⚠ 攸關性命的科學 🏔 氣壓的故事 無需先備知識 閱讀約6分鐘

高山症為什麼
只是爬高就會發作?

爬上高山時,有時會頭痛、想吐。這就是高山症。明明在呼吸,卻彷彿身處讓人喘不過氣的隧道裡。據信,這種不適的真正原因不在空氣的「量」,而在空氣的「濃度」。

發布:2026.08.22 難度:★☆☆(無需先備知識即可閱讀) 公式只出現在最後的摺疊區塊
首先,請想像這樣的場景

某位登山者趁著假日,準備登上高山。搭巴士或開車一口氣抵達標高較高的登山口,然後精神飽滿地出發。天氣晴朗,體能狀態應該也萬無一失。

然而,一過標高3000公尺,頭開始莫名地沉重,走沒幾步就喘不過氣。休息也無法恢復,最後甚至開始感到噁心想吐。

這就是高山症。據信與體力好壞的關係並不大

高山症發作的原因,只有2個

1
標高一升高,空氣的「濃度」就變稀薄

空氣本身的成分不會改變,但氣壓下降會使能吸入的氧氣量減少。這是無法避免的物理現象。

2
身體要適應稀薄的氧氣,需要時間

身體可以逐漸適應稀薄氧氣的環境,但這種「適應」需要以天為單位的時間。爬得越急,身體越跟不上。

接下來,我們依序來看看。

原因1:空氣就像「被稀釋的果汁」

空氣中氧氣所佔的比例,無論在地面或山頂,大約都是21%,不會改變。改變的是氣壓,也就是「空氣本身的濃度」

這就像把同樣濃度的果汁,不斷用水稀釋一樣。就算果汁中糖分的「比例」固定不變,只要用水稀釋得越多,每杯裡含有的糖量就會越少。標高升高,就相當於把空氣這杯果汁不斷用水稀釋。每一次呼吸吸入肺裡的氧氣量,本身就會隨著標高而減少。

標高升高,氣壓會下降多少 (氧氣量也大約以相同比例減少) 100% 62% 53% 33% 地面 富士山 5000m 聖母峰
圖1:氣壓會隨標高持續下降。以地面為100%,富士山山頂約降至62%,聖母峰山頂約降至33%。氧氣量也大約以相同比例減少。
💡 富士山也會發生高山症

「高山症只是聖母峰等級的高山才會有的事」——這是常見的誤解,但據信許多人大約從標高2500〜3000公尺前後就開始出現症狀。日本的富士山(3776公尺)正好落在這個範圍內。由於可以搭巴士一口氣抵達五合目,也有人指出這反而容易讓人省略讓身體適應的時間就開始攀登。

原因2:身體適應需要時間

身體具備逐漸適應稀薄氧氣環境的能力。它會加快呼吸,增加運送氧氣的紅血球,試圖在稀薄的空氣中確保氧氣供應。這稱為「高地適應」

問題在於,這種適應無法在幾個小時或一天內完成。如果爬升標高的速度超過身體適應的速度,身體就會跟不上,持續處於缺氧狀態,並以頭痛、噁心等症狀表現出來。「年輕又健康所以沒問題」這種想法之所以行不通,是因為這不是體力問題,而是適應所需時間的問題

🔎 辨別方法 ― 重點是在症狀輕微時就察覺

高山症的症狀一開始是頭痛、噁心、倦怠感,很難與感冒或疲勞區分。此時不勉強前進、好好休息,或不再繼續爬升,被認為十分重要。若出現站不穩、暈眩到無法站立、噁心持續不止的嘔吐等症狀,就是惡化的徵兆。

高山症進展的大致參考 輕症 頭痛・噁心・倦怠感 → 休養 惡化徵兆 暈眩・持續嘔吐 → 準備下山 重症:攸關性命 靜止時仍喘不過氣・意識障礙 → 立即下山
圖2:據信高山症從輕微的頭痛、噁心開始,惡化後可能發展為靜止時仍喘不過氣、意識模糊等狀態。階段越嚴重,越應盡早判斷下山。

那麼,該怎麼做才好?

✅ 也能直接告訴孩子的3件事
  1. 爬升標高時,要慢慢爬尤其在2500公尺以上,建議控制每天爬升的標高差,目的是給身體留出適應的時間。
  2. 出現症狀就不要再繼續往上爬感到頭痛或噁心時,就地停留休息。「難得來一趟」而硬撐著繼續爬升,是最危險的做法。
  3. 惡化就毫不猶豫地下山降低標高被認為是最確實有效的處置方式。標高一降低,大多數情況下症狀都會減輕。
⚠ 若出現惡化徵兆

步伐不穩無法行走、意識模糊、靜止不動也會喘不過氣,這些症狀可能已經進展到攸關性命的嚴重狀態。請不要再繼續往上爬,並盡快移動到標高較低的地方。

「就快到山頂了」「不想給大家添麻煩」——這類理由而猶豫是否下山,據信正是導致傷害擴大的原因之一。不要延誤下山的判斷,是最重要的一件事。

雖然也有藥物可用於預防・治療,但能否使用會因體質與宿疾而異,因此建議事先諮詢醫師。請避免自行判斷使用。

總結

高山症之所以只靠爬升標高就會發作,是因為①氣壓下降使空氣本身的濃度變稀薄這個物理性原因,與②身體要適應稀薄氧氣需要時間這個生理性原因同時發揮作用。爬得越急,這兩者之間的落差就越大。

