水中ダイバーの熱バランス

ダイバーの熱バランスは、ダイバーと周囲との間で交換される熱の総量がダイバーの体温を安定させるときに発生します。理想的には、これは通常の人体体温の範囲内です。ダイバーの熱状態とは、ダイバーの温度分布と熱バランスです。これらの用語は、同義語として頻繁に使用されます。体温調節とは、周囲の温度が大幅に異なる場合でも、生物が体温を特定の範囲内に保つプロセスです。内部体温調節プロセスは、恒常性の 1 つの側面です。恒常性とは、生物の内部条件が環境との熱平衡から遠く離れて維持される動的安定状態です。体が通常の人体体温を維持できず、正常よりも大幅に上昇すると、高体温と呼ばれる状態が発生します。反対に、体温が正常レベル以下に低下すると、低体温と呼ばれます。これは、体が熱を産生するよりも速く熱を失う場合に発生します。体幹温度は通常、約 36.5～37.5 °C (97.7～99.5 °F) で安定しています。低体温や高体温は、症状が悪化する前に許容できる程度までしか許容できず、それ以上の逸脱は致命的となる可能性があります。適度な受動断熱性を備えたダイバーは、非常に冷たい水の中でも、適度な曝露期間で低体温になりにくいです。^[1]

体温は、呼吸による熱損失、吸入ガスの加熱と加湿（潜熱）による熱損失、および放射、伝導、対流による大気、水、および周囲の他の物質への体表面熱損失によって失われます。体表面の熱損失は、体表面を断熱することで軽減できます。熱は代謝プロセスによって体内で生成され、体表面または呼吸ガスの能動加熱によって外部から供給される場合があります。^[2]放射熱損失は通常、温度差が小さいため重要ではなく、伝導と対流が主な要素です。蒸発熱負荷もオープンサーキットダイバーにとっては重要ですが、リブリーザーにとってはそれほど重要ではありません。^[1]

大気圧より高い圧力のガスへの熱伝達およびガスを介した熱伝達は、高圧下ではガスの密度が高くなり熱容量が増加するため増加する。この効果は、麻酔や呼吸仕事量を減らし、酸素毒性を制限し、減圧を加速するために必要な呼吸ガスの組成の変化によっても修正される。伝導による熱損失は、ヘリウムの割合が高いほど速くなる。ヘリウムベースの飽和環境にいるダイバーは、ガス温度が低すぎたり高すぎたりすると、皮膚と呼吸の両方を介して熱を失ったり得たりすることが速く、そのため、許容温度範囲は、通常の大気圧での同じガスの場合よりも狭くなる。^[2]温度と湿度が管理されている飽和生活エリア、ドライベル、水中では、熱損失の状況は非常に異なる。^[3]

肺胞は熱と湿度の伝達に非常に効果的です。肺胞に到達した吸入ガスは、最初の温度と湿度に関係なく、ガス交換に必要な時間内に体温まで加熱され、飽和状態まで加湿されます。この熱と湿度は、開放型呼吸システムでは環境に失われます。生理的死腔までしか到達しない呼吸ガスは、それほど効率的に加熱されません。熱損失が熱生成を上回ると、体温が下がります。^[2]運動すると代謝プロセスによる熱産生が増加しますが、呼吸ガスが冷たく密度が高い場合、これらの代謝プロセスをサポートするために呼吸するガスの量が増えるため、皮膚からの熱損失が最小限に抑えられても、熱の純損失につながる可能性があります。

ダイバーの体温状態は減圧ストレスとリスクに大きく影響し、安全の観点からは体温の快適性よりも重要です。温かいときのガスの吸収は冷たいときよりも速く、ガスの放出も同様です。これは主に表面組織で感知される温度知覚に対する灌流の違いによるものです。ダイビングのガス吸収段階で快適さのために温かさを維持すると、比較的高い組織ガス負荷が発生する可能性があります。また、減圧中に体が冷えると、冷えた組織の灌流が減少するため、またおそらくは冷えた組織ではガスの溶解度が高くなるため、ガスの除去が遅くなります。体温ストレスは注意力や意思決定にも影響し、手の局所的な冷えは筋力と器用さを低下させます。^[4]

体幹温度の低下は最終的には低体温症につながりますが、より低い温度低下でも身体的および精神的能力の低下を引き起こします。末梢の冷却は一般に血管収縮を引き起こし、それらの組織におけるガスの吸収と放出（ウォッシュアウト）の速度を遅くします。これは、水面志向の潜水や、保存深度から深度を大きく変更する飽和潜水での減圧症のリスクに影響します。^{[4] [5]}

