МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - группа природных факторов внешней среды, воздействующих, наряду с космическими (радиационными) и теллурическими (земными), на организм человека. Непосредственное влияние на человека оказывают физические и химические факторы атмосферы.

К химическим факторам относятся газы и различные примеси. К газам, содержание которых в атмосфере почти постоянно, относятся азот (78,08 об.%), кислород (20,95), аргон (0,93), водород (0,00005), неон (0,0018), гелий (0,0005), криптон (0,0001), ксенон (0,000009). Содержание других газов в атмосфере значительно меняется. Так, содержание углекислого газа колеблется от 0,03 до 0,05 %, а вблизи некоторых промышленных предприятий и углекислых минеральных источников может повышаться до 0,07-0,16 %. Образование озона связано с грозовыми явлениями и процессами окисления некоторых органических веществ, поэтому его содержание у поверхности Земли ничтожно и весьма непостоянно. В основном озон образуется на высоте 20-40 км под влиянием УФ-лучей Солнца и, задерживая коротковолновую часть УФ-спектра (УФ-С с длиной волн короче 280 нм), предохраняет живое вещество от гибели, т. е. играет роль гигантского фильтра, защищающего жизнь на Земле. Благодаря химической активности озон обладает выраженными бактерицидными и дезодорирующими свойствами. В атмосферном воздухе могут содержаться в незначительных количествах и другие газы: аммиак, хлор, сероводород, оксид углерода, различные соединения азота и др., являющиеся в основном результатом загрязнения воздуха отходами промышленных предприятий. Из почвы в атмосферу поступает эманация радиоактивных элементов и газообразные продукты обмена почвенных бактерий. В воздухе могут содержаться ароматические вещества и фитонциды, выделяемые растениями. Многие из них обладают бактерицидными свойствами. Воздух лесов содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух городов. Наконец, в воздухе имеются взвешенные частицы в жидком и твердом состоянии: морские соли, органические вещества (бактерии, споры, пыльца растений и др.), минеральные частицы вулканического и космического происхождения, дым и т. д. Содержание этих веществ в воздухе определяется различными факторами - особенностями подстилающей поверхности, характером растительности, наличием морей и т. д.

Химические вещества, содержащиеся в воздухе, могут активно влиять на организм. Так, морские соли, содержащиеся в приморском воздухе, ароматические вещества, выделяемые растениями (монарда, базилик, розмарин, шалфей и др.), фитонциды чеснока и т. д. благоприятно влияют на больных с заболеваниями верхних дыхательных путей и легких. Летучие вещества, выделяемые тополем, дубом, березой, способствуют повышению окислительно-восстановительных процессов в организме, а летучие вещества сосны, ели угнетают тканевое дыхалие. Токсическое действие на организм оказывают летучие вещества дурмана, хмеля, магнолии, черемухи и других растений. Высокие концентрации терпенов в воздухе сосновых лесов могут оказывать неблагоприятное воздействие на больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Имеются данные о зависимости развития отрицательных реакций от повышения содержания в воздухе озона.

Из всех химических факторов воздуха абсолютное жизненное значение имеет кислород. При подъеме в гору снижается парциальное давление кислорода в воздухе, что приводит к явлениям кислородной недостаточности и развитию различного рода компенсаторных реакций (увеличение объема дыхания и кровообращения, содержания эритроцитов и гемоглобина и т. д.). В условиях равнины относительные колебания парциального давления кислорода весьма незначительны, однако относительные изменения его плотности более существенны, так как зависят от соотношения давления, температуры и влажности воздуха. Повышение температуры и влажности, снижение давления ведут к понижению парциальной плотности кислорода, а снижение температуры, влажности и повышение давления - к увеличению плотности кислорода. Изменения температуры от -30 до +30°C, давления в пределах 933-1040 мбар, относительной влажности от 0 до 100 % приводит к изменению парциальной плотности кислорода в пределах 238-344 г/м 3 , тогда как парциальное давление кислорода в этих условиях колеблется в пределах 207-241 мбар. По мнению В. Ф. Овчаровой (1966, 1975, 1981, 1985), изменение парциальной плотности кислорода может вызывать биотропные эффекты гипоксического и гипотензивого характера при снижении и тонизирующего и спастического - при повышении. Слабое изменение парциальной плотности кислорода ±5 г/м 3 , умеренное ±5,1-10 г/м 3 , выраженное ±10,1-20 г/м 3 , резкое ±20 г/м 3 .

К физическим метеорологическим факторам относятся температура и влажность воздуха, атмосферное давление, облачность, осадки, ветер.

Температура воздуха определяется преимущественно солнечной радиацией, в связи с чем отмечаются периодические (суточные и сезонные) температурные колебания. Кроме того, могут быть внезапные (непериодические) изменения температуры, связанные с общими процессами циркуляции атмосферы. Для характеристики термического режима в климатолечении пользуются величинами среднесуточных, месячных и годовых температур, а также максимальных и минимальных значений. Для определения температурных изменений пользуются такой величиной, как межсуточная изменчивость температуры (разность среднесуточной температуры двух соседних дней, а в оперативной практике - разность значений двух последовательных утренних сроков измерения). Слабым похолоданием или потеплением считается изменение среднесуточной температуры на 2-4°C, умеренным похолоданием или потеплением - на 4-6°C, резким - более 6°C.

Воздух нагревается путем передачи ему тепла от земной поверхности, которая поглощает солнечные лучи. Эта передача тепла происходит главным образом путем конвекции, т. е. вертикального перемещения нагретого от контакта с подстилающей поверхностью воздуха, на место которого опускается более холодный воздух из верхних слоев. Таким путем нагревается слой воздуха толщиной около 1 км. Выше, в тропосфере (нижнем слое атмосферы), теплообмен определяется турбулентностью планетарного масштаба, т. е. перемешиванием воздушных масс; перед циклоном теплый воздух выносится из низких широт в высокие, в тылу циклонов холодные воздушные массы из высоких широт вторгаются в низкие. Распределение температуры по высоте определяется характером конвекции. При отсутствии конденсации водяных паров температура воздуха понижается на ГС с повышением на каждые 100 м, а при конденсации водяных паров - только на 0,4 °C. По мере удаления от поверхности Земли температура в тропосфере снижается в среднем на 0,65 °C на каждые 100 м высоты (вертикальный градиент температуры).

