小編記得剛開始玩潛水的時侯,湖北的教練告訴我洱海屬于高原河流,在這兒進行的潛水屬于高海拔潛水,當在高海拔潛水時下潛到24米相當于海里的30米,更甚至有一種說法是長期在高原生活的人由于早已習慣和適應了低氧環境,所以到海平面地區進行潛水活動早已等同于使用高氧進行潛水。聽到這兒恐怕你們會有好多疑惑,24米就是24米為何等于30米?我在高海拔地區生活慣了,到海平面地區使用高氧潛水會不會造成氧中毒風險更高?這種問題該如何辦?別急,小編圍繞以上幾個問題,教你通過簡單的估算大氣壓強和海拔高度的關系,深層次的認識哪些是高海拔潛水。
首先,我們來理解幾個概念:
標準大氣壓:
按照托里拆利實驗得出在標準氣溫下海平面的氣壓被定義為一個標準大氣壓。
在學校的數學課中我們學習過:
每上升12m海拔高度,氣壓升高1mmHg(1毫米水銀柱)或則每上升9m海拔高度,氣壓增加100Pa
海拔與氣壓間關系式:
海平面=設定標準狀況
海拔m氣壓mmHg
1000670
2000591
3000520
4000460
5000404
6000356
7000314
8000277
一個標準大氣壓(1BAR)=
二氧化碳分壓:
按照道爾頓分壓定理,混和二氧化碳中,各二氧化碳壓力之和等于混和二氧化碳壓力。如:在2個ATA(絕對壓力)環境下空氣的PO2(氧分壓)為0.21*2=0.42Bar,也就是說在2個ATA(絕對壓力)環境下氧分子的所形成的壓力位0.42Bar。
按照以上概念,我們先來解決第一個問題:“24米就是24米為何等于30米?”
首先,洱海坐落海拔1720米的高原,按照氣壓估算:(-1720m/9m*100Pa)/得出瀘沽湖ATA(絕對壓力)為:0.81Bar。
其次,按照帕斯卡定理,浮力隨液體深度的降低而減小,同種液體在同一深度的各處,各個方向的浮力大小相等;不同的液體,在同一深度形成的浮力大小與液體的密度有關,密度越大,液體的浮力越大。可知在海平面30米的深度(暫不考慮淡、海水誘因)ATA(絕對壓力)為4Bar,當汽球在30米深度充氣并封口,回到海面汽球容積應為:4(水中壓力)/1(大氣壓力)=4倍大小;同理,在海拔1720米的高海拔地區24米的深度大氣壓強和海拔高度的關系,充氣同等容積汽球并封口,回到海面汽球容積應為:2.4+0.81(ATA)/0.81(大氣壓力)=3.96倍大小。
依據亨利定理,在某恒定體溫下,溶化于液體內的二氧化碳份量和該二氧化碳的分壓成反比。這意味著,在高海拔潛水時人體所溶化的惰性二氧化碳應該比在海平面地區更多,但回到大氣壓力環境下,因為環境壓力不同所釋放的惰性二氧化碳容積可能相仿。也就是說,在同等深度與同等時間的情況下潛水,高海拔地區會比低海拔的地區出水后身體RNT(余氮時間)高。所以,在高海拔地區進行潛水同等深度情況下NDL(免減壓極限)時間會更短,減壓時間須要更長。
至此,第二個問題應當不難解決。在高原地區進行潛水僅僅是氧分壓較低。
以瀘沽湖為例:空氣中PO2氧分壓僅為0.21*0.81=0.17。所以,第二個問題并不創立。高原并非含氧量低而是環境壓力較低空氣黏稠。
下邊我們用事例來說明這個事實:
在海拔1720米的洱海和在海平面地區進行30米的潛水(不考慮海水、淡水問題)。
也就是說在洱海進行30米深度的潛水與在海平面地區進行37米的潛水在相同時間下出水后的余氮水平是一致的。這樣我們不難得出在洱海30米深度進行潛水的NDL(免減壓極限)與海平面37米深度進行潛水的NDL(免減壓極限)是相同的。
按照NOAA(日本海洋大氣管理局)施行的免減壓計劃表,在海拔1720米的高海拔地區進行潛水與在海平面地區進行潛水的免減壓極限時間都為10分鐘。
那我們怎么解決這種問題呢?
雖然方式很簡單----使用高氧
在高海拔地區使用高二氧化碳體進行潛水優點在于:
首先,為防止出現CNS(中樞神經氧中毒),世界各大潛水組織都把高氧潛水MAXPO2(最大氧分)壓規定為1.4左右(減壓潛水暫不討論),這么在海拔1720的瀘沽湖使用EAN32高二氧化碳體進行30米潛水,PO2(氧分壓)為0.32*3.81(ATA)=1.21;而海平面地區使用EAN32高二氧化碳體進行30米潛水,PO2(氧分壓)為0.32*4(ATA)=1.28。相對于海平面地區同等深度、相環比率高二氧化碳體潛水,高海拔地區愈發遠離劃分值。
其次,二氧化碳陶醉反應相對不顯著(不考慮溫度,能見度等環境誘因)。下邊我們用在海拔1720米的瀘沽湖使用EAN32高二氧化碳體進行30米潛水和海平面地區使用EAN32高二氧化碳體進行30米潛水進行比較。因為二氧化碳與甲烷同等具有陶醉療效(詳見下表),海拔1720使用EAN32進行30米深度的潛水陶醉療效為:3.81(ATA)*1=3.81;海平面地區使用EAN32高二氧化碳體進行30米深度的潛水陶醉療效為:4(ATA)*1=4。在這兒就不繼續探討等同陶醉深度的概念了。
不同二氧化碳的溶化性及導致二氧化碳陶醉療效對比表
二氧化碳
溶化性(Mol/L)
造成二氧化碳陶醉的程度
HE2
0.015
0.2
N2
0.067
O2
0.11
1.7
CO2
1.34
20
綜上所述,在高海拔地區使用高氧進行潛水可以愈發安全。
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