手の温度が15℃（59℉）以下に下がると、手や指の力や器用さが失われ、ダイバーは必要な作業を行えなくなったり、作業を遅らせたりする可能性があります。その結果、危険な事故から回復する能力が低下し、負傷や死亡のリスクが高まります。受動的な手の断熱が施されていても、体幹温度を維持しても、手が冷水にさらされた場合、手の温度や灌流は維持されません。^{[6] [7] [8]}十分に冷たい水では、凍結しない寒冷障害が発生する可能性があります。^{[9] [10]}

低体温症は、体が吸収および産生する熱よりも放散する熱の方が多い状態が長時間続くと、体幹温度が低下する病気です。^[11]臨床的低体温症は、体幹温度が35 °C (95 °F) を下回ると発生しますが、^[4]米国心臓協会は 36 °C (97 °F) を使用しています。^[12]熱の損失は、冷水中での水泳やダイビングの大きな制限となります。^[13]痛みやしびれにより指の器用さが低下すると、全般的な安全性と作業能力が低下し、その結果、他の傷害のリスクが高まります。^{[13] [14]}合理的な意思決定能力が低下すると、他の危険によるリスクが高まり、冷えた筋肉の筋力低下も、日常および緊急事態の両方に対処する能力に影響します。組織温度の低下と末梢灌流の低下は、不活性ガスの溶解度とガスの吸放出率に影響し、減圧ストレスとリスクに影響します。^[4]水中では空気中よりも体温が急速に失われるため、屋外の気温としては妥当な水温でも、適切な保護をしていないダイバーは深刻な寒さに襲われ、最終的には低体温症に陥る可能性があります。ただし、これが直接的な臨床的死因となることはあまりありません。^[13]

ほとんどのダイバーはダイビングスーツによって十分に保護されているため、スキューバダイバーが低体温症になることはまれですが、^[4]水面飽和潜水ダイバーにとっては重大な危険であると考えられています。これは主に、ガス密度が高いためガスの熱容量が高い深度で呼吸ガスに体幹熱が失われるためです。呼吸ガスへの熱損失は、呼吸ガスに含まれるヘリウムによってわずかに減少します。ヘリウムは熱伝導率が高いものの、熱容量は窒素よりも低いためです。^{[15] [16]}

Pollock (2023) によると、保護されていない成人が氷点下近くの水の中で低体温症になるまでには、およそ 30 分かかります。これは、末梢血管収縮によって体幹の熱損失が大幅に遅れるためです。この期間は、たとえダイビングスーツが破損していても大幅に延長されます。ダイビングスーツは対流熱損失を減らしますが、血管収縮は減らしません。ダイバーは寒さを感じ、末梢組織は冷え、筋力と器用さが著しく低下する可能性がありますが、体幹温度は比較的ゆっくりと低下し、35 °C (95 °F) を下回るまでに 30 分以上かかる場合があります。ダイバーは寒くて不快ですが、低体温症ではありません。ダイバーが適切に機能し、適切な判断を下すことができる限り、直ちに生命に危険はありません。^[4]

ヒトでは、高体温は、体温の設定値に変化がない状態で、基準値に応じて37.5～38.3℃（99.5～100.9℉）を超える温度になった状態と定義されます。^{[20] [21]}ヒトの正常な体温は37.7 ℃（99.9℉）にも達することがあります。^[24]高体温は、通常予想される温度からの上昇を必要とします。このような上昇は軽度から極度までの範囲で、体温が40℃（104℉）を超えると生命を脅かす可能性があります。

ダイバーの過熱は過度の熱損失に比べてはるかにまれですが、商業ダイバーが比較的熱い水の中で潜らなければならない状況があり、その場合、ダイバーは潜水媒体によって加熱されます。これらの場合、断熱材だけではダイバーの体温を下げることができないため、ダイバーを積極的に冷却する必要があります。^[25]発汗は、体温が37℃（99℉）以上に上昇したときに体を冷却するために通常使用されるメカニズムですが、汗は蒸発できないため水中では効果がなく、ドライスーツでは内部のガスが非常に短時間で飽和し、その後はそれ以上蒸発できません。氷で冷却したベストを使用するシステムがうまくテストされており、^[26] 30℃（86℉）の水で冷却したチューブスーツが周囲水温40℃（104℉）までテストされています。^{[27] [28]}冷たい呼吸ガスはダイバーを冷却するのに役立ち、ガス供給が周囲の水によって加熱されるのを防ぐことが有効である可能性がある。体温が高いと末梢血管が拡張し、過熱に対する正常な反応である発汗が促進される。蒸発冷却がない場合、灌流の増加により体幹への熱伝達が増加する。過度の熱損失の場合と同様に、冷却スーツ内のダイバーを効果的に断熱することで冷却負荷を最小限に抑えることができる。特に運動中の高体温がダイバーのパフォーマンスと生理機能に及ぼす影響は完全には解明されていない。^[29]ドライスーツを使用しているスタンバイダイバーは、温度が70°F（21°C）を超える場合は熱ストレスがないか監視する必要がある。^[25]