Температура воздуха данной местности зависит от ряда физико-географических условий. При наличии обширных водных пространств суточные и годовые колебания температуры в прибрежных районах уменьшаются. В горных местностях, помимо высоты над уровнем моря, имеет значение расположение горных хребтов и долин, доступность местности ветрам и т. д. Наконец, играет роль характер ландшафта. Поверхность, покрытая растительностью, нагревается днем и охлаждается ночью меньше, чем открытая. Температура является одним из важных факторов характеристики погоды, сезонов. По классификации Федорова - Чубукова выделяются три большие группы погод на основе температурного фактора: безморозные, с переходом температуры воздуха через 0°C и морозные.

Неблагоприятное влияние на человека могут оказывать резкие внезапные колебания температуры и экстремальные (максимальные и минимальные) температуры, вызывающие патологические состояния (обморожение, простуда, перегрев и т. д.). Классическим примером этого является массовое заболевание (40 000 человек) гриппом в Петербурге, когда в одну из январских ночей 1780 г. температура повысилась от -43,6 до +6 °C.

Атмосферное давление измеряется в миллибарах (мбар), паскалях (Па) или миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). 1 мбар=100 Па. В средних широтах на уровне моря давление воздуха составляет в среднем 760 мм рт. ст., или 1013 мбар (101,3 кПа). По мере подъема давление снижается на 1 мм рт. ст. (0,133 кПа) на каждые 11 м высоты. Давление воздуха характеризуется сильными непериодическими колебаниями, связанными с изменениями погоды, при этом колебания давления достигают 10-20 мбар (1-2 кПа), а в резко континентальных районах - до 30 мбар (3 кПа). Слабым изменением давления считается понижение или повышение его среднесуточной величины на 1-4 мбар (0,1-0,4 кПа), умеренным - на 5-8 мбар (0,5-0,8 кПа), резким - более 8 мбар (0,8 кПа). Значительные перепады атмосферного давления могут привести к различным патологическим реакциям, особенно у больных.

Влажность воздуха характеризуется упругостью пара (в мбар) и относительной влажностью, то есть процентным отношением упругости (парциального давления) водяного пара в атмосфере к упругости насыщающего водяного пара при той же температуре. Иногда упругость водяного пара называют абсолютной влажностью, которая на самом деле представляет собой плотность водяного пара в воздухе и, будучи выражена в г/м 3 , по величине близка к упругости пара в мм рт. ст. Разность между полностью насыщающей и фактической упругостью водяного пара при данных температуре и давлении называют дефицитом влажности (недостатком насыщения). Кроме того, выделяют так называемое физиологическое насыщение, т. е. упругость водяных паров при температуре человеческого тела (37 °C). Оно равно 47,1 мм рт. ст. (6,28 кПа). Физиологический дефицит насыщения составит разницу между упругостью водяных паров при температуре 37 °C и упругостью водяного пара в наружном воздухе. Летом упругость пара значительно выше, а дефицит насыщения меньше, чем зимой. В метеосводках обычно указывается относительная влажность, так как ее изменение может непосредственно ощущаться человеком. Воздух считается сухим при влажности до 55 %, умеренно сухим при 56-70 %, влажным - при 71-85%, сильно влажным (сырым)- свыше 85%. Относительная влажность изменяется в противоположном направлении по отношению к сезонным и суточным колебаниям температуры.

Влажность воздуха в сочетании с температурой оказывает выраженное влияние на организм. Наиболее благоприятными для человека являются условия, при которых относительная влажность равна 50 %, температура-17-19 °C, а скорость ветра не превышает 3 м/с. Повышение влажности воздуха, препятствуя испарению, делает тягостной жару (условия духоты) и усиливает действие холода, способствуя большей потере тепла путем проведения (влажно-морозные условия). Холод и жара в сухом климате переносятся легче, чем во влажном.

При понижении температуры содержащаяся в воздухе влага конденсируется, и образуется туман. Он возникает также при смешении теплого влажного воздуха с холодным и влажным. В промышленных районах туман может поглощать токсические газы, которые, вступая в химическую реакцию с водой, образуют сернистые вещества (токсические смоги). Это может привести к массовым отравлениям населения. При влажном воздухе опасность воздушной инфекции выше, так как капельки влаги, в которых могут содержаться возбудители болезни, обладают большей способностью к диффузии, чем сухая пыль, и поэтому могут попадать в самые отдаленные участки легкого.

Облачность образуется над земной поверхностью путем конденсации и сублимации содержащихся в воздухе водяных паров. Образующиеся при этом облака могут состоять из водяных капелек или кристаллов льда. Облачность измеряют по 11-балльной шкале, согласно которой 0 соответствует полному отсутствию облаков, а 10 баллов - сплошной облачности. Погода расценивается как ясная и малооблачная при 0-5 баллах нижней облачности, облачная - при 6-8 баллах, пасмурная - при 9-10 баллах. Характер облаков на разной высоте различен. Облака верхнего яруса (с основанием выше 6 км) состоят из ледяных кристаллов, легких, прозрачных, белоснежных, почти не задерживающих прямых солнечных лучей и в то же время, диффузно отражая их, заметно увеличивающих приток радиации от небесного свода (рассеянной радиации). Облака среднего яруса (2-6 км) состоят из переохлажденных капель воды или смеси ее с ледяными кристаллами и снежинками; они более плотные, приобретают сероватый оттенок, солнце просвечивает их слабо или вообще не просвечивает. Облака нижнего яруса имеют вид низких серых тяжелых гряд, валов или пелены, закрывающей небо сплошным покровом, солнце обычно их не просвечивает. Суточные изменения облачности не носят строго закономерного характера, а годовой ход ее зависит от общих физико-географических условий и особенностей ландшафта. Облачность оказывает влияние на световой режим и является причиной выпадения атмосферных осадков, которые резко нарушают суточный ход температуры и влажности воздуха. Эти два фактора, если они резко выражены, и могут оказывать неблагоприятное влияние на организм при облачной погоде.

