Біологічна дія хвиль низької частоти, інтенсивність яких значно зростає через кілька годин після хромосферного спалаху на Сонці, доведена рядом досліджень. Встановлено, що мозок людини випромінює хвилі тих самих характеристик, що і хвилі атмосфери. Психофізіологічні реакції більшості людей змінюються в значній мірі в ті дні і години, коли спостерігаються спалахи випромінювань низької частоти.
Встановлена дуже важлива роль атмосферної електрики в життєдіяльності живих організмів. Багато фізіологічних і патологічних процесів, викликаних погодними умовами, пов'язують з цим явищем. Атмосферна електрика -сукупність електричних явищ, які відбуваються в атмосфері і характеризуються наступними параметрами:
а) градієнтом потенціалу;
б) позитивною, негативною, сумарною провідністю повітря;
в) коефіцієнтом уніполярності;
г) вертикальним струмом провиності.
3. Електричний стан атмосфери
- напруженість електричного поля атмосфери, градієнт потенціалу, електропровідність атмосфери, іонізація повітря, електромагнітні коливання і розряди.
Атмосферна електрика складається з сукупності електричних явищ, що відбуваються в атмосфері (іонізація повітря, електричне поле атмосфери, електропровідність, електричні заряди хмар і опадів і ін.). При оцінці погодних умов найчастіше характеризують ступінь іонізації повітря і електричне поле атмосфери.
Іонізація атмосфери. Нижній шар атмосфери складається з електрично нейтральних молекул різних газів. Проте за певних умов молекула може набувати електричного заряду. При цьому за рахунок приєднання до електрично нейтральних молекул вільного негативного електрона і позитивно зарядженого залишку утворюються легені, негативні і позитивні іони (n-_ і n+). За наявності в повітрі частинок пилу і інших аерозолів, легенів іони з'єднуються з ними, утворюючи важкі іони (N-_ і N+). Чим вище запилена повітря, тим вище зміст важких іонів, В природних умовах у земної поверхні зміст іонів порівняно невеликий — до 800—1500 легенів і 20 000—30 000 важких в 1 см3 повітря. Важливим гігієнічним показником є коефіцієнт уніполярності (q), що є відношенням числа позитивних іонів до негативних.
На рівень природної іонізації значний вплив роблять метеорологічні умови, особливо атмосферний тиск. При пониженні атмосферного тиску іонізація приземного шару атмосфери збільшується, що пов'язують з посиленням дії тих, що виходять з ґрунту радіоактивних еманації — радону і торію.
Електричне поле атмосфери - вид матерії, посередництвом якої здійснюється взаємозв'язок і взаємодія між електричними зарядами. її властивість - необмеженість у просторі. Розрізняють електростатичне і електродинамічне поля. Електростатичне поле пов'язане з незмінними за величиною і положенням електричними зарядами. Основною властивістю цього поля є те, що воно не проникає всередину приміщення.
Електричне поле, яке виникло в процесі електромагнітної індукції, називається електродинамічним, воно є складовою частиною складнішого електромагнітного поля. Достовірно невідомо найголовніше - яка причина збереження і варіацій електричного поля атмосфери. Відомо, що Земля має властивості негативно зарядженого провідника. Атмосфера ж є позитивним полюсом.
Однією з важливих характеристик атмосферної електрики є електрична провідність повітря, яка обумовлена в основному легкими іонами. Під впливом електричного поля легкі іони переміщуються: негативні вверх, позитивні - до Землі, утворюючи спрямований по вертикалі електричний струм (ампер/метр2 ·1013 ).
4. Метеорологічні фактори
-температура повітря
Це найважливіший метеорологічний елемент погоди, що істотно впливає на інші її характеристики (атмосферний тиск, вологість і ін.), і у поєднанні з ними визначає теплове самопочуття людини. Визначається переважно сонячною радіацією, в зв'язку з чим відмічаються періодичні (добові і сезонні) зміни температури. Раптові коливання температури звичайно пов'язані із загальними процесами циркуляції атмосфери.