不是氧氣不夠。
而是在身體適應之前,就把標高升得太高了。

同樣的氣壓變化,其實也發生在飛機或山路上的耳朵不適。歡迎一併閱讀「飛機在降落前,耳朵為什麼會痛?」。

🧪 用身邊的體驗確認:用零食袋感受氣壓
  1. 把密封的洋芋片等零食袋,原封不動地帶到山上或高樓的展望台
  2. 觀察隨著標高升高,袋子漸漸變得鼓脹的樣子

即使袋子裡的空氣沒有改變,隨著周圍氣壓下降,袋內的壓力相對變高,看起來就會鼓脹起來。這能讓你以貼近生活的方式,親身感受本文說明的「氣壓隨標高下降」這個現象。

想了解更多的人 ― 術語・公式・與教科書的連結從國中理科到大學專業科目,明確標示是哪個程度的內容
後面標籤的判讀方式
  • 國中國中理科所教的範圍
  • 高中高中「物理基礎」「地球科學基礎」所教的範圍
  • 高中+高中數學III・理科進階・專欄性質的內容
  • 大學高中未教、屬於大學專業科目(生理學・登山醫學)的內容
  • 研究連大學都不視為「定論」教授,是研究者目前仍在探究中的話題

國中術語:與高山症相關的詞彙

高中用公式確認:標高升高,氣壓會下降多少

據信氣壓隨高度的變化,可以用下面這樣的近似公式來估算。

① 先看公式本身

氣壓 ≒ 地面氣壓 × exp(−標高 ÷ 8000)

氣壓該標高的氣壓概略值[hPa]
地面氣壓標高0公尺處的氣壓概略值,約1013 hPa
標高距離地面的高度[m]
exp( )、8000表示自然對數的底(e)之次方的符號,以及氣壓大約降為e分之1時的高度概略值[m]

標高越高,exp 中的數值就越趨向負的更大,氣壓的數值也就越小。

② 先求出 exp(−標高÷8000)的值(近似倍率)
富士山山頂(3776m)的倍率約 0.62
標高5000m的倍率約 0.535
聖母峰山頂(8848m)的倍率約 0.331

※ 8000公尺這個數值只是近似計算的參考值,實際氣壓也會因氣溫與天氣而變動。

③ 將該倍率乘上地面氣壓來試算
富士山山頂的氣壓1013 × 0.62 ≒ 628 hPa
標高5000m的氣壓1013 × 0.535 ≒ 542 hPa
聖母峰山頂的氣壓1013 × 0.331 ≒ 335 hPa
④ 把算出的數字換成實際感受
富士山山頂的氣壓是地面的百分之幾(628 ÷ 1013) × 100 ≒ 62%
聖母峰山頂的氣壓是地面的百分之幾(335 ÷ 1013) × 100 ≒ 33%

在富士山山頂,吸入的空氣濃度大約是地面的62%在聖母峰山頂,則大約只有地面的三分之一。聖母峰等高峰之所以必須攜帶氧氣瓶,原因就在於這個數字。

高中+為什麼「慢慢爬」會有效

身體處於氧氣稀薄的環境時,首先會透過增加呼吸次數來應對。經過數天,身體會增加運送氧氣的紅血球數量、改變血液性質,逐漸讓身體適應即使氧氣稀薄也能活動。這一連串的變化,據信需要數天到一兩週左右的時間。如果爬升標高的速度快於這種適應的速度,身體的應對就會跟不上,持續處於缺氧狀態。「慢慢爬」之所以有效,是因為它給了身體足夠的時間去適應。

大學身體如何應對缺氧

氧分壓下降時,首先會刺激呼吸中樞,引發呼吸次數與換氣量增加的「低氧通氣反應」。過度換氣會暫時使血液偏向鹼性,因此腎臟也會同時進行調節加以修正。此外,以數天為單位來看,腎臟分泌的激素會被促進,進而增加運送氧氣的紅血球生成量。若病情惡化,可能會進展為肺部或腦部積水的狀態,這是大學生理學・登山醫學所處理的更專業的內容。

研究目前尚未明朗的部分

與教科書的連結(依程度分類)

程度科目・單元對應本文何處
國中理科・氣壓、空氣的性質標高與氣壓・氧氣關係的基礎
高中地球科學基礎・大氣結構氣壓隨高度下降的現象
高中+數學III・指數函數公式確認①〜④的整體計算
大學生理學・登山醫學低氧通氣反應、紅血球生成量增加
研究登山醫學・運動科學(研究中)個體差異的預測、預防藥物研究、高地訓練的效果
防災・戶外安全教育慢慢爬、出現症狀就不再往上爬、下山的判斷
參考・出處
  1. 登山醫學相關學會・專業團體所提供,關於高山症症狀・預防・處置的解說資料。
  2. 地球科學・氣象學教科書中,關於氣壓隨高度分布的一般性描述(包含國際標準大氣的近似值)。
  3. 生理學教科書中,關於缺氧環境下換氣反應・紅血球生成的一般性描述。
  4. 登山相關團體・地方政府針對富士山高山症所發布的注意事項資料。

※ 氣壓・標高等數值,為了解原理而採概略計算。實際數值會因氣溫・天氣・地區差異而變動。

※本文為大眾取向的科學解說。有關身體狀況或健康的判斷,以及實際登山的安全判斷,請遵從醫師等專業人士的指示或登山相關團體提供的資訊。文中所列數值,為了解原理而採概略計算。