不同温湿度环境对运动员体能消耗的影响①

姚满 安玉香

(沈阳师范大学体育科学学院 辽宁沈阳 110034)

近几年,我国南北方地区频繁受到极端气候事件的袭扰,不同程度的温湿度环境相关的极端气候事件逐渐增多。气象要素中的温度、降水、风等天气现象,已经成为影响体育比赛的场地条件、竞赛环境以及引发运动员参赛的心理与生理变化,导致运动成绩降低、运动伤害增加的直接的重要因素[1-2]。可以说,不论是大型国际体育赛事还是小规模运动会,甚至是日常的运动训练,都受到气象条件所造成的环境因素的制约和影响[1-4]。

体能是运动员参与日常训练和参加比赛的重要致胜因素与保障。运动员在训练和比赛中体能消耗的多少也将决定着运动水平的高低和运动成绩的好坏。因而,体能训练一直以来都是运动员训练的重点,是参与竞技体育比赛中重要的组成部分。目前,在全球气候变暖的大背景下,极低或极高的温度和湿度这些自然气象环境频繁出现,而在不同的温湿度环境下比赛和训练将是教练员和运动员共同面临且不可逃避的严峻问题。对于在竞技体育与全民健身运动高度发展,体育大国成为国家战略的体育大发展时期,国内举办高水平的体育赛事不断地增多,如何应对不同的温湿度环境对运动员体能消耗的影响已经成为亟需解决的重要问题。

目前,关于温湿度环境对运动员体能消耗方面的研究成果还较少,该文通过文献资料整理、归纳和演绎,结合专家访谈和运动训练的专业知识等,探讨不同环境的温湿度对运动员的体能影响,对于提高运动员的运动成绩具有重要实际意义和参考价值。

1 温度对运动员体能消耗的影响分析

目前,关于温度对于机体热代谢、能量代谢及水盐代谢等的相关机制研究较多,而关于不同温度环境对体能的影响研究较少[9-14]。研究发现环境温度过高或过低都会对体能产生影响。正常生理情况下,机体的产热和散热过程是保持平衡状态,当环境温度过高或过低时,机体的体温也会随之升高或降低。通常把35℃以上的生活环境和32℃以上的训练环境称为高温环境,长时间进行亚极量的高温运动时过多的依赖于无氧运动,这会导致体内乳酸的堆积和糖原的消耗,从而过早出现疲劳而使体能下降[5]。在高温条件下交感-肾上腺髓质系统兴奋性增高,脂解激素分泌增加,也促进脂肪加速分解,而脂肪又是三大能源物质之一,因此,在马拉松项目中的后程运动员体能下降明显[6]。韩运梅对负重游泳的小鼠实验表明在低温环境下体内乳酸浓度升高,小鼠的抗疲劳能力和运动能力下降[7]。在冷环境中运动时交感神经紧张度增强,冷暴露可显著增加血液肾上腺素和去甲肾上腺素水平,但游离脂肪酸水平升高程度却小于在温度较高时,由于周围血管的收缩,皮肤和皮下组织血流量减少,从而减少了流向脂肪组织的血流而使脂肪动员减少,当脂肪动员减少时体能的维持时间也会缩短[8]。因此,及时监控环境温度对运动员比赛成绩的发挥具有重要作用。

综合以上研究说明,当机体处在适宜的温度环境中时有利于运动员体能的正常发挥,而当温度过高或过低时都将会使运动员的体能消耗加快。环境温度的高低是无法改变的,那么就需要从外在的调控机制以及能源物质的补充来减小不同温度环境对运动员体能的消耗,降低高温或低温环境时对运动员运动成绩正常发挥的不利影响。

2 湿度对运动员体能消耗的影响分析

关于湿度对内环境稳定性以及水盐代谢等相关的影响机制和对策研究较多,研究发现环境湿度的过大或过小会对运动员的体能发挥产生重要影响。相对湿度在60%以上的环境称为高湿环境,相对湿度偏大,对于田径运动员创造优异成绩是不利的[5]。当湿度大时会使体内汗液蒸发困难、烦躁郁闷,妨碍散热过程,尤其在马拉松、足球比赛项目中长时间的奔跑如果汗液不能及时排出容易出现中暑、恶心、呕吐等现象。湿度太低又会造成机体脱水、产生干渴烦躁的感觉,在长时间进行的比赛项目中,如果运动员不能及时的降低体温以及补充水分导致体内微量元素丢失而发生内环境紊乱,对于运动员的体能将是严峻的考验[9]。研究发现湿热环境下受试者的武装急行军耐力素质下降比热环境显著,而热环境下的耐力素质下降又较常温明显[10]。研究表明湿度较低时,有利于跳跃运动员水平的发挥。湿度偏大一些时,有利于短跑运动员产生爆发力。湿度大不利于长跑运动员排汗,从而影响运动员的耐力发挥[8]。因此,及时、准确地了解湿度环境对运动员体能的影响,对提高比赛和训练成绩有重要意义。综上所述,当湿度环境偏大或偏小时会使运动员的体能消耗增加。因此,在长时间进行不同湿度环境的运动中时应及时注意微量元素的补充来调控内环境的稳定性以及通过外界干预来增加机体温度帮助排汗而减少中暑、恶心等现象。

