人類開始意識到氣壓變化會帶來許多生理毛病，是19世紀中葉時，發生數起熱氣球飛行員缺氧死亡案例後，科學家才有系統的研究高空生理問題。目前大型民航機的飛行高度往往超過10000公尺，此時外界壓力會降至0.25大氣壓力以下，如果客艙不加壓，人體將會呼吸困難而造成缺氧。大多數的人在海拔3000公尺處會感到呼吸困難，而患有胸腔疾病或是長期大量吸菸者可能在未達此高度就呼吸困難，因此，飛機上的客艙壓力調節裝置會使客艙壓力維持在相當於海拔1500~2400公尺的範圍。
高空氣體膨脹效應
根據波以爾定律（Boyle’s Law），定溫下，氣體的體積與壓力成反比。而人體內如消化道等中空的器官內存有氣體，當飛行高度上升時，氣體體積就會增大，使身體感到不適；如果起飛前剛好喝了碳酸飲料，這些飲料中釋出的二氧化碳將會充斥在消化道中，造成脹氣。因此搭飛機前應多留意飲食，不宜喝碳酸飲料，也應避免嚼食口香糖或吃得太快，而吞進較多空氣。
壓力變化也會造成耳朵不舒服，中耳與外耳之間有一耳膜，由於中耳內部壓力不易與大氣壓力迅速平衡，當兩邊壓力不相等時，耳膜會向壓力小的一邊凸出，特別是下降過程比爬升時明顯。飛機爬升時，外界氣壓減小，中耳來不及調整，內部壓力會大於外界的壓力，不過中耳內部氣體可經由鼻腔排出，使耳膜的內外壓力達成平衡，因此不容易造成疼痛；但下降時，特別在4500公尺以下，因壓力變化較大，外耳壓力會很快大於中耳內部壓力，因此耳膜會向內凸出，造成疼痛，感冒的人症狀尤其明顯。
要克服耳膜疼痛的症狀，可以嚼食口香糖，藉由咬合的動作讓頭顱內的腔室間壓力達到平衡，也可以用「閉口、捏鼻、鼓氣」三合一的Valsalva動作減輕疼痛。Valsalva與擤鼻涕動作很像，即嘴巴緊閉，用手將鼻孔捏住，然後用力呼吸，強迫體內氣體從耳咽管進入中耳，即能使中耳、外耳壓力平衡。
高空減壓病
氣壓的變化也會影響氣體在液體中的溶解度，根據亨利定律（Henry’s Law），定溫時，氣體溶於液體中的量與該氣體產生的壓力成正比，也就是當大氣壓力越高時，液體能夠溶解的氣體量就越多。萬一飛機在高空發生急速減壓（如 窗戶或機身蒙皮結構破裂、機艙加壓裝置受損），原本已經溶於體液內的空氣（主要是氮氣）會因氣壓降低而變回氣態，如果釋出的氮氣氣泡超過肺臟所能夠排出的 量時，氣泡便會隨著血液循環，而滯留於身體各處。隨著氮氣氣泡滯留的位置不同，可能發生各種症狀，造成「高空減壓病」。高空減壓病的臨床症狀很多，例如： 四肢關節疼痛、胸口灼熱、乾咳、呼吸困難、視覺障礙，以及皮膚刺痛或發癢等。
有些人出國旅遊時會去潛水，由於潛水時人體處於高水壓環境中，大量氮氣會溶解於體液，且潛水越深、 越久，氮氣溶解量就會越多，但上岸後，因為壓力降低，原先溶於體液中的氮氣便會在身體組織中形成細微氣泡，若是潛水後立刻搭飛機，這些氮氣氣泡便會膨脹而 阻塞血管、壓迫神經或引發血液病變，發生更嚴重的「高空減壓病」。因此若是出國旅遊潛水後，應避免於24小時內飛行，多留一點時間讓體內的氮氣透過肺臟排 除。
在高空中，除了胃脹氣、耳鳴，較敏感的人可能會發現鞋子、腰帶都會變緊，這也是氣體膨脹造成腳腫腰粗的生理變化。因此若想舒適的乘坐飛機，搭機前最好注意飲食、避免潛水活動、穿寬鬆衣服，就能減少不必要的困擾了。
客艙失壓怎麼辦？
飛機的客艙加壓裝置有時候會故障，導致「客艙失壓」，氣壓遽降，此時飛機必須馬上降低到約3000 公尺或更低的高度，因為氣壓遽降除了造成空氣稀薄，更會影響人體內的「血氧飽和濃度」，導致缺氧。血氧濃度是指血液中血紅素攜帶氧氣的比例，血氧飽和濃度 則是血液中含氧量達到最大的比例，一般人在平地時，血氧飽和濃度約為97%，在海拔3000公尺時會降到約92%，再低就會影響生理機能。
每個人缺氧的症狀都不太一樣，通常包括頭痛、暈眩、疲勞、興奮感、噁心、視力模糊、呼吸不順、反應 遲鈍、動作不協調、心智行為改變、判斷力變差、意識喪失等症狀，嚴重的話會導致死亡。任何程度的缺氧都會造成傷害，值得注意的是，缺氧的初期症狀往往不明 顯，但對個體判斷力的損害卻可能已經發生，因此即使像飛行員這樣具有豐富相關知識的人，也可能因未察覺而無法立刻化解缺氧的危機，造成空難。
轉自科學人雜誌網站
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