無防備な安静時の人間の熱的に中立な空気の温度は約28℃（82℉）で、水中の熱的に中立な温度は約35℃（95℉）で、通常の体温にかなり近い。この差は、媒体の物理的特性が大きく異なるためである。代謝率が上昇すると、これらの周囲温度は不快なほど高くなる。^[26]

温熱中性域（TNZ）は、標準的な健康な成人が、通常の基礎代謝率を超えるエネルギーを消費することなく、正常な体温を維持できる周囲の温度範囲です。標準体重の男性では約21℃（69.8℉）、太りすぎの人では約18℃（64.4℉）から始まり、^[30]約30℃（86.0℉）まで広がります。これは安静時の人間の場合であり、震え、発汗、運動は許されません。血管運動制御は、温熱中性域における唯一の調節メカニズムです。薄着でも、放射と対流による損失が大幅に減少し、TNZを効果的に低減します。 TNZの下限臨界温度以下では、震えなどの代謝熱産生の増加によって熱バランスを維持できますが、上限臨界温度以上では、水中にいるダイバーは発汗による蒸発冷却の通常のメカニズムを利用できません。^{[31] [32]}水は空気よりもはるかに効果的な熱源およびシンクであり、TNZはそれに応じて狭くなり、33〜35.5°C（91.4〜95.9°F）まで上昇します。^[31]高圧環境では、ガス密度が高く、ヘリウムベースのガスの場合は伝導率が高いため、TNZも狭くなります。^[33]

温熱快適域（TCZ）とは、快適であると感じられる温度範囲であり、行動によって調節される。^[32]

水中での熱伝達率が高いということは、断熱されていない人にとっては、動きの増加とそれに伴う対流の増加による熱損失が、追加の代謝熱出力によって補われないことを意味し、短時間で、水泳者は水に対して静止している人よりも早く熱を失うことになります。実際には、溺れないようにするためには、ある程度の動きが不可欠かもしれません。十分に断熱されている場合、この傾向は逆転し、適切なダイビングスーツの場合と同様に、運動による体温の上昇は失われるよりも速くなります。^[26]

表面組織が提供する断熱性は、主にそれらの組織の灌流に依存しています。血管収縮による灌流の減少は、皮膚の冷感に対する自然な反応です。高レベルの二酸化炭素は血管拡張剤であり、この血管収縮に対抗します。^[26]熱がより早く失われるだけでなく、灌流が高いと、深海にいるときに不活性ガスによる組織への負荷が速くなりますが、溶解度の変化により飽和レベルはそれほど高くない場合があります。二酸化炭素レベルの上昇は換気を増加させる可能性があり、呼吸ガスが濃くて冷たい場合に熱損失に寄与する可能性があります。^[26]

• 周囲の媒体の温度と対流: ダイビング中の水の周囲温度、およびダイビング前後の空気の温度。
• 風冷。周囲の空気による対流冷却の増加
• 空気中の蒸発冷却
• 呼吸ガスの 温度、密度、比熱、および呼吸分時換気量(RMV)。
• 日光の下で水から出ているときの日射量。これはダイビングスーツの放射熱吸収の影響を受けます。
• 断熱により両方向の熱伝達率が低下します。
• 基礎代謝は熱を生み出します。基礎代謝は運動や震えによって増加する可能性があります。これは、仕事を遂行するために代謝プロセスによって供給されるエネルギーも熱を生み出すためです。
• 能動加熱とは、下着やヒートパック内の電気発熱体、またはダイビングスーツ内の開放回路または閉鎖回路内の温水循環を使用することです。^[34]呼吸ガス供給の加熱もこれに含まれます。
• アクティブ冷却。状況によっては、ダイビング環境が暑すぎて快適性や健康を損なう可能性があり、冷却が必要になります。ダイビング前の環境も暑すぎて冷却が必要になる場合がありますが、これは通常比較的簡単で、スーツの外側を濡らして蒸発冷却し、スタンバイ ダイバーを日陰に座らせることで実現できます。

人体からの熱損失率は皮下脂肪の厚さの関数であるが、代謝による熱産生は正確に予測できないため、外部断熱の有無にかかわらず、安定した熱バランスが達成できる最低水温を予測する上で制限がある。^[35]