Осадки могут быть жидкими (дождь) или твердыми (снег, крупа, град). Характер осадков зависит от условий их образования. Если восходящие воздушные потоки при большой абсолютной влажности достигают больших высот, для которых характерны низкие температуры, то водяные пары сублимируются и выпадают в виде крупы, града, а растаявшие - в виде ливневого дождя. На распределение осадков влияют физико-географические особенности местности. Внутри континентов количество осадков обычно меньше, чем на побережье. На склонах гор, обращенных к морю, их обычно больше, чем на противоположных. Дождь играет положительную санитарную роль: он очищает воздух, смывает пыль; капли, содержащие микробы, опускаются на землю. В то же время дождь, особенно затяжной, ухудшает условия климатотерапии. Снежный покров, имея высокую отражательную способность (альбедо) к коротковолновому излучению, существенно ослабляет процессы аккумуляции солнечного тепла, усиливая зимние морозы. Особенно высоко альбедо снега к УФ-излучению (до 97 %), что повышает эффективность зимней гелиотерапии, особенно в горах. Нередко кратковременный дождь и снег улучшают состояние метеолабильных людей, способствуют прекращению имевшихся до этого жалоб, связанных с погодой. Погода считается без осадков, если за сутки их суммарное количество не достигает 1 мм.

Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется той стороной света, откуда он дует (север, юг, запад, восток). Кроме этих основных направлений выделяются промежуточные, составляющие в сумме 16 румбов (северо-восточное, северо-западное, юго-восточное и т. д.). Сила ветра определяется по 13-балльной шкале Симпсона-Бофорта, по которой 0 соответствует штилю (скорость по анемометру 0-0,5 м/с), 1-тихому ветру (0,6- 1,7), 2 - легкому (1,8-3,3), 3 - слабому (3,4-5,2), 4 - умеренному (5,3-7,4), 5 -свежему (7,5-9,8), 6 -сильному (9,9-12,4), 7 - крепкому (12,5-15,2), 8 - очень крепкому (15,3-18,2), 9-шторму (18,3-21,5), 10 - сильному шторму (21,6-25,1), 11 - жестокому шторму (25,2-29), 12 - урагану (более 29 м/с). Резкое кратковременное усиление ветра до 20 м/с и более называется шквалом.

Причиной ветра является разница давления: воздух перемещается из области с высоким давлением в места с низким давлением. Чем больше разница давлений, тем сильнее ветер. Создаются воздушные циркуляции с различной периодичностью, имеющие большое значение для формирования микроклимата и оказывающие определенное воздействие на человека. Неоднородность давления в горизонтальных направлениях обусловлена неоднородностью теплового режима на земной поверхности. Летом суша нагревается сильнее, чем водная поверхность, вследствие чего воздух над сушей от нагревания расширяется, поднимается вверх, где растекается в горизонтальных направлениях. Это приводит к уменьшению общей массы воздуха и, следовательно, к понижению давления у земной поверхости. Поэтому летом сравнительно прохладный и влажный морской воздух в нижних слоях тропосферы устремляется с моря на сушу, а зимой сухой холодный воздух - с суши к морю. Такие сезонные ветры (муссоны) наиболее выражены в Азии, на границе крупнейшего материка и океана. В пределах СССР они чаще наблюдаются на Дальнем Востоке. Такая же смена ветров наблюдается в прибрежных районах в течение суток - это бризы, т. е. ветры, дующие днем с моря на сушу, а ночью - с суши на море, распространяющиеся на 10-15 км по обе стороны береговой линии. На южных приморских курортах летом в дневное время они уменьшают ощущение жары. В горах возникают горно-долинные ветры, дующие днем вверх по склонам (долинам), а ночью - вниз, с гор. Они возникают в основном в теплое время года, в ясную тихую погоду и оказывают благоприятное влияние на человека. В горных местностях, когда на пути воздушного течения располагаются горы с большой разницей давления между той и другой стороной горного хребта, образуется своеобразный теплый и сухой ветер, дующий с гор,- фён. В этом случае при подъеме воздух теряет влагу в виде осадков и несколько охлаждается, а перевалив за горный хребет и опускаясь, значительно нагревается. В результате температура воздуха при фёне может за небольшой промежуток времени (15-30 мин) повыситься на 10-15 °C и более. Фёны обычно возникают зимой и весной. Наиболее часто среди курортных зон СССР они формируются в Цхалтубо. Сильные фёны вызывают подавленное, раздраженное состояние, ухудшают дыхание. В случае перемещения воздуха в горизонтальном направлении из жарких и очень сухих местностей возникают суховеи, при которых влажность может падать до 10-15%. Бора - горный ветер, наблюдающийся в холодное время года в местностях, где невысокие горные хребты подходят близко к морю. Ветер порывистый, сильный (до 20-40 м/с), продолжительность 1-3 сут, часто вызывает метеопатические реакции; бывает в Новороссийске, на побережье озера Байкал (сарма), на средиземноморском побережье Франции (мистраль).

При низких температурах ветер усиливает теплоотдачу, что может привести к переохлаждению организма. Чем ниже температура воздуха, тем тяжелее переносится ветер. В жаркое время ветер усиливает кожное испарение и улучшает самочувствие. Сильный ветер оказывает неблагоприятное влияние, утомляет, раздражает нервную систему, затрудняет дыхание, небольшой ветер - тонизирует и стимулирует организм.

Электрическое состояние атмосферы определяется напряженностью электрического поля, электропроводностью воздуха, ионизацией, электрическими разрядами в атмосфере. Земля имеет свойства отрицательно заряженного проводника, а атмосфера - положительно заряженного. Разность потенциалов Земли и точки, находящейся на высоте 1 м (градиент электрического потенциала), составляет в среднем 130 В. Напряжение электрического поля атмосферы имеет большую изменчивость в зависимости от метеорологических явлений, в особенности от осадков, облачности, гроз и др., а также от времени года, географической широты и высоты местности. При прохождении облаков атмосферное электричество в течение 1 мин меняется в значительных пределах (от +1200 до -4000 В/м).

