シミュレーションが示したアスリートが直面する東京大会の危険な状況：ランナーは「限界温」である体温39度を超える気温リスクにさらされている 

エムエスシーソフトウェア株式会社

【7月28日配信 翻訳版】

新しく行ったシミュレーションで、国立競技場における気温と湿度によってアスリートが危険な状況にあることが示されました。アスリートは記録上最も暑い大会での熱中症、脱水症状、極度の疲労というリスクに直面しています。

エアバス、トヨタ、サムスンといった名だたる企業が活用するシミュレーションソフトウェアを開発しているHexagon Manufacturing Intelligence 事業部のエンジニアが、陸上男子10,000m（競技場内トラックレースで最長距離）における気温と湿度の影響をシミュレーションしました。競技がスタートするのは日没後

（7月30日の午後8:30）であるにもかかわらず、アスリートが置かれる状況は過酷であるとシミュレーションは示しています。

シミュレーションでは日本の7月の平均である気温27度、湿度70%未満でも10,000mのランナーの中核体温は39度を超える（39.07度）ことがあると示されています。体温が38度を超えると発熱と判断され、人体の生化学反応が最適に機能するためには中核体温は35度から39度の間に保たれる必要があるとの研究結果が出ています。人が「体感」温度（個人が感じる温度）32.2度を超える状況にさらされた場合、熱中症・熱けいれん・極度の熱疲労を引き起こすリスクがあります。

うだるように暑い夏の東京で大会を開催すると決定したことについては懸念が増大しており、専門家は「このような気温と湿度の中で走ってはいけない」と警告しています。7月下旬から8月初旬にかけての東京の平均気温は1984年以降の開催国の中で最も高く、前回1964年に東京で開催された際は、気温に関する同様の懸念から組織委員会は開催時期を10月に変更しました。天候関連の脅威の中で参加者にとって最も重大なのは熱中症であると思われますが、熱中症は高温多湿のほぼ無風の状況に長時間身を置くことで引き起こされ、症状にはめまい（立ちくらみ）・けいれん・全身倦怠感などがあります。

ほんの少しの気温変化がアスリートにどれだけ有害な影響をもたらすかを示すため、2つのシナリオをシミュレーションしました。

• 平均的な状況より暑い場合：風速わずか、気温32度、湿度90%
• 年間のこの時期としては平均的な状況：風速わずか、気温27度、湿度70%

シミュレーションでは、ほんの少しの天候の変化が多大な影響を与えることが示されました。気温が平均気温よりも5度上がっただけで、シミュレーション上の中核体温は39.77度に、皮膚温度は37度に上昇しました。

さらに、平均的な状況より暑い場合のシナリオでは、アスリートの頭部中核体温は40度を超え、平均的な状況のほうでも頭部の中核体温は39.2度に達しました。全ての臓器の中で脳は最も熱に弱いもののひとつで、デリケートな神経作用パターンが変化し、神経細胞の死滅や発作を招く可能性があります。気温が平均よりも高い場合、太ももと骨盤（どちらも40.7度）も非常に高い中核体温の影響を受けやすい部位と示されました。

湿度もまたアスリートのパフォーマンスや健康状態に大きな影響を及ぼします。東京の7月の平均湿度は70%ですが、約30分間のレースでアスリートは平均630mlの汗をかくのに対して、湿度が90%に上昇した場合は平均810mlの汗をかきます。汗をかくと皮膚表面からの蒸発が起こり体温低下を促進しますが、湿気が多い場合は空気中にすでに水分が大量に含まれているので、皮膚から汗が蒸発せず体温を低下させることができません。それゆえ多湿の状況で汗をかくことはアスリートにとってマイナスの効果となります。同様に、脱水症状も体全体の温度上昇を加速させ、体に対する影響を大きくします。

このシミュレーションでは競技場内で行われる最長距離のトラックレースである10,000mを取り上げましたが、シミュレーションで得られた知見は大会に参加するすべてのアスリート、中でも持久力を必要とする競技や日中の30度を超える焼けるような暑さのなかで行われる競技の参加者が厳しい状況に置かれていることを示唆しています。1900年以降平均気温が2.9度上昇している東京の気温上昇については気候変動が主要因であると強調されてきましたが、世界の気温上昇平均の3倍以上のスピードで上昇しています。

このシミュレーションは熱／流体現象のシミュレーション分野である数値流体力学（CFD）を使って作成しました。HexagonのCradle CFDソフトウェアは、非構造メッシュを使用して複雑な形状を精度高く表現します。Cradle CFDソフトウェアは空調システムの設計、運転者の快適性の把握などによく使用されており、さらには効率的なタンブラー乾燥機の設計にも活用されています。

今回のシミュレーションでは風速や湿度、アスリートから30分間（概算レース所要時間）で発生する熱、走動作によって生じる空気の流れなどが解析条件に含まれています。アスリートの身体快適性は、早稲田大学の研究グループが開発したJOS-2温熱環境人体熱モデル（JOSモデル）を使用して解析しました。JOSモデルは人間の身体サイズ、性別、年齢を考慮してシミュレーションを行います。人体熱モデルとCFD（数値流体力学）を組み合わせることで、周囲環境の変化が体全体の中核体温と皮膚に与える影響を解析することができます。

Hexagon Manufacturing IntelligenceのDesign & Engineering部門マーケティング担当副社長であるKeith Hannaは次のように述べています。「夏の東京で大会を開催するという決定については多くの議論がありました。このシミュレーションではアスリートが競技を行う状況に危険があることが示されています。アスリートは自身を限界まで追い込むことに慣れており、このシミュレーションではレース状況がどのように選手のパフォーマンスに影響を与えるか、また同時に人体が極度な高温多湿環境に置かれた場合の危険性が示されています。最も興味深いのは、変化の差が小さいこと、つまり数度の気温の変化が人体に大きく影響するという点であり、アスリートの中核温度が限界温を超えてしまうのを見るのは時間の問題でしょう。」

こちらからシミュレーションの動画をご覧いただけます。

Hexagonについて

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