人类假设不穿衣服，呆在零下四十度的环境，能依靠自身热量存活吗？ 第1页

根据在南纬55~56度的火地群岛裸奔的雅加人和在南极内陆科考站裸奔的科学家们的经验，不穿衣服的人在零下四十摄氏度、干燥、没有风的环境里至少可以存活数小时，不必一直运动，可以蹲着休息（深蹲的姿势可以减少暴露在外的表面积，从而减少热量流失），夜间有防止风雨的掩体（至少是石头）和较小的火堆就可以不盖被子。

普通人的基础代谢平均而言低于雅加人，睡眠期间体温调节的固有问题还会增加核心温度过低的风险，指望随便一个人都能在寒冷环境裸体长时间生存是不行的，运动的作用有限：在寒冷环境中，人体会将血液更多地集中在身体深处，体表、肢体末端的温度下降更快，出汗会加剧热量的流失和手指、脚趾的冻伤风险。

食物的温度比单纯的高热量更重要，人几乎无法吃下零下四十摄氏度的极冷食物，而温暖的食物能帮助维持体温。大量的食物可以充当衣物、建材乃至钻木取火的燃料。你可以索要成吨的食物，用它们建成掩体。

棕色脂肪可以对应极端寒冷进行皮下脂肪分解放热，胖人在极端寒冷中的表现往往会比一般人好一些。当然，你可以索要大量的动物油脂（高热量食物），然后拿这些玩意包裹身体——雅加人经常这样做。

裸体在极寒环境里被强风吹拂会迅速带走热量，数分钟内就可以造成严重的冻伤，十几分钟就可以冻死。现实中零下四十摄氏度的野外环境，例如南极内陆，往往有强风，任何人都不适合在极冷的强风中裸体活动。

-40℃，裸奔的存活极限是3~4个小时。

受限于代谢能力，运动状态，环境风速等情况，存活时间4~260分钟不等，跨度很大。

静态无风均值，30分钟
静态有风均值，10分钟
动态无风均值，2.5小时
动态有风均值，30分钟
卧于地面，死亡时间5分钟内
卧于冰面，死亡时间1分钟内

人体散热过程，满足热量平衡。

人体与环境的能量交换主要有：热辐射、机械功、空气对流散热、呼吸以及皮肤汗液蒸发散热。

我们先来计算，题主在-40℃，裸露状态的热辐射。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，物体对外的辐射通量（单位面积对外的辐射功率）为：

为辐射系数， 为斯特藩-玻尔兹曼常量，取值 ， 为热力学温度。

人体可以近似地看做黑体辐射， 取值为1，人体损失的辐射热量，等于向外热辐射减去接受到的热辐射，即：

为人体表面积，根据许文生氏公式：

170cm，60kg男子的表面积为： 。

已知人体皮肤温度为33℃，那么题主在-40℃裸露状态的热辐射功率为：

接下来计算空气对流散热。

人体向空气热传递，主要通过对流散热。

静止情况下时，为自然对流散热。

查证，空气对人体的自然对流系数： ^[1]

-40℃时，

根据，牛顿冷却定律， ，A表面积。

人体自然对流散热功率为：

接下来计算，呼吸时，对外损失的热量。

查证得，人体呼吸热量损失功率： ^[2]