Электропроводность воздуха обусловлена количеством содержащихся в нем положительно и отрицательно заряженных атмосферных ионов (аэроионов). В 1 см 3 воздуха каждую секунду в среднем образуется 12 пар ионов, в результате чего в нем постоянно присутствует около 1000 пар нонов. Коэффициент униполярности (отношение числа положительно заряженных ионов к числу отрицательно заряженных) во всех зонах, кроме горных, выше 1. Перед грозой накапливаются положительные, а после грозы - отрицательные ионы. При конденсации водяного пара преобладают положительные ионы, при испарении - отрицательные.

Параметры атмосферного электричества имеют суточную и сезонную периодичность, которая, однако, весьма часто перекрывается более мощными непериодическими колебаниями его, вызванными сменой воздушных масс.

Атмосферные процессы изменяются во времени и пространстве, являясь одним из основных факторов погодо- и климатообразования. Основной формой общей циркуляции атмосферы во внетропических широтах является циклоническая деятельность (возникновение, развитие и перемещение циклонов и антициклонов). При этом резко изменяется давление, вызывая круговое движение воздуха от периферии к центру (циклон) или от центра к периферии (антициклон). Циклоны и антициклоны различаются и по параметрам атмосферного электричества. При повышении давления, особенно на гребне, который является периферической частью антициклона, градиент потенциала резко возрастает (до 1300 В/м). Электромагнитные импульсы распространяются со скоростью света и улавливаются с дальних расстояний. В связи с этим они являются не только признаком развития процессов в атмосфере, но и определенным звеном в его развитии. Опережая изменение основных метеорологических факторов при прохождении фронтов, они могут быть первыми раздражителями, вызывая различного рода метеопатические реакции до видимого изменения погоды.

Каковы же, в подробностях, , приводящие к вышеотмеченным результатам, довольно трудно уточнить. Попытки установить с точностью (хотя бы относительной) эти факторы привели лишь к неполным, сомнительным, иногда противоречивым результатам. Из множественных входящих в состав метеорологического комплекса факторов, которые были изучены (воздушные течения, сквозняки, сырость, температура, атмосферное электричество, барометрическое давление, фронты воздуха, атмосферная ионизация, и пр.), более всего обращено внимание на атмосферную ионизацию, фронты воздуха и атмосферное давление, которые активны.

Некоторые исследователи , в своих работах, более всего ссылаются на часть вышеуказанных, другие же высказываются широко, неопределенно, без особого анализа и уточнения, о метеорологических факторах вообще. Тижевский считает способствующим эпидемиям фактором - электромагнетические расстройства атмосферы; Гаас считает, что падение барометрического давления способствует вылуплению аллергических проявлений, в особенности анафилактическому шоку; Фритше приписывает атмосферным электрическим явлениям метеоротропическое благотворное влияние на тромбоэмболические процессы; Коже обвиняет внезапные изменения атмосферного давления, как факторы развязывающие инфаркт миокарда, в то время, как А. Михай утверждает, что существенную роль играют фронты воздуха и, что не встречал ни одного случая инфаркта вне бесфронтового дня, а Данишевский ссылается на магнитные бури и т.д.

Только иногда появляются яснее: это случай определенных атмосферных течений (фен, сирокко), патогенное действие которых показывается ясно и которые вызывают массовые расстройства, настоящие малые эпидемические взрывы патологии. Так как в большинстве случаев действие метеорологических факторов относительно незаметно, понятно, что оно часто ускользает идентификации и особенно уточнению. Кажется, что речь идет о комплексном действии, множественном, многостороннем, а не о действии одного из вышеозначенных факторов: таково мнение как русских исследователей (Тижевский, Данишевский и др.), так и западных (Пикарди и др.).

Поэтому в работах, касающихся патогенного действия меторологических факторов , часто используются различные понятия; потому же среди них нет - лишь изредка - общих факторов и одинаковых мероценки; также по этой причине редко можно сравнивать результаты. Отсюда и многочисленные использованные наименования и выражения, а также и определенные сущности и ярлыки, под какими иногда был представлен патологический отголосок метеорологических факторов: „синдром бурной погоды" (Неттер), „синдром конца ночи"" (Аннес Диас). неговоря уже о синдроме сирокко или,Fohnkrankheit („болезнь фена"), фактически соответствуя некоторым более точным условиям.

Между тем было замечено, что некоторые патологические моменты , у человека, могли бы быть отнесены к определенным космическим и солнечным факторам. Было замечено, в первую очередь, что определенные атмосферные перемены, приливы-отливы морские, эпидемии совпадали и совпадают с особыми космическими моментами: солнечные вспышки, солнечные пятна и пр. (Тижевский, Делак, Ковач, Поспишил и др.).

Даже некоторые широкие экономические расстройства совпали с подобными космическими моментами и были отнесены к ним (Барэйль). Более тщательные исследования последнего времени установили, что между космическими происшествиями и определенными атмосферными расстройствами и бедствиями существует некоторая параллельность. Кажется, что связь действительна и, что космические факторы, действительно, оказывают определенное влияние (но незаметное, трудно выявляемое) на атмосферу, в которой иногда вызывают магнитные бури и другие расстройства, посредством которых далее воздействуют на землю, море, людей, также как вляют на них времена ми года, климатом, в доброй доле также подчиненных космическим факторам.

Таким образом от космических факторов зависят (более или менее непосредственно) биологические ритмы, та периодичность развертывания биологических элементов организма, ритмы налаженные, как видно, согласно всеобщему ритму космических явлений (суточная периодичность, сезонная периодичность т.д.). Также от вмешательства космических факторов зависят, кажется, и странные появления, серийно, некоторых атмосферных, социальных или патогенетических явлений, породившие так называемый „закон серий", видимо таинственного (Форе), потому что часто указанные явления совпадают с солнечными вспышками или пятнами и связанными с ними магнитными бурями.

Медицинская климатология - это наука о влиянии природных факторов внешней среды на организм человека.

