась до 3 - 3.5 градусов.

Отсюда проистекают существенные факты как для объяснения ощущений пловцов, так и для обеспечения техники безопасности.

Температура тонких частей тела из-за их малой теплоёмкости закономерно снижается значительно быстрее, чем температура тела в целом. Этим объясняются ощущения "одеревенения" кистей рук и потери их чувствительности, на что обращали внимание многие пловцы, участвующие в заплывах на длинные дистанции (от 100 м и более).

В данном случае можно считать чудом, что, несмотря на сильнейшее охлаждение, пальцы продолжают слушаться команд владельца; хотя выполнить "тонкие" движения (например, застегнуть пуговицы) уже часто бывают не способны.

В отношении техники безопасности надо сказать, что при выходе из воды на сильный мороз создаётся возможность обморожения пальцев, так как они уже охлаждены до температуры, близкой к нулю градусов.

В этом случае есть два варианта предотвращения обморожения.

Первый - сразу после купания зайти в тёплое помещение (при наличии).

Второй - взять с собой тёплую воду (например, в пластиковой бутылке, завёрнутой в полотенце) и облить руки после купания.

И всегда остаётся возможным третий вариант: отказаться от купания при сильном морозе.
 

Теперь перейдём к температурным реакциям второго пловца - Екатерины Некрасовой.

Было сделано три тепловых снимка: до погружения в воду, после выхода из воды, и после согревания Екатерины в тёплом помещении (температура воздуха - около +30 градусов).

Время пребывания в воде - три минуты без движения и без дыхания. Такая вот у Екатерины тренировка, которая для нас, обычных людей, просто невероятна. Вместе со временем захода в воду и выхода из неё можно считать пребывание в ледяной воде примерно равным четырём минутам.

Относительно первых двух снимков можно сказать примерно то же, что и о снимках первого моржа (Виктора) до купания и после купания.

А вот последний (третий) снимок был сделан всего лишь после шести минут согревания; это - очень небольшое время для реабилитации даже в тёплом помещении!

За это небольшое время произошло полное восстановление температуры тела. В данном случае можно говорить, что большой опыт погружений в ледяную воду адаптировал организм к ускоренному восстановлению после заплывов.

25.02.2022.

Дополнительный материал по теме: статья "Физиологические аспекты теплового баланса организма человека после гипотермии".

Список статей по теории моржевания

Список статей по практике моржевания