Для характеристики термічного режиму атмосфери користуються величинами середньодобових, середньомісячних і середньорічних температур, а також максимальними і мінімальними її значеннями. Мінімальна температура зареєстрована на антарктичній станції «Схід» і складає —89,2°С, максимальна +54°С — в Лівії, південніше м. Тріполі. По температурі повітря розрізняють погоду безморозну, з переходом через 0°С, і морозну. Температура повітря зазнає періодичну добову і річну непостійність (як правило, вона нижче вночі, максимум — в липні, мінімум — в січні), обумовлену добовими і сезонними коливаннями висоти стояння Сонця і потоку сонячної радіації в конкретних географічних широтах. Окрім періодичних існують неперіодичні зміни температури, обумовлені адвекцією повітряних мас і станом баричного поля. Для медичної оцінки погоди особливе значення має величина перепаду абсолютного значення температури повітря протягом доби і між добами, а також спрямованість зміни температури (потепління або похолодання). Наприклад, взимку в Києві нерідко спостерігається різке підвищення температури повітря до 0°С і вище, що визначає несприятливу для здоров'я нестійкість погоди.
- температура ґрунту.
Біометеорологічне значення температури грунту пов'язане головним чином з її впливом на радіаційні тепловтрати. Як метеорологічний елемент погоди основний інтерес представляє температура поверхні грунту. Вона має виражену сезонну і добову динаміку (максимум — середина другої половини дня, мінімум — перед сходом сонця, амплітуда коливань може досягати 20°С і більш). У Києві середньомісячна температура поверхні грунту коливається від —6°С (у січні-лютому) до +24°С (у липні). Абсолютний максимум +65°С, абсолютний мінімум —37°С.
-атмосферний тиск вимірюється в мілібарах (мбар) або міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.). За системою СИ атмосферний тиск визначається в паскалях (Па) або кілопаскалях (кПа); 1013 мбар (760 мм рт. ст.) дорівнює 101,3 кПа; 1 мбар=108 Па. Нормальний або стандартний атмосферний тиск - це середній тиск на рівні моря при температурі повітря 0°С. Він дорівнює 760 мм рт. ст. Або 1013 мбар (101,3 Па). По мірі підйому тиск знижується на 1 мм рт. ст. з кожними 11 м висоти. Тиск повітря характеризується частими неперіодичними коливаннями, які пов'язані зі зміною погоди.
На відміну від річних варіацій атмосферного тиску в помірних широтах північної півкулі неперіодичний, не пов'язаний з річним ходом зміни тиск в короткі відрізки часу (години, дні) може бути вельми виражені. Якщо відхилення середньомісячних значень атмосферного тиску в Києві, наприклад, не перевищують 5—8 гПа, то міждобові коливання — падіння або збільшення можуть досягати 25 гПа і більш. Цим аперіодичним коливанням надається особливо важливе значення у виникненні негативних реакцій у людини на зміну погодних умов.
- напрямок і швидкість руху повітря
Рухливість повітря (вітер). Як метеорологічний погодоформирующий елемент вітер виникає унаслідок відмінності атмосферного тиску, обуславливающего переміщення потоків повітря від області вищого до області нижчого тиску. Окрім баричного градієнта рух повітря залежить від сили тертя з поверхнею Землі, сили Каріоліса, прагнучої відхилити повітряний потік в Північній півкулі управо, в Південному – вліво, і відцентрової сили, направленої в зовнішню сторону нагину траєкторії руху частинок. Взаємодія двох останніх сил приводить до певних закономірностей в розташуванні зон високого і низького тиску щодо напряму вітру. Так в Північній півкулі область нижчого тиску завжди знаходитиметься зліва і декілька попереду (від точки спостереження) по напряму вітру.
Швидкість вітру оцінюється в метрах в секунду (м/с) і може характеризуватися в балах за шкалою Бофорта – швидкість до 0,5 м/ відповідає 0 балів, швидкість більше 30 м/с – 13 балам.
Важливе значення для оцінки вітру має напрям перенесення повітря (під напрямом вітру розуміють ту частину румба горизонту, звідки вітер дме). Наприклад, позначення напряму вітру «північно-східний» означає, що вітер дме з півночі сходу, а не на північний схід. Повторюваність напрямів вітру в даній місцевості може характеризуватися «розою вітрів».
