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走进高海拔潜水

更新时间:2023-10-23 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

小编记得刚开始玩潜水的时侯,湖北的教练告诉我洱海属于高原河流,在这儿进行的潜水属于高海拔潜水,当在高海拔潜水时下潜到24米相当于海里的30米,更甚至有一种说法是长期在高原生活的人由于早已习惯和适应了低氧环境,所以到海平面地区进行潜水活动早已等同于使用高氧进行潜水。听到这儿恐怕你们会有好多疑惑,24米就是24米为何等于30米?我在高海拔地区生活惯了,到海平面地区使用高氧潜水会不会造成氧中毒风险更高?这种问题该如何办?别急,小编围绕以上几个问题,教你通过简单的估算大气压强和海拔高度的关系,深层次的认识哪些是高海拔潜水。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们来理解几个概念:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

标准大气压:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

按照托里拆利实验得出在标准气温下海平面的气压被定义为一个标准大气压。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

在学校的数学课中我们学习过:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

每上升12m海拔高度,气压升高1mmHg(1毫米水银柱)或则每上升9m海拔高度,气压增加100PaFy5物理好资源网(原物理ok网)

海拔与气压间关系式:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

海平面=设定标准状况Fy5物理好资源网(原物理ok网)

海拔m气压mmHgFy5物理好资源网(原物理ok网)

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一个标准大气压(1BAR)=Fy5物理好资源网(原物理ok网)

二氧化碳分压:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

大气压强和海拔高度的关系_大气压强和海拔高度的关系_大气压强和海拔高度的关系Fy5物理好资源网(原物理ok网)

按照道尔顿分压定理,混和二氧化碳中,各二氧化碳压力之和等于混和二氧化碳压力。如:在2个ATA(绝对压力)环境下空气的PO2(氧分压)为0.21*2=0.42Bar,也就是说在2个ATA(绝对压力)环境下氧分子的所形成的压力位0.42Bar。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

按照以上概念,我们先来解决第一个问题:“24米就是24米为何等于30米?”Fy5物理好资源网(原物理ok网)

首先,洱海坐落海拔1720米的高原,按照气压估算:(-1720m/9m*100Pa)/得出泸沽湖ATA(绝对压力)为:0.81Bar。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

其次,按照帕斯卡定理,浮力随液体深度的降低而减小,同种液体在同一深度的各处,各个方向的浮力大小相等;不同的液体,在同一深度形成的浮力大小与液体的密度有关,密度越大,液体的浮力越大。可知在海平面30米的深度(暂不考虑淡、海水诱因)ATA(绝对压力)为4Bar,当汽球在30米深度充气并封口,回到海面汽球容积应为:4(水中压力)/1(大气压力)=4倍大小;同理,在海拔1720米的高海拔地区24米的深度大气压强和海拔高度的关系,充气同等容积汽球并封口,回到海面汽球容积应为:2.4+0.81(ATA)/0.81(大气压力)=3.96倍大小。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

依据亨利定理,在某恒定体温下,溶化于液体内的二氧化碳份量和该二氧化碳的分压成反比。这意味着,在高海拔潜水时人体所溶化的惰性二氧化碳应该比在海平面地区更多,但回到大气压力环境下,因为环境压力不同所释放的惰性二氧化碳容积可能相仿。也就是说,在同等深度与同等时间的情况下潜水,高海拔地区会比低海拔的地区出水后身体RNT(余氮时间)高。所以,在高海拔地区进行潜水同等深度情况下NDL(免减压极限)时间会更短,减压时间须要更长。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

至此,第二个问题应当不难解决。在高原地区进行潜水仅仅是氧分压较低。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

以泸沽湖为例:空气中PO2氧分压仅为0.21*0.81=0.17。所以,第二个问题并不创立。高原并非含氧量低而是环境压力较低空气黏稠。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

下边我们用事例来说明这个事实:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

在海拔1720米的洱海和在海平面地区进行30米的潜水(不考虑海水、淡水问题)。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

也就是说在洱海进行30米深度的潜水与在海平面地区进行37米的潜水在相同时间下出水后的余氮水平是一致的。这样我们不难得出在洱海30米深度进行潜水的NDL(免减压极限)与海平面37米深度进行潜水的NDL(免减压极限)是相同的。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

按照NOAA(日本海洋大气管理局)施行的免减压计划表,在海拔1720米的高海拔地区进行潜水与在海平面地区进行潜水的免减压极限时间都为10分钟。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

那我们怎么解决这种问题呢?Fy5物理好资源网(原物理ok网)

虽然方式很简单----使用高氧Fy5物理好资源网(原物理ok网)

在高海拔地区使用高二氧化碳体进行潜水优点在于:Fy5物理好资源网(原物理ok网)

首先,为防止出现CNS(中枢神经氧中毒),世界各大潜水组织都把高氧潜水MAXPO2(最大氧分)压规定为1.4左右(减压潜水暂不讨论),这么在海拔1720的泸沽湖使用EAN32高二氧化碳体进行30米潜水,PO2(氧分压)为0.32*3.81(ATA)=1.21;而海平面地区使用EAN32高二氧化碳体进行30米潜水,PO2(氧分压)为0.32*4(ATA)=1.28。相对于海平面地区同等深度、相环比率高二氧化碳体潜水,高海拔地区愈发远离划分值。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

其次,二氧化碳陶醉反应相对不显著(不考虑温度,能见度等环境诱因)。下边我们用在海拔1720米的泸沽湖使用EAN32高二氧化碳体进行30米潜水和海平面地区使用EAN32高二氧化碳体进行30米潜水进行比较。因为二氧化碳与甲烷同等具有陶醉疗效(详见下表),海拔1720使用EAN32进行30米深度的潜水陶醉疗效为:3.81(ATA)*1=3.81;海平面地区使用EAN32高二氧化碳体进行30米深度的潜水陶醉疗效为:4(ATA)*1=4。在这儿就不继续探讨等同陶醉深度的概念了。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

不同二氧化碳的溶化性及导致二氧化碳陶醉疗效对比表Fy5物理好资源网(原物理ok网)

大气压强和海拔高度的关系_大气压强和海拔高度的关系_大气压强和海拔高度的关系Fy5物理好资源网(原物理ok网)

二氧化碳Fy5物理好资源网(原物理ok网)

溶化性(Mol/L)Fy5物理好资源网(原物理ok网)

造成二氧化碳陶醉的程度Fy5物理好资源网(原物理ok网)

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综上所述,在高海拔地区使用高氧进行潜水可以愈发安全。Fy5物理好资源网(原物理ok网)

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