Задачи медицинской климатологии:

1. Изучение физиологических механизмов влияния климато-погодных факторов на организм человека

2. Медицинская оценка погод.

3. Разработка показаний и противопоказаний к назначению различных видов климатических методов лечения.

4. Научная разработка методик дозирования климатотерапевтических процедур.

5. Профилактика метеопатических реакций.

Классификация климатологических факторов

Выделяют три основные группы природных факторов внешней среды, воздействующих на человека:

1. Атмосферные или метеорологические.

2. Космические или радиационные.

3. Теллурические или земные.

Для медицинской климатологии в основном представляют интерес нижние слои атмосферы - тропосфера, где наиболее интенсивно происходит теплообмен и влагообмен между атмосферой и земной поверхностью, образование облаков и осадков. Этот слой атмосферы имеет высоту 10-12 км в средних широтах, 16-18 км в тропиках и 8-10 км в полярных широтах.

Характеристика метеорологических факторов

Метеорологические факторы делят на химические и физические . Химические факторы атмосферы - газы и различные примеси. К газам, содержание которых в атмосфере постоянно, относятся азот (78,08 об %), кислород (20,95), аргон (0,93), водород, неон, гелий, криптон, ксенон. Содержание других газов в атмосфере подвержено значительным изменениям. Это относится, прежде всего, к углекислому газу, содержание которого колеблется от 0,03 до 0,05 %, а вблизи некоторых промышленных предприятий и углекислых минеральных источников может повышаться до 0,07-0,16 %.

Образование озона связано с грозовыми явлениями и процессами окисления некоторых органических веществ, поэтому его содержание у поверхности Земли ничтожно и весьма непостоянно. В основном озон образуется на высоте 20-25 км под влиянием УФ-лучей Солнца и, задерживая коротковолновую часть УФ-спектра - УФС (с длиной волны короче 280 нм), предохраняет живые существа от гибели, т.е. играет роль гигантского фильтра, защищающего жизнь на Земле. В атмосферном воздухе могут содержаться в незначительных количествах и другие газы - аммиак, хлор, сероводород, различные соединения азота и др., являющиеся в основном результатом загрязнения воздуха отходами промышленных предприятий. Некоторые газы поступают в атмосферу из почвы. К ним относят радиоактивные элементы и газообразные продукты обмена почвенных бактерий. В воздухе могут содержаться ароматические вещества и фитонциды, выделяемые растениями. Наконец, в воздухе имеются взвешенные жидкие и твердые частицы - морские соли, органические вещества (бактерии, споры, пыльца растений и др.), минеральные частицы вулканического и космического происхождения, дым и др. Содержание этих веществ в воздухе зависит от многих факторов (например, от скорости ветра, времени года и т.д.).

Химические вещества, содержащиеся в воздухе, могут активно воздействовать на организм. Так, насыщение воздуха морскими солями превращает береговую приморскую зону в своеобразный естественный солевой ингаляторий, оказывающий благоприятное влияние при заболеваниях верхних дыхательных путей и легких. Воздух сосновых лесов с высоким содержанием терпенов может быть неблагоприятным для больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Наблюдаются отрицательные реакции от повышения содержания в воздухе озона.

Из всех химических факторов абсолютное значение для жизни имеет кислород. При подъеме в горы снижается парциальное давление кислорода в воздухе, что приводит к явлениям кислородной недостаточности и развитию различного рода компенсаторных реакций (увеличение объема дыхания и кровообращения, содержания эритроцитов и гемоглобина и др.).

Колебания парциального давления кислорода, которые в одном и том же районе являются следствием колебаний атмосферного давления, весьма незначительны и не могут играть существенную роль в возникновении погодных реакций. На организм человека оказывают влияние содержание кислорода а воздухе, которое зависит от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха. Чем меньше давление, чем выше температура и влажность воздуха, тем меньше в нем содержится кислорода. Колебания количества кислорода более отчетливо выражены в континентальном и холодном климате.

К физическим метеорологическим факторам относятся температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, облачность, осадки, ветер.

Температура воздуха определяется преимущественно солнечной радиацией, в связи с чем отмечаются периодические (суточные и сезонные) температурные колебания. Могут быть внезапные (непериодические) изменения температуры, связанные с общими процессами циркуляции атмосферы. Для характеристики термического режима в климатологии пользуются величинами средних суточных, месячных и годовых температур, а также максимальных и минимальных значений. Для определения температурных изменений служит величина, называемая межсуточной изменчивостью температуры (разность между средними суточными температурами двух соседних дней, а на практике - разность значений двух последовательных утренних измерений). Слабым похолоданием или потеплением считается изменение среднесуточной температуры на 1-2єС, умеренным похолоданием или потеплением - на 3-4єС, резким - более 4єС.

Нагревание воздуха происходит путем передачи ему тепла с земной поверхности, поглощающей солнечные лучи. Это происходит главным образом при помощи конвекции, т.е. вертикального перемещения нагретого от контакта с подстилающей поверхностью воздуха, на место которого опускается более холодный воздух из верхних слоев. Таким путем нагревается слой воздуха толщиной 1 км. Выше - теплообмен в тропосфере; это определяется турбулентностью планетарного масштаба, т.е. перемешиванием воздушных масс; происходит перемещение теплого воздуха из низких широт в высокие перед циклоном и вторжение холодных воздушных масс из высоких широт в тылу циклонов. Распределение температуры по высоте определяется характером конвекции. При отсутствии конденсации водяных паров температура воздуха понижается на 1єС с повышением на каждые 100 м, а при конденсации водяных паров - только на 0,4єС. В результате по мере удаления от Земли температура снижается в среднем на 0,65єС на каждые 100 м высоты (вертикальный градиент температуры).

Температура воздуха данной местности зависит от ряда физико-географических условий. Наличие обширных водных пространств в прибрежных районах уменьшает суточные и годовые колебания температуры.

В горных местностях, помимо высоты над уровнем моря, имеет значение расположение горных хребтов и долин, доступность местности ветрам и т.д. Играет роль и характер ландшафта. Поверхность, покрытая растительностью, нагревается днем и охлаждается ночью меньше, чем открытая.

