溯高山溪 最冰冷的時刻是離水後的剎那

高山溪水的冷冽是讓人怯步的, 這可由良田在合歡山莊(3100m)上廁所後, 斤斤計較地只洗三根手指頭看出來. 拿溫度計測到的數據是: 合歡溪2700m處的(傍晚)水溫為8C, 所以涉渡溪水的感覺, 可謂 "一點都不冷....冰死了!" 經過多次涉渡.一次全身泡水游泳的經驗, 發現一個奇怪的現象: 覺得最冷(或痛)的時刻, 不是在剛入水.或是持續在水裏的時候, 而是在身體離溪.水完全退離的那一剎那. 怎麼解釋這種 “感覺延後” 的現象? 想到一個解釋: 入冰水時, 身體表面在短時間被快速帶走熱量, 導致體表溫度低.神經麻庳, 就沒特別感覺, 而當離開冰水, 水退去, 體表溫度回升時, 神經才回過神, 感覺強烈的冰冷與刺痛. 這個說法對嗎?

衣服與皮膚之間包裹著一層水, 這層水與衣服外的溪水間仍有交流, 所以維持相當程度低溫, 但交流的流量比衣服外溪流流動小, 所以站在溪裡還沒冰到最高點. 突然站起來到溪面以上時, 除去溪水水壓(浮力)因素, 衣服與皮膚間的水受重力與慣性往下拉, 造成流動, 大大增加熱傳通量, 皮膚快速喪失熱, 所以突然很冷. 如果有在雪地鞋襪防水不足而濕掉的經驗, 腳趾頭會冰到麻木掉, 換上乾襪子後, 腳趾頭還要冰麻一陣子, 麻木掉的神經並不會在一瞬間立刻恢復正常知覺.

在溪裡滲入衣服內的水是不太會流動的，經皮膚加熱後溫度逐漸提升，所以慢慢的就不會覺得冷了。但是身體一離開水面，這些在衣服內層與皮膚接觸的溫水，受重力作用往下流動離開身體，在衣服外層的冷水就滲入衣服內層與皮膚接觸, 那瞬間是皮膚與水溫差最大的時刻，所以會覺得最冷。

剛剛做了一個實驗, 或許可以部份地回答這個問題: (1)一杯37度的水, 將手指伸進水中, 會覺得有點溫. (2)用手指沾一下這水, 塗在手臂上, 手臂會覺得有點涼. (3)接著走動身體, 則手臂會覺得很涼. 所以, 體表的溫度感覺, 關鍵不只在接觸的水溫, 而在帶走體溫(熱)的速度. 雖然體表水溫原本是37度, 但可以覺得很涼. 表面溼的身體曝露於空氣中, 會產生水氣蒸發效應, 這個效應所帶走的熱量相當大(約是539卡/每克水, 遠大於水由0度加熱至100度的值,100卡/每克水). 身體離開溪水後, 走上岸, 便進行這種大量帶走熱量的效應, 而讓身體覺得很冰冷.

這話題有點加溫了! 我也來談一下僅有少數泡冰冷溪水的經驗. 有一次站在深及脖子的冰冷溪水中, 那是一個瀑布下方的深潭的下游端, 潭很深, 不見底, 站在下游端是等候塞車攻瀑布的隊伍. 潭很大, 所以寬處水流較緩. 因為塞車等候很久, 身體幾乎不動, 久而久之, 身體有溫暖的感覺. 有時候不耐煩動一下, 一動就感覺到溪水冰冷的溫度了. 後來實在塞車太久, 我們那個小隊就放棄攻瀑布, 起身離溪的那一剎那, 也是突然好冷, 著實打了一個寒顫. 一克水蒸發成水蒸氣, 體積會從一西西變成一千多西西. 如果有風, 這一千多西西被帶離身體不成問題. 如果沒風, 一千多西西要對流離開, 好讓下一個一西西水蒸發, 並不容易. 蒸發也會塞車. 一般在室內, 裸露肢體皮膚的溫度大約32度(頭部或不裸露部分溫度較高). 泡過冷溪水的皮膚溫度可能更低, 算30度好了(這裡指不裸露部分, 若裸露於溪水中的體表溫度會更低; 而身體中心的溫度應在36度以上, 否則有失溫之虞.). 如果溪水是10度, 而衣服夾層吸收的水高一點, 不動時貼著皮膚的水假設與皮膚等溫30度(緊貼著皮膚的緩慢流動應是層流). 估計衣服夾層的水介於中間, 算20度好了, 與皮膚間溫差就是10度. 這衣服夾層的水在站起來離溪時突然往下流動, 因衣服阻礙甚多, 其流動會是紊流, 紊流有將物質, 動量與熱能分佈平均化的效果, 這時候貼著皮膚的水溫與衣服夾層的水溫趨於一致. (緊貼著皮膚的水溫從與皮膚表面幾乎等溫變成低於皮膚表面甚多, 表示在皮膚表面的溫度梯度驟升; 而溫度梯度與流體流通量二者都與熱量流失的流通量成正相關.) 20度水若從皮膚得到熱後加溫到25度, 每一百西西會吸收500卡. (若只加溫到21度就每一百西西100卡). 人從溪中突然離開水面時, 衣服夾層突然往下流動的水恐怕不只一千西西, 而且在短暫數秒內完成, 每單位時間帶走的熱很可觀. 離溪後體表水蒸發速度則依賴風速很大.

