تأثير درجة الحرارة ورطوبة الهواء على كفاءة الأداء الرياضي

إن ارتفاع درجة حرارة ورطوبة الهواء المحيط يسبب بصورة كبيرة عملية الانتقال الحراري، ومسبباً بذلك خطورة نتيجة تسخين الجسم، فكلما كانت درجة الحرارة المحيطة عالية كلما كان ارتفاع درجة حرارة الجسم أعلى.

تأثير درجة الحرارة ورطوبة الهواء على كفاءة الأداء الرياضي

إن هبوط كفاءة الأداء الرياضية عند ارتفاع درجة الحرارة ورطوبة الهواء تحددها هذه العوامل الأساسية الثلاث الآتية:

• تسخين الجسم.

• نزع الماء السريع.

• هبوط إمكانيات نقل الأكسجين في منظومة القلب الوعائي.

الآليات الميكانيكية للانتقال الحراري في ظروف ارتفاع درجة الحرارة ورطوبة الهواء أثناء ممارسة الرياضة

لا تعتبر الطرق المختلفة لإعطاء الحرارة من الجسم إلى الوسط الخارجي في ظروف الهدوء عند تنفيذ عمل عضلي واحدة، وتتغير تبعاً للعوامل الفيزيائية في المحيط الخارجي، ففي ظروف الهدوء يتعزز دور التوصيل الحراري والحمل بتجاوز درجة الحرارة المريحة التي تقدر 18 درجة، وأما تعزيز دور الانتقال الحراري من خلال تبخر العرق فيبدأ فقط عندما تتجاوز درجة حرارة الهواء 30 درجة.

كما أنه عند اقترابها من درجة حرارة الجلد، وفي الأيام الحارة تكون عملية فقدان الحرارة من خلال الحمل ضعيفة جداً؛ بسبب التفاوت البسيط في درجات الحرارة بين الوسط المحيط والجلد، وعندما تتجاوز درجة الحرارة الخارجية درجة حرارة سطح الجسم حوالي 30 درجة، يتغير اتجاه التبادل الحراري إلى الاتجاه المعاكس فيستلم النسيج السطحي للجسم الحرارة من المحيط الخارجي، كما يكون الإشعاع الشمسي حولة حرارية إضافية للجسم.

وتعتبر الطريقة الأساسية لتخلص جسم اللاعب من الحرارة في أوقات ممارسة النشاط البدني هي تبخر العرق من الجلد، وكلما ارتفعت درجة الحرارة الخارجية تتضاعف دور هذه الآلية للتخلص من الحرارة، وتنمو سرعة تبخر العرق في ضوء تكون العرق وعدد من المواصفات الفيزيائية للمحيط الخارجي، ومن أهمها الرطوبة النسبية للهواء، كما أن حوالي 5% من نقل الحرارة في حالة الحمولات الغازية تحت الحرجة تحدث بسبب تبخر المياه في الأوعية المائية، وعند مضاعفة رطوبة الهواء فإن هذه الآلية في النقل الحراري سوف تضعف.

وهكذا فإن مضاعفة درجة حرارة المحيط الخارجي تخفض التمايز الحراري بين الهواء والجلد، وكذلك بين الجلد ومركوز الجسم؛ مكوناً بذلك صعوبة في انتقال الحرارة وتصبح هذه الصعوبات أكثر تعقيداً كلما اقتراب درجة الحرارة الخارجية من درجة حرارة الجلد، وإن زيادة رطوبة الهواء المحيط يشكل بصورة مماثلة في وجه فقدان الحرارة عن طريق التبخر، كما أن زيادة درجة حرارة الهواء ورطوبته في آن واحد يؤدي إلى مضاعفة كبيرة لدرجة حرارة الجسم أثناء النشاط الرياضي المشدود والمستمر.

الآليات الفسيولوجية لتقوية الانتقال الحراري في ظروف ارتفاع درجة حرارة الهواء ورطوبته

إن تقوية الانتقال الحراري في ظروف ارتفاع درجة حرارة ورطوبة الهواء تتحقق من خلال آليتين فيسيولوجيتين رئيسيتين هما:

• تقوية جريان الدم الجلدي الأمر الذي يقود إلى نقل الحرارة من مركز الجسم إلى سطحه؛ ليؤمن بذلك تغذية الغدد الدرقية بالماء.

• تقوية تكوين العرق.

