二、溫度和相對溼度
氣溫和相對溼度隨海拔升高而降低的高地溫差大、年溫差亦大；而高原日溫差大、年降雨量小、乾燥等氣候特點。
據研究指出，在對流層下的氣溫變化，每當海拔高度升高150公尺，則氣溫下降約1。，例如海拔100公尺時，氣溫為35度，1000公尺海拔則為29。，2000公尺高度時為22.3。，2200公尺為21。。
高地日夜溫差顯著，而且在白天陽光直接照射區溫度，明顯高於非照射區，在2000公尺處，溫度約為18度。由於高地空氣稀薄，以及空氣中的灰塵和水蒸氣較低海拔地區少，故太陽照射強度明顯增加，有更多波長較短的紫外線影響人體，故在高地訓練的運動員應注意日光性皮膚炎及日光性眼炎等疾病的發生。
愈高海拔，溫度愈低，相對風愈大，溫度顯得更低，見表2風速修正溫度表。
按照物理程式計數，了解到溫度、氣壓與氧分壓的關係，列於表3。
溫度和濕度兩者都是氣候條件的重要指標。高地空氣相當乾燥，汗很容易蒸發，即使是30。的氣溫，也令人感覺舒適。但是濕度高，汗的蒸發很困難，則會有不舒適的感覺。如果雲層密佈，加上徐徐微風，對流增加，則身體耐熱能力強，在熱天氣裡，氣流停滯不動，則身體難以忍受高溫。教練或體育教師應知道氣候條件可能帶來熱傷害的危險。表4長時間激烈運動中，可能造成傷害的溫、濕度條件。
我國左營運動訓練中心就是處在濕熱不利的氣候環境下，居住和訓練均不合宜，常見打赤膊練習，汗流夾背，其訓練效果大約只得到一半效果而已，尋找高地作為訓練基地刻不容緩。
■ 高地適應的生理機轉
不同海拔高度，就有不同的天候環境，都受到氧壓、大氣壓、溫度、濕度的綜合性影響。人們為了適應新環境，從高海拔遷移到低海拔，不必適應，立即能過正常生活。反之，從低海拔到高海拔，一切生理現象隨著體內肺泡內氧分壓的變小，動脈血氧飽和量的下降，為要起適應而回復到低海拔時的水準，產生克服適應的服習（accommodation），就得經過一段時間的適應，成為生理變化的服習機轉。
■ 從低海拔到高海拔最明顯機轉適應要素
一、呼吸的變化
從表1知道，在海拔2000公尺時，大氣壓力為600mmHg，空氣中氧分壓為125mmHg，肺泡內氧分壓為72mmHg，兩者之氧分壓之差仍保持在53mmHg水準，人體氣體變換在此時仍遵循氣體由壓力高地方流向低壓力地方，為保證機體的氧供應，首先端賴呼吸來調節，即增加潮氣量和加快呼吸頻率。這種調節反應，人體之間存在著很大的差異。人體所需的氧是從肺部，經過血液之攜帶，運送到人體各組織。大約98％氧氣與血紅素非常緊密的結合，而這種結合是靠肺泡內氧氣的壓力來決定。在不同氣壓下，氧和血紅素的結合是呈S狀。當血紅素100％飽和時，肺泡內的氧分壓在80-100mmHg之間，當於2200公尺時，肺內氧分壓為70mmHg，而血紅素的氧飽和變為92％，下降不到6％，並且當進入高地後還不斷地得到服習適應，但人體處於氧需要量大的情況下，如有任何的體能活動時，就會產生相當大的影響。當海拔繼續升高時，血紅素與氧的結合曲線下降到陡峭處，這時出現血液運送的能力下降，並且結合率也急遽下降，缺O2引起的症狀出現，如感到頭痛、食慾不振，睡眠減少以及出現呼吸困難等，這些症狀主要出現在環境突然變化的頭幾天。
世居在2000-3300公尺高地者，呼吸頻率與550公尺居住者無顯著差異，在15-19次／分之間，肺通氣量（VE）的實測值和標準狀況下的肺通氣量則隨海拔增高而增加。譬如20歲男性的肺通氣量在550公尺處居位為6.64升／分，標準狀況值（VESTPD）為5.47升／分；居住在1060公尺者，肺通氣量為7.60升／分標準狀況值為5.92升／分；居住在3300公尺處者，肺通氣量為10.29升／分，標準狀況值為6.36升／分。
進入高地後的頭幾天，人的最大吸氧量明顯下降7.8％，隨著高地的服習適應，逐步得到恢復。最大吸氧量的變化，主要影響耐力性的作功能力，如在1500公尺海拔跑步，耐力下降20％左右。