3 温湿度对运动员体能消耗的影响分析

体育运动面对的环境因素往往是复杂的,单纯的高温、低温、潮湿环境常常会演变成高温高湿、高温低湿等复杂环境,给体育运动带来更大的困难。高温环境下运动训练要比低温环境下运动训练糖的消耗高,因而高温高湿环境下会增加肌糖原的消耗,当能源物质过多消耗时,体能维持时间也会缩短[6]。高温高湿环境下运动时,产热量大于散热量,使人体的散热机制遭到破坏,还激发了交感神经系统的反应引起蓄热量增加,致使能量代谢紊乱[11]。高温高湿条件下进行剧烈的肌肉运动时,人体大量出汗,造成无机盐快速的丢失,使细胞内液和细胞外液的浓度发生改变,体内水盐平衡受到破坏,内环境紊乱,从而影响运动能力消耗[6,12]。此外,在高温高湿环境下体内产生适应性反应,体内能量代谢和激素水平都会发生相应的改变,血液黏度发生改变以适应高温高湿度的环境[13]。在高温低湿环境中运动导致的脱水是影响运动能力的重要因素,失水会导致体内电解质以及微量元素的丢失,当体内水分过度丢失时就会对机体的供能产生一定影响,从而影响运动员的体能。张联等对军人高温高湿环境身心适应力训练研究发现,在高温高湿环境中时容易出现中暑、脱水、热痉挛甚至热衰竭等生理危害,对军人的认知、意志、情绪等心理方面也会产生危害。

综合以上研究成果表明,当运动员处于不同的温湿度环境中时运动员的体能消耗显著增加,而当温度与湿度共同作用时机体会产生不同的生理反应,由此说明温度与湿度往往相互依存、相互制约。

4 结论与建议

4.1 结论

在室外体育比赛数量越来越多,规模越来越大的今天,气候环境因素对运动员体能消耗,运动水平的正常发挥的影响已经成为不容忽视的因素。气候环境因素可预测但却无法确定,因此,如何在不同的温湿度环境条件下调整竞技状态,达到最佳竞技水平必然成为教练员及科研人员共同面临和关注的热点问题。综合目前国内体育专业学者对高温高湿、高温低湿环境对运动能力的机制及影响研究较多,但对于不同温湿度的环境条件对体能影响的研究却少见。随着国内、国际竞技体育赛事的快速发展,对不同温湿度环境条件下对体能影响远不能满足实际的需要。因此,补充和加强对不同温湿度环境条件下对运动员体能消耗影响研究具有积极的现实意义。

4.2 建议

气候变暖,极端天气在比赛中的出现也越来越频繁,极端气候中不同的温湿度环境必然会影响运动员的运动成绩,又随着2022年北京冬奥会不断地迫近,如何解决这一不确定的、复杂因素对运动员体能消耗的影响,应对措施也应该是多方面的。其一,针对在不同的温湿度环境中对运动员的体能消耗主要表现在对生理方面的影响。当运动员处于高温度环境中时应注意及时散热、补充水分和能源物质,而处于低温环境中时应多补糖来应对机体前期对能源物质的需要;其二,补充脂肪和蛋白质等营养物质。当运动员处于不同的湿度环境中时应尽量补充温水或热饮以此来增加机体体温而减少干渴、散热困难等现象的出现。其三,加强气象预测的准确性。既要充分发挥气象预测的辅助功能,又要加强气象预测的准确性,尽可能地规避不良气候环境对运动员在比赛、训练中体能消耗的影响。其四,加强运动员在不同温湿度环境下的适应能力,尽可能减少不利环境条件下对其运动生理和心理的影响。

[1]沈桑,张超.浅谈体育运动中的气象问题[J].体育世界:学术版,2012(8):43-44.

[2]刘中奎.浅谈气象条件与奥运会体育运动[J].中学地理教学参考,2008(8):57.

[3]张锦贤,郑国威,刘民生.浅谈高原环境对体能训练的影响及对策[J].解放军体育学院学报,2001,20(3):68-70.

[4]袁运平.运动员体能与专项体能特征的研究[J].体育科学,2004,24(9):48-52.

[5]薛涛.不同环境温度湿度环境下运动对柔道运动员某些生理生化指标的影响[D].苏州大学，2010.

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[8]李哲,李爱红,侯天德.浅谈温度、湿度与运动的关系[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2007,20(1):119-120.

[9]邱曼,武建民，常绍勇，等.不同环境温度条件下不同活动强度人体出汗调节机制的探讨[J].中国应用生理学杂志,2005,21(1)：90-94.

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