其中 为新陈代谢总功率（人体热量消耗，全部来源于新陈代谢，呼吸散热和新陈代谢正相关）。 为空气湿度， 为饱和水蒸气分压。

由于-40℃下，空气干燥，水蒸气分压极低， 可近似看做零。

那么

可以看出，相对于热辐射，以及对流热传导，呼吸损失的热量占比很低。

至于皮肤水分蒸发的散热。

因为-40℃下，水分蒸发缓慢，相对于其它因素散热比率极低，此处忽略不计。

最后再来看看人体能够产生的热量总功率。

查得，安静站立的状态下，人体新陈代谢率为

低温状态下，人体新陈代谢会提升 %。

可得，-40℃下，人体新陈代谢总功率为：

也就是说，人体单位时间损失的热量高达 。

人体核心温度32℃以下，会死亡。

实际冻死之前，其它部位的温度已经远远低于32℃。所以平均温度，当比30℃稍低。可以近似地看作，人体平均温度降低了10℃。

人体比热容与水相当，那么，冻死前损失热量为：

冻死的时间为： ，即站立状态下，在-40℃，无风状态下，45分钟即被冻死。

• 当然，这里的极限也是壮年男性的，女性应该30分钟左右。新陈代谢低下的群体，可能低至15分钟。

卧地情况，又如何呢？

地面导热系数是空气的20倍左右，冰的导热系数约空气的100倍。倒地不动的情况下，新陈代谢功率仅 左右，与地面有约1/3的身体接触面积。

可大致计算得出，倒在无冰地面，死亡时间为4分钟以内。

倒在冰面上，死亡时间为46秒。

• 注意，冰和雪有本质区别。雪的热传系数，只有冰的7分之一，新雪甚至低至冰的12分之一。哪怕化成水，热传也是冰的四分之一。

由此可见，在-40℃醉酒倒地，生还希望仅仅在两三分钟之内。

接下来计算运动的情况。

自然行走状态下，人体的新陈代谢会翻倍，存活时间可提升到1个半小时。

负荷快步（爬坡或负重）行走，又不至于产生过快风速时，新城代谢最高可比静止状态下，提升5倍左右。

可得在-40℃下，负荷快走时，存活的极限时间可达3~4小时左右，平均时间2~3小时，代谢低下者，熬不过1小时。

虽然跑步可能进一步提升新陈代谢，但无论过多的汗液，还是更强的空气对流，都可能造成更多热量损失。延长存活的效果，实际反而不如快走的状态。

• 其实不仅仅是-40℃，在任何低温环境下，想要求生，最好都不要让自己停下来。

当然如果遇到强风，情况则有两种情况。

如果正好和目的地是顺风，那就使劲儿的狂奔吧。狂奔速度恰好和风速想当时，那就算无比幸运了，有一定可能性能跑几个小时（前提是耐力足够），并最后获救。

如果是逆风，空气对流系数可高达 ，是自然对流的5~25倍。

那么，即便在是静止站立在-40℃狂风下，冻死的时间，也会快到4分钟。

即便是高代谢着，运动状态下，也活不过20分钟。

• 如果冷风灌进呼吸道，则而可能直接造成呼吸道受损，加速死亡。

总的来说，受限于代谢能力，运动状态，环境风速等情况，存活时间4~260分钟不等，跨度很大。

静态无风均值，30分钟
静态有风均值，10分钟
动态无风均值，2.5小时
动态有风均值，30分钟
卧于地面，死亡时间5分钟内
卧于冰面，死亡时间1分钟内

那么，靠运动发热，可能一直存活下去的，最低温度极限是多少呢？

大约是0~10℃。

0℃时，人体热辐射功率为300W，对流散热功率近200W，总散热功率约500W出头。

对于高脂肪、大体重型选手，一定运动状态下是容易达到这个功率的。

10℃时，人体热辐射功率为220W，对流散热功率为120W左右，340W总功率，正常人进行一定强度的劳作（低于打羽毛球的热功率），便可能达到这个功率。

当然，对于素质强悍的寒带民族，有一定可能性达到-5℃，对于体质差的10℃出头也是可能冻死的。

对于普通人而言，裸体休闲散步，恰好能热平衡的温度，大约是20℃。（对于新陈代谢高的人，坐在那里都没事儿）

总之，人体能够长期裸奔的温度为0~10℃，温度上下限由胖瘦和新陈代谢能力所决定。

裸奔者，一天需要摄入的热量为：

也即7000~10000千卡，是普通男性正常能量摄入的3~4倍。

人体是否长期存活在低温环境，与新陈代谢极限有关，而非仅仅提高热量摄入就能办到的。

参考

1. ^ 王艳, 王艳, 龙恩深,等. 人体表面对流换热系数的理论研究[C].全国通风技术学术年会. 中国建筑学会, 2015.
2. ^ 魏润柏. 人体与环境热交换计算方法[J]. 人类工效学, 1995, 001(002):39-42.