Температура является одной из важных характеристик погоды, сезона. По классификации Е.Е. Федорова - Л.А. Чубукова на основе температурного фактора выделяют три большие группы погод: безморозные, с переходом температуры через 0єС и морозные погоды.

Неблагоприятное влияние на человека могут оказывать экстремальные (максимальные и минимальные) температуры, способствующие развитию ряда патологических состояний (обморожение, простуда, перегрев и т.д.), а также резкие колебания. Классическим примером этого является случай, когда в одну из январских ночей 1780 г. В Петербурге в результате повышения температуры с - 43,6єС до + 6єС заболело гриппом 40 тыс. человек.

Атмосферное давление измеряется в миллибарах (Мб) или миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В средних широтах на уровне моря давление воздуха составляет 760 мм рт. ст. По мере подъема давление снижается на 1 мм рт. ст. на каждые 11 м высоты. Давление воздуха характеризуется сильными непериодическими колебаниями, которые связаны с изменениями погоды; при этом колебания давления достигают 10-20 мб. Слабым изменением давления считается понижение или повышение его среднесуточной величины на 1-4 мб, умеренным - на 5-8 мб, резким - более 8 мб.

Влажность воздуха в климатологии характеризуется двумя величинами - упругостью пара (в мб) и относительной влажностью , т.е. процентным отношением упругости (парциального давления) водяного пара в атмосфере к упругости насыщающего водяного пара при той же температуре.

Иногда упругость водяного пара называют абсолютной влажностью, которая на самом деле представляет собой плотность водяного пара в воздухе и, выраженная в г/м 3 , численно близка к упругости пара в мм рт. ст.

Разность между насыщающей и фактической упругостью водяного пара при данных температуре и давлении называют дефицитом влажности или недостатком насыщения .

Кроме того, выделяют физиологическое насыщение , т.е. упругость водяных паров при температуре человеческого тела 37єС, равное 47,1 мм рт. ст.

Физиологический дефицит насыщения - разница между упругостью водяных паров при температуре 37єС и упругостью водяного пара в наружном воздухе. Летом упругость пара значительно выше, а дефицит насыщения меньше, чем зимой.

В метеосводках обычно указывается относительная влажность, т.к. ее изменение может непосредственно ощущаться человеком. Воздух считается сухим при влажности до 55%, умеренно сухим - при 56-70%, влажным - при 71-85%, очень влажным (сырым) - выше 85%. Относительная влажность измеряется в противоположном по отношению к сезонным и суточным колебаниям температуры направлении.

Влажность воздуха в сочетании с температурой оказывает выраженное влияние на организм. Наиболее благоприятны для человека условия, при которых относительная влажность равна 50%, а температура - 16-18єС. При повышении влажности воздуха, препятствующей испарению, тяжело переносится жара и усиливается действие холода, способствуя большей потере тепла путем проведения. Холод и жара в сухом климате переносятся легче, чем во влажном.

При понижении температуры содержащаяся в воздухе влага конденсируется, и образуется туман. Это возможно также при смешении теплого влажного воздуха с холодным и влажным. В промышленных районах туман может поглощать токсические газы, которые, вступая в химическую реакцию с водой, образуют, сернистые вещества. Это может привести к массовым отравлениям населения. В районах эпидемий капельки тумана могут содержать возбудителей заболеваний. При влажности опасность воздушной инфекции выше, т.к. капельки влаги обладают большей способностью к диффузии, чем сухая пыль, и поэтому могут попадать в самые отдаленные участки легкого.

Облака , образующиеся над земной поверхностью путем конденсации содержащихся в воздухе водяных паров, могут состоять из водяных капелек или кристаллов льда. Облачность измеряют по одиннадцатибалльной системе, согласно которой 0 соответствует полному отсутствию облаков, а 10 баллов - сплошной облачности. Погода считается ясной и малооблачной при 0-5 баллах нижней облачности, облачной - при 6-8 баллах и пасмурной - при 9-10 баллах.

Характер облаков на разной высоте различен. Облака верхнего яруса (с основанием свыше 6 км) состоят из ледяных кристаллов; они легкие, прозрачные, белоснежные, почти не задерживают прямых солнечных лучей и в то же время, диффузно отражая их, заметно увеличивают приток радиации от небесного свода (рассеянная радиация). Облака среднего яруса (2-6 км) состоят из переохлажденных капель воды или из смеси ледяных кристаллов и снежинок, более плотны, имеют сероватый оттенок, солнце сквозь них просвечивает слабо или вообще не просвечивает. Облака нижнего яруса имеют вид низких серых тяжелых гряд, валов или пелены, закрывающей небо сплошным покровом, солнце обычно сквозь них не просвечивает. Суточные изменения облачности не имеют строго закономерного характера, а годовой ход во многом зависит от общих физико-географических условий и особенностей ландшафта. Облачность оказывает влияние на световой режим и является причиной выпадения атмосферных осадков, которые резко нарушают суточную температуру и влажность воздуха. Именно эти два фактора, если они резко выражены, и могут оказывать неблагоприятное влияние на организм при облачной погоде.

Осадки могут быть жидкими (дождь) или твердыми (снег, крупа, град). Характер осадков зависит от условий их образования. Если восходящие воздушные потоки при большой абсолютной влажности достигают больших высот, для которых характерны низкие температуры, то водяные пары застывают и выпадают в виде крупы, града, а растаявшие - в виде ливневого дождя. На распределение осадков влияют физико-географические особенности местности. На континенте количество осадков обычно меньше, чем на побережье. На склонах гор, обращенных к морю, их обычно больше, чем на противоположных. Дождь играет положительную санитарную роль: он очищает воздух, смывает пыль; капли, содержащие микробы, опускаются на землю. В то же время дождь, особенно затяжной, ухудшает условия климатотерапии.

