روش های کنترلی فیزیولوژیک ( مثل میزان تنفس) و رفتاری ( مثل الگوی استراحت) در گاوهای شیری تلاش می کنند تا دمای بدن گاو را به وسیله تنظیم انرژی حرارتی ثابت نگه دارند و گرمای ورودی از طریق متابولیسم ( نگهداری و بقا، حرکت، رشد، شیردهی، آبستنی و دریافت خوراک) را با گرمای خروجی به محیط (به وسیله هدایت، جریان همرفتی و تبخیر) یکسان کنند. وقتی شرایط محیطی از حد آستانه ای که سبب افزایش دمای مرکزی بدن می شود، عبور می کند، استرس گرمایی شروع شده و رفاه حیوان به خطر می افتد. همچنین سلامت گاو، تولید و عملکرد تولید مثلی تحت تاثیر استرس گرمایی افت می کند.

خوراک دریافتی در گاوهای شیری از هنگامی که دمای هوا به ۲۶-۲۵ درجه سانتی گراد می رسد، شروع به کاهش کرده چرا که کاهش ماده خشک دریافتی، راهی برای کم شدن تولید حرارت در محیط گرم است. به طور دقیق تر، کاهش ماده خشک دریافتی در گاوی که دچار استرس گرمایی شده است در مقایسه با گاوی که خنک است، ۱۰-۱۵% است. همچنین در گاوهایی که تحت استرس گرمایی هستند میزان تنفس و تعریق افزایش می یابد، که در نتیجه آن آب بیشتری از بدن خارج می شود و نیازهای نگهداری[۱] برای کنترل آب بدن و هموستاز[۲] خون افزایش می یابد. برمن[۳] و همکاران دریافتند تعداد تنفس گاوهای پرتولید در دمای محیطی بیش از ۲۵ درجه سانتی گراد از ۵۰ تا ۶۰ تنفس در دقیقه بالاتر می رود. مطالعات دیگر نشان داده اند که افزایش دماسبب کاهش تولید شیر می شود که می تواند تا ۱۴% در ابتدای شیرواری و ۳۵% در اواسط شیرواری کاهش یابد. تولید مثل تحت تاثیر افزایش دما قرار می گیرد چرا که سبب کاهش بروز رفتارهای فحلی، تغییر رشد فولیکولی و مهار رشد رویانی می شود. در نتیجه ی استرس دمایی، صنعت گاو شیری هرساله میزان قابل توجهی از زیان اقتصادی را تجربه می کند. تخمین زده می شود این زیان در ایالات متحده سالانه ۹۰۰ تا ۱۵۰۰ میلیون دلار باشد.

طیف وسیعی از روش ها می توانند برای کاهش تاثیرات آب و هوای بسیار گرم بر تولید حیوان و سودآوری گاوداری استفاده شوند اما تغییر فیزیکی محیط از ابزارهای اولیه است. روش های متداول را می توان به دو گروه تقسیم کرد: ۱) روش هایی که با اصلاح محیط سعی در جلوگیری و یا کاهش میزان استرس گرمایی در گاو دارند. ۲) روش هایی که تبادلات گرمایی بین گاو را با هوای اطراف افزایش می دهند. در عمل، این به معنی افزایش سرعت خنک سازی تبخیری به وسیله خیس کردن گاوها یا هوای اطراف آن ها (مثل دوش و مه پاش) و افزایش سرعت انتقال همرفتی دما بوسیله افزایش سرعت حرکت هوای اطراف گاو (مثل فن) است.

بیشتر مطالعات برروی سیستم های خنک کننده در مناطق گرمسیری (مثل جنوب امریکا و عربستان سعودی) تحت شرایط متوسط تا شدید استرس گرمایی به مدت چند ماه (معمولا بیش از ۳۰ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی ۴۰%) انجام شده است. گرچه دوره هایی از استرس گرمایی خفیف تا متوسط ( معمولا ۲۵ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی ۷۵%) در آب و هوای قاره ای مرطوب مثل (شرق کانادا و شمال امریکا) رخ می دهد که مشکل ساز شناخته می شوند، اطلاعات کمی در ارتباط با مزیت کاربردهای فیزیک در ازبین بردن استرس حرارتی در این شرایط در دسترس است. با این حال، در هردو آب و هوا  تقریبا یک مقدار مشابه (۷۵-۷۷) در جدول شاخص حرارتی- رطوبتی[۴]  (THI) نشان دهنده ی شرایط گرم است. علاوه بر این در زمینه تغییرات آب و هوایی، انتظار می رود که متوسط دمای سالانه تا سال ۲۰۵۰، ۲-۴ درجه سانتی گراد در مناطق با آب و هوای مرطوب قاره ای مثل استان کبک (کانادا) افزایش یابد و سیستم های کاهش دهنده دما بیشتر و بیشتر محبوب شوند. درنتیجه درک بهتر از گزینه های احتمالی خنک کننده جهت کاهش استرس گرمایی در گله های شیری از منظر گرمایش جهانی می تواند حائز اهمیت باشد.

در مقالات بعدی بررسی و مقایسه روش های مختلف خنک سازی محیط، بر اساس شاخص های استرس حرارتی انجام می گیرد. این شاخص ها، تاثیر شرایط محیطی اطراف حیوانات بر عملکرد و آسایش آنان را تخمین می زنند. شاخص THI بطور گسترده ای بدین منظور استفاده شده است. این شاخص با درنظر گرفتن دما و رطوبت (دوعامل مهم در تبادل گرما با محیط در آب و هوای گرم)، اثر کلی آب و هوا  بر دام را به میزان کافی بیان می کند. مطالعات زیادی، آستانه ی THI در گاو برای رخداد استرس گرمایی را عنوان کرده اند: آسایش: (THI<68)، ناراحتی خفیف (۶۸ < THI <72)، عدم آسایش (۷۲ <THI <75)، وضعیت هشدار (۷۵ < THI < &()، خطر (۷۹ < THI < 84) و وضعیت اورژانس (THI > 84). دیگر شاخص ها مثل شاخص گوی سیاه-رطوبت ([۵]BGHI)  و شاخص بارگذاری حرارتی ([۶]HLI) که تاثیر تابش و خنک سازی همرفتی باد (محدودیت های THI) را اضافه می کنند نیز می توانند در شرایط خاص استفاده شوند. اکنون به وسیله این شاخص ها، امکان برآورد کارایی سیستم های خنک کننده ای که در شرایط آب و هوایی متفاوت (تحت حاره ای در مقابل مرطوب قاره ای) استفاده می شوند، وجود دارد.

[۱] Maintenance requirements

[۲] Homeostasis

[۳] Berman

[۴] Temperature-humidity Index

[۵] Black Globe- Humidity Index

[۶] Heat Load Index