Le froid peut avoir des effets nocifs sur la santé. L’être humain se protège contre le froid en adoptant des comportements spécifiques (se vêtir correctement, se mettre à l’abri), mais surtout grâce à la capacité du corps (système thermorégulateur) de garder sa température interne stable quelle que soit la température du milieu ambiant. Les mécanismes de thermorégulation déclenchés par le froid impliquent différents organes et systèmes notamment les systèmes nerveux, endocrinien, cardiovasculaire et respiratoire. Toutefois, des effets néfastes pour la santé apparaissent si ce système thermorégulateur est déficient ou si les températures sont trop basses. Ainsi, le corps perdra sa chaleur plus rapidement qu’il n’arrive à en produire.
Le froid provoque de façon directe des engelures et de l’hypothermie. En effet, le froid provoque une anesthésie ou une perte de sensation locale. On parle d’engelures lorsque la peau devient jaunâtre ou blanchâtre aux extrémités (mains, pieds, nez), et d’hypothermie lorsque la température interne du corps chute sous 35°C. L'hypothermie provoque une sensation de froid et des frissons persistants qui, si l’exposition se prolonge, peuvent être suivis de sensations d’euphorie, d’ivresse, de désorientation et de confusion pouvant conduire au coma, et finalement au décès.
Ces effets peuvent être accélérés par le refroidissement éolien (facteur vent) qui vient baisser la température ressentie par le corps. Une personne forme une couche d'air à la surface de sa peau grâce à son métabolisme interne. Exposé au vent, le corps perd cette couche d’air protectrice et amène en permanence de l'air à température ambiante au contact de la peau. Plus la température de l’air ambiant est basse et plus l'impact du vent sur la température perçue par le corps humain est grand.
Tel qu’on peut le voir au tableau suivant, on estime qu'à -20 °C, un vent de 20 km/h fait baisser la température perçue par le corps de 10 °C, soit l'équivalent d'une température de -30 °C par temps calme (sans vent). À l’analyse du tableau, on peut constater que le risque d’engelure débute à une température de -27°C par temps calme mais à -15°C lorsque la vitesse du vent atteint les 40 km/h.
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