Снежный покров ввиду высокой отражательной способности (альбедо) к коротковолновому излучению существенно ослабляет процессы аккумуляции солнечного тепла, усиливая зимние морозы. Особенно высоко альбедо снега к УФ-излучению (до 97%), что повышает эффективность зимней гелиотерапии, особенно в горах. Нередко кратковременный дождь и снег улучшают состояние метеолабильных людей, способствуя исчезновению имевшихся до этого жалоб, связанных с погодой. Если за сутки суммарное количество осадков не превышает 1 мм, погода считается без осадков.

Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется той стороной света, откуда он дует (север, юг, запад, восток). Кроме этих основных направлений, выделяются промежуточные, составляющие, в сумме 16 румбов (северо-восточное, северо-западное, юго-восточное и т.д.). Сила ветра определяется по тринадцатибальной шкале Симпсона-Бофорта, по которой:

0 соответствует штилю (скорость по анемометру 0-0,5 м/с),

1 - тихий ветер,

2 - легкий ветер,

3 - слабый ветер,

4 - умеренный ветер,

5-6 - свежий ветер,

7-8 - сильный ветер,

9-11 - шторм,

12 - ураган (более 29 м/с).

Резкое кратковременное усиление ветра до 20 м/с и выше называется шквалом.

Причиной ветра является разница в давлении: воздух перемещается из области с высоким давлением в места с низким давлением. Чем больше разница в давлении, тем сильнее ветер. Неоднородность давления в горизонтальных направлениях обусловлена неоднородностью теплового режима на поверхности Земли. Летом суша нагревается сильнее, чем водная поверхность, вследствие чего воздух над сушей от нагревания расширяется, поднимается вверх, и растекается в горизонтальных направлениях. Это приводит к уменьшению общей массы воздуха и, следовательно, к понижению давления у поверхности Земли. Поэтому летом сравнительно прохладный и влажный морской воздух в нижних слоях тропосферы устремляется с моря на сушу, а зимой, наоборот, сухой холодный воздух движется с суши на море. Такие сезонные ветры (муссоны ) наиболее выражены в Азии, на границе крупнейшего материка и океана. Они же наблюдаются на Дальнем Востоке. Такая же смена ветров отмечается в прибрежных районах в течение суток - это бризы , т.е. ветры, дующие днем с моря на сушу, а ночью - с суши на море, распространяющиеся на 10-15 км по обе стороны береговой линии. На южных приморских курортах летом в дневное время они уменьшают ощущение жары. В горных местностях возникают горно-долинные ветры, дующие днем вверх по склонам (долинам), а ночью - вниз, с гор. Для горных местностей характерен своеобразный теплый сухой ветер, дующий с гор, - фён. Он образуется в том случае, если на пути воздушного течения располагаются горы с большой разницей в давлении между двумя сторонами горного хребта. Подъем воздуха приводит к небольшому понижению температуры, а опускание - к значительному ее повышению. В результате холодный воздух, опускаясь с гор, нагревается и теряет влагу, поэтому температура воздуха при фёне может за небольшой (15-30 минут) промежуток времени повыситься на 10-15єС и более. В случае перемещения воздуха в горизонтальном направлении из жарких и очень сухих местностей возникают суховеи, при которых влажность может падать до 10-15%.

При низких температурах ветер усиливает теплоотдачу, что может привести к переохлаждению организма. Чем ниже температура воздуха, тем тяжелее переносится ветер. В жаркое время ветер усиливает кожное испарение и улучшает самочувствие. Сильный ветер оказывает неблагоприятное влияние, утомляет, раздражает нервную систему, затрудняет дыхание, небольшой ветер оказывает тонизирующее и стимулирующее дествие.

Электрическое состояние атмосферы определяется напряженностью электрического поля, электропроводностью воздуха, ионизацией, электрическими разрядами в атмосфере. Земля имеет свойства отрицательно заряженного проводника, а атмосфера - положительно заряженного. Разность потенциалов Земли и точки, находящейся на высоте 1 м (градиент электрического потенциала), составляет 130 В. Электропроводность воздуха обусловлена количеством содержащихся в нем положительно и отрицательно заряженных атмосферных ионов (аэроионов). Аэроионы образуются путем ионизации молекул воздуха вследствие отрыва от них электронов под влиянием космических лучей, радиоактивного излучения почвы и других ионизирующих факторов. Освобожденные электроны тотчас присоединяются к другим молекулам. Так образуются положительно и отрицательно заряженные молекулы (аэроионы), имеющие большую подвижность. Малые (легкие) ионы, оседая на взвешенных частицах воздуха, образуют средние, тяжелые и ультратяжелые ионы. Во влажном и загрязненном воздухе резко возрастает число тяжелых ионов. Чем чище воздух, тем больше в нем легких и средних ионов. Максимальная концентрация легких ионов приходится на ранние утренние часы. Средняя концентрация положительных и отрицательных ионов колеблется от 100 до 1000 в 1 см 3 воздуха, достигая в горах нескольких тысяч в 1 см 3 . Отношение положительных ионов к отрицательным составляет коэффициент униполярности . Вблизи горных рек, водопадов, где происходит разбрызгивание воды, концентрация отрицательных ионов резко возрастает. Коэффициент униполярности в прибрежных зонах меньше, чем в удаленных от моря местностях: в Сочи - 0,95; в Ялте - 1,03; в Москве - 1,12; в Алма-Ате - 1,17. Отрицательные ионы оказывают благоприятное влияние на организм. Отрицательная ионизация является одним из лечебных факторов при каскадных купаниях.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И УЧЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Метеорологические факторы рабочей зоны

Нормальное самочувствие человека на предприятии и в быту в первую очередь зависит от метеорологических условий (микроклимата). Микроклиматом называют совокупность физических факторов производственной среды (температуры, влажности и скорости движения воздуха, атмосферного давления и интенсивность теплового излучения), которые комплексно влияют на тепловое состояние организма.