درجة حرارة الدم وعلاقته بدرجة حرارة الجلد

يشكل تيار الدم الجلدي عند الشخص البالغ في الظروف الملائمة في حالة الهدوء حوالي 16.0 في الدقيقة، في حين ترتفع هذه الكمية إلى 1 لتر في الدقيقة أثناء العمل، وأما إذا كانت درجة الحرارة الخارجية عالية جداً، فإن هذه الكمية يمكن أن تبلغ 2.6، ويعني ذلك أنه في الظروف الحارة جداً فإن 20% من الطرح القلبي يمكن أن يتوجه إلى شبكة الأوعية الجلدية ليمنع تسخين الجسم، وأما في الظروف الملائمة فإن الطرح القلبي في مثل هذا العمل سوف لن يزيد عن 5% فقط، ولا يؤثر قدرة الحمولة على درجة حرارة الجلد.

وترتبط درجة حرارة الجلد خطياً مع قيمة التيار الجلدي، وتضاعف تقوية تيار الدم في الجلد درجة حرارته، فإذا كانت درجة الحرارة الخارجية أقل من درجة حرارة الجلد فإن فقدان الحرارة سيتضاعف بواسطة الحمل والإشعاع الخارجي على الجسم أيضاً، كما تعزز حركة الهواء تخلص الجسم من الحرارة عن طريق الحمل والتبخر، وينخفض نتيجة ذلك معدل درجة حرارة الجسم، ولذلك يتضاعف تمايز درجات الحرارة؛ وهذا الشيء يؤدي إلى تحسين أفضل لظروف الفقدان الحراري عن طرق الحمل والإشعاع.

كما تعتمد سرعة تكوين العرق وإفرازه على عدد كبير من العوامل أهمها، سرعة النواتج التي نتنج عن الطاقة والظروف الفيزيائية للوسط الخارجي (درجة حرارة ورطوبة الهواء)، فلو أن حمولة واحدة كانت قد نفذت في درجات حرارة خارجية متباينة لا يؤخذ بالحسبان الدرجات القليلة جداً والمرتفعة جداً، فإن درجة حرارة الجسم الداخلية ستبقى واحدة، في حين تتضاعف سرعة تكوين العرق كمعادلة خطية لمتوسط درجة حرارة الجلد.

وبالعكس عندما تكون درجة الحرارة الخارجية ثابتة، فإن معدل درجة حرارة الجلد ستكون سرعة إفراز العرق تمثل علاقة خطية مع درجة الحرارة الداخلية للجسم، فكلما كانت قدرة الحمل المنفذ عالية كلما كالنت سرعة إفراز العرق المعدل درجة حرارة الجلد نفسها أعلى، وهكذا فإن سرعة إفراز العرق تعتمد على درجة حرارة مركز الجسم وسطحه الخارجي، كما أن إفراز العرق عند النساء عند تنفيذ حمولات بدنية واحدة تحت درجة حرارة خارجية واحدة أقل مما هو عليه عند الرجال.

كما أن إحدى النتائج في تقوية إفراز العرق خلال العمل العضلي الذي ينفذ في ظروف ارتفاع درجة الحرارة ورطوبة الهواء، هو الخرق الذي يحصل في التوازن (ماء وأملاح)، ويكمن هذا الخرق في الفقدان السريع للماء في الجسم أي نحو عملية نزع الماء، وكذلك في تغير وجود عدد من المحاليل (الأملاح) في الأجواء المائية للجسم، كما أن التواجد في وسط ذو حرارة مرتفعة فإنه يحصل هبوط في كفاءة الأداء البدنية بصورة ملحوظة.

كما تتنامى هذه العملية فقط عند تنفيذ تمارين مكثفة بما فيها الكفاية (ذات قدرة غازية دون القصوى) وطويلة تزيد عن 30 دقيقة، وخاصة إذا تمت عملية التنفيذ في ظروف زيادة درجة الحرارة ورطوبة الهواء، وأما عند العمل على تنفيذ حمولة ثقيلة فإن فقدان الماء لن يحدث حتى في ظروف زيادة درجة حرارة الهواء شريطة أن تكون عملية التنفيذ قصيرة، كما أن المحافظة على درجة حرارة الجسد تبعا للحد المسموح بها للجسم، أهم كثيراً من الحفاظ على الماء.

كما أنه أثناء العمل البدني الكثيف الذي يصاحبه إفراز شديد للعرق يمكن أن يحدث نقصان كبير في كمية المياه، كما أن الرياضي الذي يفقد كمية كبيرة من الماء يكون غير مستقراً تجاه درجة الحرارة عالية، وهذا الشيء سوف يؤدي إلى انخفاض أدائه وكفاءته.