寒冷環境に対する個人の代謝反応は、ある程度は皮膚温度の分布に依存しますが、低温への事前曝露による体力やコンディションなど、他の要因にも左右されます。^[35]

29 °C (84 °F) の水に浸かっても、代謝反応はあまり刺激されないことがわかっています。その結果、末梢血管収縮や震えはほとんど起こらず、体幹冷却が早まり、約 35 °C (95 °F) まで進む可能性があります。この温度では一時的ではありますが深刻な知的障害が発生し、温水スーツを使用した深海潜水中の事故の重要な要因であったと考えられています。このような低い体幹温度は、あまり寒さを感じません。したがって、潜在的に危険で複雑な作業における安全な体幹温度の下限は、公称低体温の限界である 35 °C (95 °F) よりも高いと想定できます^[35]

頭部からの熱損失は32℃から-21℃の温度で測定され、温度とほぼ直線関係にあることがわかった。頭部の断熱性は周囲温度の影響をほとんど受けないようだ。周囲温度の変化で強い血管拡張と血管収縮が見られる指と比較すると、頭部は低温ではほとんど血管収縮が見られず、30℃付近の高温ではわずかに血管拡張が見られた。^[36]

体の他の部分が十分に断熱されている場合、露出した頭部と顔面は体全体の熱損失の大部分を占める可能性があります。全身が水に浸かっている場合、体全体の熱損失の約10％であり、体温は頭部と顔面の冷却によって選択的に影響を受ける可能性があります。^[37]

吸入されたガスは、肺胞に到達する前に約37℃（99℉）に加熱され、飽和状態まで加湿されます。この加湿には追加の熱と水の両方が必要です。熱の一部は呼気中に回収されますが、ガスは通常比較的冷たく乾燥しており、特にオープンサーキットスキューバガスは湿度が極めて低く、口元の温度が通常0℃（32℉）を下回るため、ほとんどの状況では正味の熱損失があります。 ^[26]深度によるガス密度の増加は、この熱損失を増加させます。ガスの比熱が異なるため、異なるガス組成も熱損失に影響します。この点で、ヘリウムベースのガスは、特定の圧力に対する比熱が低く、特定のRMVと深度に対する熱除去が少なくなります。

冷たい呼吸ガスは気道の平滑筋の収縮を誘発するため、気道抵抗の増加も引き起こす。水上給水ダイバーの場合はヘルメットの温水ジャケットで吸入ガスを加熱するか、リブリーザーループで熱を保持すると、この影響が軽減され、熱損失も軽減される。リブリーザーループ内のガスもほとんどの場合完全に飽和しているため、蒸発による熱損失が軽減される。^[26]リブリーザーループ内のガスは周囲の水に熱を奪われるが、ループガスの温度は常に水よりも高くなる。一方、オープンサーキットのスキューバガスは、レギュレーター段階での断熱冷却により、常に水よりも低くなる。オープンサーキットのガスは周囲の水によって温められる。^[38]

ダイバーの断熱は、ほとんどのタイプのダイビングスーツの主な機能です。常圧ダイビングスーツには、ウェットスーツとドライスーツの 2 つの主な種類があります。どちらも効果的ですが、ドライスーツはウェットスーツよりも効果を発揮する温度範囲が広くなっています。

ウェットスーツは、体にぴったりフィットする柔軟なスーツで、通常、水温が10〜25℃（50〜77℉）の場所で使用されます。スーツの発泡ネオプレンが着用者の熱を遮断します。 ^{[39] [40]}水がスーツ内に入ることはありますが、スーツ内に温まった水がスーツからほとんど逃げず、冷たい水と入れ替わるため、体にぴったりフィットしたスーツであれば過度の熱損失を防ぐことができます。このプロセスは「フラッシング」と呼ばれます。

適切なフィット感は保温に不可欠です。スーツが緩すぎると、大量の水がダイバーの皮膚の上を循環して体温を奪い、この水は体の動きによってスーツから排出され、冷たい水に置き換わります。スーツがきつすぎると非常に不快で、首の呼吸と循環を妨げ、失神を引き起こす危険な状態になります。このため、多くのダイバーはウェットスーツを既製品で購入するのではなく、オーダーメイドで仕立てることを選択します。多くのサプライヤーがこのサービスを提供しており、コストは既製品のスーツと同程度であることが多いです。