A）水氣蒸發效應有多少？ 這應不是重點，原因如下： 1. 空氣中含有水氣，可以容許的最大量（謂之飽和蒸汽量）隨氣溫降低減少，所以在低氣溫時，液體的水揮發成水蒸氣的量比較少。當然跟當時的空氣濕度也有關係，越潮濕的氣候，液體的水就越不容易揮發。所以不管是晴天或是雨天，冬天放在浴室的濕毛巾比在夏天不容易乾。 2. 液體的水要變成水蒸氣需要時間，身體經由皮膚供給水的熱通量（單位時間單位面積的能量）極為有限，所以在短時間內無法產生太多水蒸氣。給予較大的熱通量就越容易揮發。可以做個簡單的實驗：放炒鍋在爐上，開小火，讓鍋底維持30度以模擬皮膚溫度，加入一點水，水分不會馬上揮發掉的；開大火，鍋底溫度夠高，水分才會快速揮發。 3. 如果水氣快速揮發，在沒有風的情況下，在皮膚表層有可能產生一層水蒸氣膜，氣體是很好的絕熱材料，反而會減緩身體的散熱，這時你不應覺得冷才對。由於身體可以提供的熱量有限，這種情形不致於發生。 因此離開水面那短暫的時間，皮膚將水加熱變成水蒸氣的量應是極少量的。 B）為何入水的瞬間不是感覺最冷？ 先前我所解釋的只是離開水面時會感覺到比在水裡冷的原因，我只是補充vjso的解釋。但是若用同樣的原理：「皮膚與水接觸的溫差最大，會感覺最冷」來解釋在剛入水的瞬間，這時皮膚與水的溫差才是最大的（皮膚仍維持在高溫，在水裡已經泡了一段時間的皮膚溫度會較低），這應是感覺最冷的時刻，與mingyu的感覺似乎不一樣：「覺得最冷(或痛)的時刻, 不是在剛入水.或是持續在水裏的時候, 而是在身體離溪.水完全退離的那一剎那」. 會不會入水的那一瞬間，實在太冷了，趕快在水裡運動因而忘記冷的感覺了。

或許應該準備一桶溫度為8度的冰水, 把腳踩入.抬出, 並加上有無吹風這個變因, 來模擬一下(不過平地的溫度溼度都與高山不同), 看感覺如何, 再想一想可能的原因.

昨天去某游泳池游泳, 剛好附設有spa.冰水等設施, 就仔細體驗泡冰水的感覺 此冰水池位於室內, 深75cm, 水溫14度, 旁邊是水溫30~40度的藥水池.硫酸池.spa池等. 室內氣溫約28度, 濕度可能80%甚至90%. 我是穿游泳短褲, 試驗方式是走入.停留.走出, 走出後有時會走入溫水池, 以感受對比. 結果如下: (1)從乾到碰水, 是涼冷的感覺 (2)泡在冰水中 0~10sec, 由冷轉為冰 >10sec, 開始有痛感 >20sec, 越來越痛, 想要逃離水池. 這種痛是整體性的, 大範圍的, 腳踝附近較強烈. >30sec, 雖然越來越痛, 但好像可以忍受. (3)上岸, 水退去時, 有微微冰感.刺痛感.麻感., (4)泡溫水, 剛開始時, 甚至更易有刺麻感.(想起有一次在安通溫泉泡三溫暖, 當從冰水池入溫泉池時, 身體感覺像是密密麻麻的針在刺.) 體驗發現, 其實有三類感覺: 剛碰水的涼冰感.持續在水中的冰痛感.離水後的冰刺感, 或許就像舌頭嚐到酸甜苦辣會有不同的感覺, 這些感覺不一定適合直接比較. 我想在溯合歡溪時, 會覺得離溪最冷的原因之一, 是離溪時有刺麻感, 這種刺激較強. 造成刺麻感的原因可能是神經受到過度的冰凍(有痛感開始)後, 變得較敏感.