Атмосферный воздух является смесью 78% азота, 21% кислорода, около 1% аргона, углекислого и других газов в незначительной концентрации, а также воды во всех фазовых состояниях. Снижение содержания кислорода до 13% затрудняет дыхание, может привести к потере сознания и смерти, высокое содержание кислорода может вызвать вредные окислительные реакции в организме.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. В организме постоянно вырабатывается тепло, а его излишки выделяются в окружающий воздух. В состоянии покоя человек за сутки теряет около 7 120 кДж, при совершении легкой работы – 10 470 кДж, при осуществлении работы средней тяжести – 16 760 кДж, при выполнении тяжелых физических работ потери энергии составляют 25 140 – 33 520 кДж. Выделение теплоты происходит в основном через кожу (до 85%) путем конвекции, а также в результате испарения пота с поверхности кожи.

За счет терморегуляции температура тела остается постоянной – 36,65°С, что является важнейшим показателем нормального самочувствия. Изменение температуры окружающего воздуха приводит к изменениям в характере теплообмена. При температуре окружающего воздуха 15 – 25°С организм человека вырабатывает постоянное количество теплоты (зона покоя). При повышении температуры воздуха до 28°С осложняется нормальная умственная деятельность, ослабляется внимание и сопротивление организма различным вредным воздействиям, работоспособность падает на треть. При температуре выше 33°С выделение тепла из организма происходит только за счет испарения пота (I фаза перегрева). Потери могут составлять до 10 литров за рабочую смену. Вместе с потом из организма выводятся витамины, что нарушает витаминный обмен.

Обезвоживание приводит к резкому уменьшению объема плазмы крови, которая теряет вдвое больше воды, чем другие ткани и становится более вязкой. Дополнительно с водой уходят из крови хлориды поваренной соли до 20 – 50 г за смену, плазма крови теряет способность удерживать воду. Возмещают потерю хлоридов в организме за счет приема подсоленной воды из расчета 0,5 – 1,0 г/л. При неблагоприятных условиях теплообмена, когда отдается меньше тепла, чем вырабатывается в процессе труда, у человека может наступить II фаза перегрева организма – тепловой удар.

При снижении температуры окружающего воздуха кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, снижается отдача тепла. Сильное охлаждение приводит к обморожению кожи. Снижение температуры тела до 35°С вызывает болезненные ощущения, при снижении ее ниже 34°С наступает потеря сознания и смерть.

Санитарными нормами и правилами (СН) установлены оптимальные микроклиматические условия производственной среды: 19 – 21°С для кабинетов компьютерной техники; 17 – 20°С для учебных классов, кабинетов, аудиторий и спортивного зала; 16 – 18°С для учебных мастерских, вестибюля, гардероба и библиотеки. Относительная влажность воздуха принята за норму 40 – 60%, в теплое время до 75%, в классах компьютерной техники 55 – 62%. Скорость движения воздуха должна находиться в пределах 0,1 – 0,5 м/с, а в теплое время года 0,5 – 1,5 м/с и 0,1 – 0,2 м/с для помещений с вычислительной техникой.

Жизнедеятельность человека может проходить в широком диапазоне давлений 73,4 – 126,7 кПа (550 – 950 мм. рт. ст.), однако наиболее комфортное самочувствие имеет место при нормальных условиях (101,3 кПа, 760 мм. рт. ст.). Изменение давления в несколько сотен Па от нормальной величины вызывает болезненные ощущения. Также для здоровья человека опасна быстрая смена давления.

метеорологические факторы загрязнения атмосферы - метеорологические факторы Метеорологические элементы, явления и процессы, влияющие на загрязнение атмосферы [ГОСТ 17.2.1.04 77] [Защита атмосферного воздуха от антропогенного загрязнения. Основные понятия, термины и определения (справочное… … Справочник технического переводчика

Метеорологические факторы загрязнения атмосферы - 7. Метеорологические факторы загрязнения атмосферы Метеорологические факторы D. Meteorologische EinfluBgro Ben der Luftverunreinigung Е. Meteorological factors of air pollution F. Facteurs meteorologiques de la pollution dair Метеорологические… …

Терминология ГОСТ 17.2.1.04 77: Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения оригинал документа: 5. Антропогенное загрязнение атмосферы Антропогенное загрязнение D.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Факторы и причины миграции - Понятие «фактор» (в переводе с латинского делающий, производящий) используется для обозначения движущей силы какого либо процесса, явления. Оно выступает в двух ипостасях: и как фактор уровня (статики), и как фактор развития (динамики).… … Миграция: словарь основных терминов

ГОСТ Р 14.03-2005: Экологический менеджмент. Воздействующие факторы. Классификация - Терминология ГОСТ Р 14.03 2005: Экологический менеджмент. Воздействующие факторы. Классификация оригинал документа: 3.4 абиотические (экологические) факторы: Факторы, связанные с воздействием на организмы неживой природы, включая климатические… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

абиотические (экологические) факторы - 3.4 абиотические (экологические) факторы: Факторы, связанные с воздействием на организмы неживой природы, включая климатические (метеорологические) факторы (температуру окружающей среды, свет, влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Преобладающие для данной местности метеорологические условия (температура и влажность воздуха, атмосферное давление, осадки и др.), оказывающие влияние на организм человека, животных, растений … Большой медицинский словарь

условия - (см. раздел 1) d) Может ли машина представлять опасности при создании или потреблении определенных материалов? Нет Источник: ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Условия погоды благоприятные - состояние погоды, при котором метеорологические факторы не оказывают отрицательного влияния на состояние поверхности дороги, скорость и безопасность движения автомобилей (сухо, ясно, отсутствие ветра или ветер со скоростью до 10 м/с, отсутствие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

3.18 источник (source): Объект или деятельность с потенциальными последствиями. Примечание Применительно к безопасности источник представляет собой опасность (см. ИСО/МЭК Руководство 51). [ИСО/МЭК Руководство 73:2002, пункт 3.1.5] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги

• Живые барометры , И. Ф. Заянчковский. Герои этой занимательной книги - животные и растения, по поведению которых можно определить погоду. Автор рассказывает о реакции животных и растений на различные метеорологические факторы, об…
• Метеозависимость , Алла Иоффе (АМИ). «Метеозависимость»… Так я назвала этот сборник. Тех, кто знаком с тем, что я пишу, это не удивит. Метеорологические факторы – это то, что влияет на нас, но никак от нас не зависит, поэтому я…