ウェットスーツの保温力には、着用者が多少の水にさらされること、スーツが周囲の圧力によって圧縮され、水深での効果が低下すること、断熱用ネオプレンは着用が不可能になる厚さまでしか作れないことの 3 つの要因によって制限があります。市販されているウェットスーツの中で最も厚いものは通常 10 mm です。その他の一般的な厚さは 7 mm、5 mm、3 mm、1 mm です。1 mm のスーツでは保温性が非常に低く、ウェットスーツというよりはダイビングスキンとみなされることが多いです。ウェットスーツは、ダイバーの保温に最も効果的な場所に最も厚いネオプレンを使用して作ることができます。カバー範囲の異なるウェットスーツを重ね着することで、同様の効果が得られます。一部のネオプレンは同じ厚さの他のものよりも柔らかく、軽く、圧縮性が高く、圧力がかかると圧縮されて断熱効果がより早く失われますが、柔軟性が高く動きやすいため、より快適です。^[41]

セミドライスーツは、実質的にはウェットスーツであり、手首、首、足首、ジッパーには防水シームとほぼ防水のシールが施されています。これらは通常、水温が 10 ～ 20 °C (50 ～ 68 °F) の場所で使用されます。シールによりスーツに出入りする水の量が制限され、ぴったりフィットすることで手足の動きによるポンピング動作が最小限に抑えられます。セミドライスーツを着用すると着用者は濡れますが、浸入した水はすぐに温まり、容易にスーツから出ないので、着用者は比較的暖かいままです。閉じ込められた水の層によってスーツの断熱能力が増すわけではなく、シールを通過した水循環によっても熱が失われますが、セミドライスーツはドライス​​ーツに比べて安価で使いやすく、壊滅的な故障につながることもありません。これらは通常、厚い発泡ネオプレンで作られており、優れた断熱性を発揮しますが、ネオプレンフォームに閉じ込められたガス泡が深度で圧縮されるため、浮力と断熱性が失われます。セミドライスーツは通常、ネオプレン製の手首、袖口、首のシールが肌に触れる滑らかなシール面を持つワンピースのフルスーツとして作られています。ツーピースセットは、ワンピースのフルレングスのスーツ（「ロングジョンズ」と呼ばれることもあります）に、ワンピーススーツの上、下、またはワンピーススーツと一緒に着用するアクセサリー（ショートチュニックなど）を加えたものになる傾向があります。ショートチュニックは温水では別々に着用できますが、開口部に水洗を制限するシールはありません。セミドライスーツには通常、フード、ブーツ、手袋が含まれていないため、別個の断熱フード、ブーツ、手袋を着用します。^{[42] [43]}

ドライスーツは、一般的に水温が-2～15℃（28～59℉）の場所で使用されます。首と手首のシールにより、スーツの防水シェルへの水の浸入を防ぎ、スーツの着脱用の開口部は通常、防水ジッパーで閉じられています。スーツは、アンダースーツの体とスーツシェルの間にガス層を維持することで着用者を断熱します（水上で断熱服が機能するのと同じ方法）、または防水拡張ネオプレンスーツシェルを使用することで着用者を断熱します。このスーツシェルは、ウェットスーツと同じように本質的に断熱性があり、通常は追加の断熱下着と一緒に着用できます。^{[44] [45] [46]}

ラミネート生地とネオプレン製のドライスーツには、どちらも長所と短所があります。ラミネート生地のドライスーツは、下にさまざまな衣類を重ね着できるため、さまざまな水温に適応できます。ただし、動きの自由度と脚から足が通るのに十分なゆとりを持たせるには、かなりかさばるため、抵抗が大きくなり、泳ぐのに苦労します。織物素材は比較的伸縮性がなく、かなりゆるめに膨らませない限り、関節の可動性が制限されます。さらに、生地のドライスーツが故障して浸水すると、対流は制限されますが、断熱特性のほとんどが失われます。ネオプレン製のドライスーツはウェットスーツのように比較的流線型で、より伸縮性がありますが、下に衣類を重ね着できない場合があり、さまざまな温度に適応しにくくなります。膨張したネオプレン構造の利点は、完全に浸水しても、基本的にウェットスーツになり、かなりの断熱性を発揮することです。^[4]

下着の重ね着は、快適さと断熱性に影響します。肌に密着する吸湿発散層は、閉じ込められた湿気を肌から遠ざけ、伝導熱伝達を減らします。主な断熱機能は、下着の厚さのガス空間による熱伝導を減らし、断熱層内の対流を最小限に抑えることです。断熱服を通るガスの流れを制限して対流熱伝達を最小限に抑えることと、スーツ内の余分なガスを簡単に排出できることの間にはトレードオフがあります。ロフトが安定していると、下着の周囲に十分なガスが流れて素早く排出され、均等化されますが、断熱のために下着の厚さはほぼ一定に保たれます。断熱材の厚さは、皮膚からの熱損失が最も大きい部分で最も重要です。^[4]