二、肺功能的變化
脈搏的變化，是一個反應缺O2的敏感指標。在3500公尺以下世居者，有心跳下降的趨勢。在代表心肺功能的心縮間期值觀察中發現，QS2、ICT和LEVT值有隨海拔高度而增高延長的趨勢，而PEP值不變，從而PEP／LVET值也隨海拔增高而降低，反應了世居高海拔人的心肺功能較好。
人在常壓下生活，是內外環境力處於穩定狀態，例如人的胃腸道一般情況下，約有1000毫升的殘存氣體，這些氣體主要是隨食物和唾液嚥下的空氣，水部分則是由於食物分解或細菌作用產生的，當人處在外環境氣壓降低時，根據物理性能，這些人在體內積存的氣即會發生膨脹。人體在低氣壓下的這種氣體體積膨脹倍數，並不完全和波以耳定律所表達的理想氣體壓力容積關係變化，與胃腸道管壁的彈性以及體溫條件下的飽和水蒸氣壓等因素有關。
人體體內受到環境低氣壓的影響，人在進入高地的頭幾天會感覺腹脹、消化不良，最重會出現食慾不振、腹痛等消化道症狀，掌握高地氣候變化特點，是進行高地訓練，取得成功的基本保障。
三、血液變化
在高地上，紅血球會增加，因為人體在氧氣不足的狀態下，必須從血液儲藏處—脾臟，如副脾中動員紅血球，排出的血液約110∼258cc，貯存於脾臟的血液濃度較高，而且紅血球量比一般多出49％，這樣算來，來自脾臟的258cc的血，約等於普通血的384cc，此時所動員的紅血球增加量為10∼15％；另一原因為人體在高地上，處於過久的缺氣狀態時，在紅骨髓內產生多量的紅血球，其增加量較前者為多。上述兩種因素合起來的紅血球量可達60％，彌補因高地氧氣不足而減少的氧攝取量。
■ 高地訓練對選手生理機能的影響
高地訓練對選手有著複雜的影響，主要是透過選手到高地後的適應過程以及在高地訓練過程中，高地對選手機體心血管系統和心肺功能的影響，以及人體血液成份和生化產生相應的效應而達到提高選手機能狀態，提高運動成績的目的。
一、神經系統
中樞神經系統對缺氧十分敏感，這與腦組織本身的代謝特點有很大的關係：正常人每100克腦組織，每分鐘將得到平均約為45∼55毫升的血液供應。運動員初到高地，腦組織得到的氧量減少，不足以保證正常腦耗氧量的需求，因而出現了失眠、頭暈、頭痛等一系列中樞神經系統機能紊亂的症狀。運動員高地服習過程中，缺氧刺激通過頸部動脈體和主動脈體的化學接受器，反射性地使心輸出量增加，動脈血壓升高，同時缺氧的局部作用，還會引起腦血管擴張，這樣就改善了腦組織的血液循環，改善了大腦的缺氧，使腦的血流量與腦的耗氧量在新的基礎上，建立了新的動脈平衡，腦組織的代謝活動又趨於正常，一切症狀解除，中樞神經系統紊亂的症狀也就隨之消失。
二、呼吸系統
到高地，常常令人感到安靜時的呼吸頻率加快，在運動時還會感到氣急、氣悶甚至呼吸困難，這種因缺O2反射性地引起呼吸加快，從而使肺通氣量增加來維持機體獲得足夠的氧氣，是高原服習中主要的適應性變化。其產生的機轉都認為在高原環境的早期，由於動脈血氧分壓的降低，反射性地引起肺通氣增加等之改變：
1.呼吸加快加深，肺通氣量的增加，可以提高肺內的血氧飽和度。
2.改善人體呼吸系統的通氣功能，增加肺容量，擴張肺泡膜的表面積，增加肺內氧氣的擴散能力。
3.到達高地2∼3天後，腦脊液中的HCO3逐漸降低，pH值漸趨正常，從而解除由腦脊液的pH值升高，對中樞化學感受器的抑制效應，使得外圍感受器對缺氧刺激的效應得以充分地顯示出來，故肺的通氣量增高可達最高限度。
三、心血管系統
缺氧時，可能引起動脈血O2分壓降低，刺激主動脈體的化學感受器，反應性地引起交感神經的興奮；缺氧引起的代謝性通氣過度，使牽張反射增強，抑制迷走神經對心臟的效應，相對地增強了交感神經的效應；中樞神經系統缺O2，引起了交感神經的緊張性增強，興奮心臟的β腎上腺素受體，使心跳率加快，胸內腹壓增大，靜脈回流增加，也是導致心輸出量增加的原因。環境如高地缺氧時，運動員功能的變化，可能是上述幾種因素的綜合效應。
