備受關(guān)注的東京奧運(yùn)會(huì)在高溫高濕環(huán)境下召開，不少運(yùn)動(dòng)員們稱自己的發(fā)揮受到了嚴(yán)重的影響，多名運(yùn)動(dòng)員也因此申請調(diào)整比賽時(shí)間。
東京 7 月下旬和 8 月初的平均氣溫高于1984 年以來所有奧運(yùn)會(huì)主辦城市的氣溫，東京上一次舉辦奧運(yùn)會(huì)是在 1964 年，由于對高溫的類似擔(dān)憂，官員們將奧運(yùn)會(huì)推遲到 10 月，“中暑”是參與者面臨與天氣相關(guān)的最大威脅，長時(shí)間暴露在幾乎沒有風(fēng)的高溫和潮濕環(huán)境中，可能導(dǎo)致全身疲憊、昏厥，甚至癲癇發(fā)作。
Hexagon | MSC Software公司的CFD工程師模擬了炎熱、潮濕環(huán)境對參加 10,000 米比賽的男運(yùn)動(dòng)員的影響，盡管比賽是在日落之后進(jìn)行，但模擬結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)員仍然面臨著艱苦的挑戰(zhàn)。
這是一項(xiàng)顯示東京體育場高溫和潮濕影響的全新模擬，突出展示了在有記錄以來最熱的奧運(yùn)會(huì)上，運(yùn)動(dòng)員們?yōu)l臨中暑、脫水和精疲力竭的危險(xiǎn)狀況。
模擬顯示，即使在 27 攝氏度（80.6 華氏度）和 70% 濕度的平均條件下，10,000 米跑者（在體育場內(nèi)進(jìn)行的最長的田徑比賽）的核心溫度也可能超過 39 攝氏度（39.07 或 102.3 華氏度）。醫(yī)學(xué)研究表明：體溫高于 38 攝氏度（100.4 華氏度）的溫度被認(rèn)為是發(fā)燒。人類需要將核心溫度保持在 35 到 39 度（95 到 102.2 華氏度）之間，才能使生理功能反應(yīng)發(fā)揮到最佳狀態(tài)。而暴露于 32.2 攝氏度（90 華氏度）以上的“體感”溫度（即個(gè)人對溫度的感覺）有中暑、熱痙攣和中暑的風(fēng)險(xiǎn)。
為了展示在溫度變化只有幾度的情況下，對運(yùn)動(dòng)員身體有多么不利的影響，工程師模擬了兩種不同的場景：
可忽略不計(jì)的風(fēng)速、32 攝氏度的氣溫和 90% 的濕度。
可忽略不計(jì)的風(fēng)速、27 攝氏度的氣溫和 70% 的濕度。
模擬顯示，輕微的天氣變化可能會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響：
如果氣溫上升
至32°（僅比平均值高 5 度）
，則人體
核心溫度將上升至 39.77 攝氏度（103.6 華氏度），皮膚溫度將上升至 37 攝氏度（98.6 華氏度）。
此外，在較熱的兩種情況下，運(yùn)動(dòng)員的頭部核心溫度可能達(dá)到 40 多度（104 華氏度），而即使在平均條件下，頭部核心溫度也可能達(dá)到 39.2 攝氏度（102.6 華氏度）。
在所有器官中，
大腦是最容易受到熱量影響的器官之一，熱量會(huì)改變微妙的神經(jīng)活動(dòng)模式，導(dǎo)致神經(jīng)元死亡和癲癇發(fā)作。
大腿和骨盆（均為 40.7 攝氏度或 105.3 華氏度）等身體的其他區(qū)域，如果氣溫超過平均水平，則顯示出對核心溫度特別高的影響。
濕度也是影響運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)和健康的重要因素。
東京 7 月的平均濕度為 70%，但如果濕度升至 90%，運(yùn)動(dòng)員將平均出汗 810 毫升（約 1.5 品脫），而在大約 30 分鐘的比賽期間，則為 630 毫升（約 1.3 品脫）。
雖然汗液通過在皮膚上蒸發(fā)來幫助身體降溫，但在空氣已經(jīng)攜帶大量水分的潮濕環(huán)境里，我們的身體會(huì)失去大部分蒸發(fā)的冷卻效果，因此在這些條件下對運(yùn)動(dòng)員的影響會(huì)加劇。
同時(shí)，脫水會(huì)加速全身溫度的升高，進(jìn)一步夸大其影響。
該模擬的重點(diǎn)是 10,000 米—— 這是在體育場內(nèi)進(jìn)行的最長的田徑比賽，但研究結(jié)果洞悉了所有運(yùn)動(dòng)員在奧運(yùn)會(huì)上所面臨的艱苦條件，尤其是那些參加高耐力賽事的運(yùn)動(dòng)員，以及那些在炎熱中午比賽的運(yùn)動(dòng)員，環(huán)境溫度很可能達(dá)到 30 攝氏度（87.8 華氏度）以上。
氣候變化已被強(qiáng)調(diào)為東京氣溫上升的關(guān)鍵因素，自 1900 年以來，東京平均氣溫上升了 2.9 攝氏度，是全球平均上升速度的三倍多。為了創(chuàng)建這些模擬，工程師使用了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD)——模擬熱/流體現(xiàn)象。
Hexagon | MSC Software 的 Cradle CFD 軟件利用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來準(zhǔn)確表示復(fù)雜的幾何形狀。該軟件通常用于設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)、了解駕駛員的舒適度，甚至設(shè)計(jì)更高效的滾筒式干衣機(jī)。模擬條件包括風(fēng)速和濕度、運(yùn)動(dòng)員超過 30 分鐘（比賽持續(xù)時(shí)間）產(chǎn)生的熱量以及跑步運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流。使用 JOS-2 人體熱舒適性模型（JOS 模型）開發(fā)人員分析運(yùn)動(dòng)員的身體熱舒適度。