定容積ドライスーツには、圧力の上昇による「スーツの圧迫」や断熱下着の過度な圧縮を防ぐためにスーツを膨らませるシステムがある。また、浮上中にスーツから余分なガスを逃がす通気口も付いている。^[47]

断熱性を高めるために、ドライスーツのユーザーはスーツにアルゴンを充填することができます。アルゴンは不活性ガスで、空気やヘリウムに比べて断熱性に優れています。^[48]アルゴンは小さなシリンダーで運ばれ、ダイバーの呼吸ガスとは別に使用されます。この配置は、呼吸ガスにヘリウムが含まれている場合によく使用されます。ヘリウムは他の呼吸ガスに比べて断熱性が非常に低いです。アルゴンの熱伝導率は空気より 32% 低いですが、空気と比較して体幹温度や体感温度の快適さに必ずしも大きな違いが出るわけではありません。完全に効果を上げるには、スーツ内の空気をアルゴンで洗い流す必要があります。^[49]

能動加熱および冷却では、人工の熱源または熱シンクを使用して、ダイバーを加熱または余分な熱を除去します。ダイバーは、 30 °C（86 °F）の水流を使用して、チューブスーツを着用したまま10〜40 °C（50〜104 °F）の水に浸かっていても、快適さと熱平衡を保つことができます。^{[27] [28]}使用可能な技術には、閉回路と開回路の水循環、ダイビングスーツの内側に装着する電気加熱要素、化学加熱および冷却パックなどがあります。能動加熱および冷却は、パッシブ断熱材と組み合わせて使用​​されることが多く、通常、パッシブ断熱材が不十分または不便な場合、または計画されたダイビング中の変化する状況に十分に適応できない場合に使用されます。

温水スーツは、冷水を使用する商業用 水面給水ダイビングで使用される、ゆったりとしたフィット感のネオプレン製ウェットスーツです。^[34]ダイバーの臍の緒ラインにあるホースは、ダイバーと水面サポートを結び、水面のヒーターからスーツまで温水を運びます。ダイバーは腰近くのバルブから水の流量を制御し、環境条件や作業負荷の変化に応じてスーツの温度を変えることができます。スーツ内のチューブは、手足、胸、背中に水を分配します。特別なブーツ、手袋、フードを着用して、四肢まで加熱します。^[50]ヘルメットでの呼吸ガス加熱は、バルブブロックとレギュレーターの間のヘルメット入口パイプに温水シュラウドを使用することで利用できます。^{[51]これらのスーツは通常、発泡}ネオプレン製で、構造と外観はウェットスーツに似ていますが、設計上、ウェットスーツほどぴったりとフィットせず、非常に厚くする必要はありません。これは、主な機能が加熱水の流れを一時的に保持して誘導することであるためです。スーツの手首と足首は開いているため、表面から新鮮な温水が補給され、スーツから水が排出されます。^[50]

温水スーツは、ヘリウムを含む混合ガスを使用する深海潜水によく使用されます。ヘリウムは空気よりも熱伝導率が高いため、ヘリウムを呼吸すると、ダイバーは肺から大量の体温を失います。このため、この深度での低温により、すでに存在する低体温症のリスクがさらに高まります。このような状況では、温水スーツは生存の問題であり、快適さの問題ではありません。温水スーツの温水供給が途絶えると、生命を脅かす緊急事態となり、衰弱性低体温症のリスクが高くなります。呼吸ガスの緊急バックアップ源が必要であるのと同様に、温水スーツが必要なダイビング条件では、バックアップの給湯器も必須の予防策です。ヒーターが故障し、バックアップユニットをすぐにオンラインにできない場合、最も寒い条件のダイバーは数分以内に死亡する可能性があります。減圧義務によっては、ダイバーを直接水面に引き上げることも同様に致命的となる可能性があります。^[50]特に、体温の低下により減圧効率が低下するためです。^[5]

スーツ内の温水は、熱損失に対するアクティブな断熱バリアを形成しますが、温度はかなり厳しい制限内で制御する必要があります。温度が約32℃を下回ると低体温症になる可能性があり、45℃を超えるとダイバーが火傷を負う可能性があります。ダイバーは入口温度の段階的な変化に気付かない可能性があり、低体温症または高体温症の初期段階では、状態の悪化に気付かない可能性があります。^[50]正しく制御された場合、温水スーツは安全で快適で効果的であり、ダイバーは熱保護を適切に制御できますが、温水供給が停止すると生命を脅かす可能性があります。^[50]