急性缺氧引起的另一改變是，體內血液的重新分配，從而出現心、腦等器官的血管擴張，血流量增加，皮膚及腹腔內臟器官特別是腎臟血管的收縮，血流量減少。這種體內血液的重新分配，有利於生命重要器官血氧的供應，對適應高原低氧量環境具有代償性意義。
對於長距離選手而言，例如馬拉松運動員心功能得到提高，運動員的心功能指數、外圍阻力，血管順應性和搏動功能指數，較高地訓練前高。
四、血液系統
運動員到高地後，紅血球和血紅素的增加，也是機體對外界低氧環境適應的重要代償機轉之一。紅血球和血紅素增加，是低氧環境可以促使腎臟產生更多的促紅血球生成素（EPO），並能使EPO充分發揮其生理效應，亦即致使骨髓內的合成物和骨髓內的網織紅血球和紅血球釋放入血。當血漿中的促紅血球生成素（EPO）增高到一定程度時，又可以透過回饋調節控制血漿中EPO的含量；只不過這種控制是在於高水準的條件下進行的，但此時紅血球和血紅素的含量仍高於正常。
機體在高地的服習過程中，主要是對組織的氧供應增加及糾正鹼中毒。Reynazang研究觀察到缺氧兩小時，就可見到EPO活性增加，以及血液中的紅血球、血紅素明顯增加的重要代償機轉。
五、對血乳酸的影響
運動員在高地訓練，機體隨著缺O2環境刺激，運動員除了承受運動負荷外，還要增大氧輸供應系統的負擔，隨著缺O2程度的加深，無氧代謝功能加強，血乳酸濃度也隨之增高。1984年Hedth認為，海拔2000∼3000公尺地區為中度高原，人在這種高度生活著，靜息狀態下身體反應不明顯，激烈運動時缺O2顯著。1982年，大陸測定昆明長期訓練的雲南體育工作隊運動員安靜時的血乳酸值，145名運動員乳酸平均值為1.39±0.47mmol.L-1，屬正常值範圍。又1982年，大陸昆明研究人員對12名自由車運動員進行階段式間斷性缺O2複合訓練的適應程度及其效果的研究，運動員在模擬不同海拔高度的減壓艙內進行運動。在海拔3000公尺時，血乳酸平均值為3.04±0.12 mmol.L-1；在4000公尺時，運動員運動前血乳酸的平均值為3.79±0.23 mmol.L-1，運動後為8.42±0.36 mmol.L-1；當又回到3000公尺高度一週後，他們運動前血乳酸的平均值為3.10±1.09 mmol.L-1；同等負荷運動後，血乳酸的平均值為6.43±0.46 mmol.L-1。在海拔4000公尺高度，運動員運動前後血乳酸平均值，較3000公尺海拔高度時顯著增高。
六、運動系統
初到高地的兩週內，如運動量過大，一些中長跑運動員有可能出現新傷或舊傷加重的現象，這與高地低氧環境、運動器官的供血與運動量的大小不相適應，以致運動器官恢復較慢有關。
高地低O2對於其他系統都起相當大影響。因為人體是一個複雜的整體，運動員在高地服習過程中，在神經系統和內分泌系統的調節作用中，全身各組織以至各細胞內部都將發生一系列的變化。一般來說，運動員一到高地，身體在一兩週後，就能產生適應。身體進入相對穩定狀態。這時候，可以開始承受教練所安排的高地訓練計畫的運動負荷。此時，運動員的機能也就從對高地缺O2環境的被動性適應，進而轉變為訓練負荷的主動性適應。
■ 結 語
高地訓練是由平地低海拔的平時訓練，改變移地到高海拔的高地訓練，使平時提供生命的心肺功能及血流循環發生急遽的變化，增加呼吸數、攝氣量、增加肺泡動脈氧壓，氧的使用率高，提供全身器官系統的正常運作，使身體生理機轉，對環境改變的服習適應，恢復平時穩定的生活。隨著運動訓練的實施，如同平時訓練一樣的提升器官功能效率，使心肺功能，血紅素增強與增加，成為訓練的適應服習。一旦回到平地，在3週內仍維持其高地的生理狀態，一旦參加訓練或比賽，提供血流、血紅素，最大攝氧量都維持著，但運動員仍攝取大量的氧氣與廢物的排除加速，身體較不易疲勞，相對地耐力或速度耐力提升，比賽因而可獲得好成績。（本文作者為中華民國教練協會理事長） |
本期專題：競技運動訓練新趨勢 第三十五卷第三期