温水スーツは通常、ワンピースのネオプレンウェットスーツで、かなりゆったりとしたフィット感で、薄いネオプレンアンダースーツの上にフィットし、温度調節システムが故障した場合にダイバーを火傷から保護します。胴体の前面と各脚の下部にジッパーが付いています。手袋とブーツを着用し、腕と脚のホースの端から温水を受け取ります。フルフェイスマスクを着用している場合は、スーツの首のチューブからフードに給水できます。ヘルメットは加熱する必要はありません。温水は、手袋、ブーツ、またはフードとの重なりを通してスーツの首と袖口から流れ出ます。^{[52] : ch18}

密閉された潜水ベルに閉じ込められたダイバーを緊急に加熱する必要がある。呼吸ガスは高圧のヘリウムベースで、周囲の水温は2℃までとかなり低い場合があり、北海の典型的な水温は約5℃である。ベル自体は通常、熱伝導率の高い鋼鉄で作られており、ベルの断熱材の品質は一定ではないため、加熱が失敗するとすぐに内部の雰囲気が水温と一致する傾向がある。長期間ベルに閉じ込められたダイバーは、主要な加熱システムが故障したときにさまざまな程度の低体温症に陥ったことがある。この原因による死亡例もある。^[15]

高圧のヘリオックス大気では熱の損失がはるかに速く、乾燥した環境では体表面や肺からの伝導と対流が通常の大気中よりもはるかに大きくなります。肺からの熱損失は、皮膚が不快なほど冷たくなくても、体温の急激な低下を引き起こす可能性があります。^[15]

パッシブシステムは、機能的に十分であると考えられる段階まで開発された最初のシステムであり、比較的シンプルで経済的で、すぐに利用できる。ダイバー用の個人用断熱材は断熱バッグの形をしており、呼気ガスの熱を保存するための呼吸ガス熱交換器と、ダイバーの周囲の断熱層内に保持された個人用二酸化炭素スクラバーによって放出された熱を組み合わせることで、救助を待つ間、ダイバーの熱バランスを保つのに通常十分である。スクラバーには口鼻マスクが付いており、バッグはハーネスによってベルの内側に固定されており、ダイバーが意識を失った場合に倒れて救助隊がベルにアクセスできなくなるのを防いでいる。^[15]

減圧ストレスが高い低体温症のダイバーの再加熱にもリスクがあります。末梢組織は減圧中の血管収縮により不活性ガス負荷が高くなる可能性があり、末梢血管拡張を引き起こす外部加熱も気泡の形成と成長を誘発し、増加させる可能性があります。これは、コア再加熱と受動再加熱では問題になりにくいです。この問題は、圧力がかかっている飽和ダイバーでは発生しません。^[4]

ダイバーの体温状態は、主に生理学的影響によって直接的に、また行動および能力の影響によって間接的に、即時のリスクに影響します。リスクを増大させることが知られている機器がいくつかあります。

ダイバーの体またはその一部の温度は、次のような短期的なリスクに影響します。

• 減圧症は、組織へのガスの吸収と放出の速度に影響を与え、組織内の溶解度に影響を与え、組織の灌流に影響を与えることによって引き起こされる。^{[4] [5]}
• 低体温症は、特に冷たく濃い呼吸ガスによる体幹熱の損失と、表面的な加温による血管収縮の抑制により、体幹体温がその後低下することによって引き起こされます。^{[11] [4]}
• 浸漬型肺水腫；血管収縮により中心血液量が増加する。^[4]
• 非凍結性寒冷障害。通常は手に起こり、体が冷えているときに灌流が低下し、血管収縮により局所的な熱損失が増加するため、重要な機器を操作するのに十分な器用さを保つために限られた断熱手袋が使用されます。^{[4] [10]}
• 凍傷；氷点下の気温で地表より上の部分、主に露出した部分。^[53]
• 熱疲労と熱射病。ダイビング前の熱い水中と熱い水面状態で。^[26]

ダイバーの体温状態は減圧ストレスとリスクに大きく影響し、安全の観点からは体温の快適性よりも重要です。温かいときのガスの吸収は冷たいときよりも速く、ガスの放出も同様です。これは主に表面組織で感知される温度知覚に対する灌流の違いによるものです。ダイビングのガスの吸収段階で快適さのために温かさを維持すると、比較的高い組織ガス負荷が発生する可能性があります。また、減圧中に体が冷えると、冷えた組織の灌流が減少するため、またおそらく冷えた組織ではガスの溶解度が高くなるため、ガスの除去が遅くなります。^{[4] [54] [5] [55] [56]}

ダイビング中のダイバーの体温と熱分布の自然な変化は、理論的に望ましい変化とは逆である。なぜなら、十分に保温された状態で快適に温かいダイバーが冷たい水に潜ると、ダイビングの最初の部分は最適温度よりも暖かい状態で過ごし、おそらく体幹と末梢温度を維持し、関与する筋肉への高灌流を誘発し、急速にガスを吸い込むのに十分な運動をするが、浮上と減圧の間は、かなりの量の熱がすでに失われている可能性があり、末梢組織の灌流が不十分である可能性があり、ダイバーは一般にあまり運動していないからである。これらの要因により、ダイビング中のガスの吸い込み速度と比較して、ガスの放出が遅くなる。また、低温ではガスの溶解度が増加するため、冷やされた組織はガスの放出が遅くなる可能性がある。^{[55] [56]}

ダイバーが浮上中に寒さを感じた場合、血管収縮によってガス放出が妨げられている可能性が高く、減圧リスクを減らすためには、できるだけ早く脱出しようとするよりも、不快感が長引くとしても減圧時間を延ばすべきである。^[4]表層がかなり深く冷えているときに外部から能動的に加熱すると、加熱が速すぎて灌流によって余分な不活性ガスを洗い流せない場合、表面組織の溶解度の変化により皮膚が曲がる可能性がある。 ^[4]減圧中に軽い運動をすると、ダイバーがわずかに温まり、灌流が増加してガス放出を助けることができるが、激しい運動は関節に気泡形成を引き起こす可能性がある。^[4]

減圧ストレスは、特定の温度管理戦略に従うことで制限できます。ダイビング前の期間、ダイバーは、ダイビングのガス吸収領域で末梢灌流を増加させる不必要な運動やウォーミングアップを避ける必要があります。過度の熱損失を防ぐために十分な受動断熱が必要ですが、ダイビングのガス吸収段階では、表面組織の能動加熱を避けるか最小限に抑えて、寒冷反応による血管収縮を可能にし、コアの熱損失と末梢組織のガス吸収の両方を制限する必要があります。ガス吸収中は、運動も必要最小限に制限する必要があります。浮上中および減圧中は、ゆっくりとした穏やかな能動復温と、気泡の形成と成長を誘発しないレベルの軽い運動を行うと、不活性ガスの排出を改善できます。ダイビング後は、組織ガス負荷が十分に減少して、復温した組織での溶解度の低下が問題にならないまで、能動的な表面復温と激しい運動を避ける必要があります。^[4]

体幹温度が低下すると、危険な状況の発生を認識し、適時に是正または緩和するために必要な 状況認識力と分析能力が低下することが知られています。

寒冷曝露は、一般的に健康な被験者の深部体温が技術的な低体温を超えると認知機能に障害を引き起こす。寒冷曝露は注意力、処理速度、記憶、実行機能を損なう可能性があるが、その影響はある程度、個人の生理機能や特定の曝露の詳細に依存する可能性がある。順応や反復曝露は結果に影響を及ぼす可能性がある。深部体温が32～35℃（90～95℉）の軽度低体温でもせん妄が起こる可能性がある^[57]。血管収縮によって減圧リスクが高まっているときに、寒冷による不快感を感じると、減圧時間を延長しないという判断を誤る可能性がある。^[4]

筋肉が冷えると、体力や器用さが低下することが知られています。たとえ体幹温度と身体全体の快適さが冷水の中で維持されていても、四肢が冷えると、影響を受けた部分の力と器用さが失われる可能性があります。これにより、ダイバーが緊急時に重要な機器を操作する能力が損なわれる可能性があります。 ^{[8] [4]}

温水スーツの使用は、パッシブ断熱材のみを使用したドライスーツの使用に比べて、減圧症のリスクが高くなります。これは、ダイバーが比較的激しくダイビングしている最下層では、運動による灌流の増加と、外部加熱による皮膚の温かさの感覚による血管収縮の減少の結果として、より多くの不活性ガスが組織に溶解するという仮説によって説明されます。症状は主に皮膚の曲がりでした。他の能動的な外部加熱システム（電気、化学、潜熱）でも同様の影響が予想されますが、加熱された呼吸ガスによる体幹加熱にこの効果があることは知られておらず、ダイビング後の温かい食べ物や飲み物の減圧症リスクへの影響はごくわずかであると考えられています。^[5]

冷水への曝露にはいくつかの長期的な影響があります。外耳道が冷水に長時間曝露されると骨腫の成長を誘発する可能性があります。^{[4]また、手足が冷水に曝露}されると、凍結しない寒冷障害の永続的な影響が生じる可能性があります。損傷は温度と曝露時間によって異なります。^{[9] [10]}

• ホワイト、M.、アラン、D.、ライト、I.、ノーマン、JN（1980）。ダイバーの熱バランス。ランセット、1（8182）、1362。https://doi.org/10.1016/s0140-6736（80）91810-3