При низьких температурах вітер підсилює тепловіддачу, що може привести до переохолодження організму. Чим нижча температура, тим важче переноситься вітер. У спекотний період вітер підсилює шкірне випаровування і покращує самопочуття. Слабкий вітер має тонізуючу і стимулюючу дію. Сильний вітер втомлює, подразнює нервову систему, ускладнює дихання.
- вологість повітря;
Характеризується трьома основними величинами - пружністю пари (мбар) і відносною вологістю, тобто процентним співвідношенням пружності (парціального тиску) водяної пари в атмосфері до пружності максимального насичення при даній температурі, а також абсолютною вологістю (в грамах на кубічний метр). Різниця між повністю насиченою і фактичною пружністю водяної пари при даній температурі називається дефіцитом вологи, а при температурі тіла людини (37°С) - дефіцитом фізіологічної вологості. В метеорологічних даних звичайно вказується відносна вологість. Повітря вважається сухим при вологості менше 55%, помірно сухим - при 56-70%, вологим - при 71-85%, дуже вологим (сирим) - вище 85%.
При зниженні температури волога, що міститься у повітрі, може підлягати конденсації з частим утворенням туманів. Це можливо також при змішуванні теплого вологого повітря з сухим. Вологість повітря в поєднанні з температурою виразно впливає на організм. Найсприятливіші для людини умови досягаються при відносній вологості 50%, температурі - 16-18°С і швидкості вітру не більше (в природних умовах) 7 м/с. При підвищенні вологості повітря, яка перешкоджає випаровуванню, важко переносити спеку (умови задухи), підсилюється вплив холоду (волого-морозні умови). Холод і спека в сухому кліматі переносяться легше, ніж у вологому.
5. Синоптичні явища
- хмарність
З хмарністю пов'язані атмосферні явища, головним чином, осідання, що грають важливу роль у формуванні погоди. Хмари утворюються над земною поверхнею шляхом конденсації і сублімації водяної пари, що міститься у повітрі. В медичній кліматології хмарність вимірюється за 11-бальною шкалою, згідно з якою 0 відповідає повній відсутності хмар, а 10 балів - суцільній хмарності. Погода вважається ясною і малохмарною при 0-5 балах нижньої хмарності, хмарною при 6-8 балах і похмурою при 9-Ю балах. Хмарність впливає на світловий режим атмосфери і є причиною випадання атмосферних опадів. Якщо за добу сумарна кількість опадів не перевищує 1 мм, погода вважається без опадів.
- опади, їх характер
Атмосферні осідання є водою, що знаходиться в краплинно-рідкому або твердому стані, випала з хмар у вигляді дощу, снігу, граду, мряки і так далі або що осадилася безпосередньо на поверхні Землі і предметів у вигляді роси, паморозі, ожеледиці, інею і ін. Розрізняють обложні та зливові осідання.
Однією з найважливіших характеристик режиму випадання опадів є його річна динаміка, що має істотні відмінності в різних географічних регіонах. Кількість опадів оцінюють по висоті шару води, що утворилася (у мм за одиницю часу).
В окремих випадках в цих же одиницях оцінюють товщину випавшого снігу, граду. Загальнорічна кількість опадів на земній кулі перевищує 500 000 км3 води, в окремих місцевостях їх рівень коливається від 30—50 до 12 500 мм. У помірних широтах річна кількість опадів в середньому складає 500—1200 мм. В центрі Києва, наприклад, воно складає взимку 109 мм, навесні — 130 мм, влітку — 198 мм, восени — 128 мм (всього за рік — 565 мм). Середній добовий максимум опадів складає 10—12 мм, влітку — 20—25 мм і більш.
6. Хімічний склад приземного шару атмосфери
- концентрація кисню, вуглекислого газу, атмосферних забруднень.
Концентрація органічних домішок в повітрі коливається в залежності від сезону року, погодно-метеорологічних умов, досягаючи максимуму в літні, мінімуму - в зимові місяці. За характером впливу на тканинне дихання терпени поділяються на дві групи: пригнічуючі і стимулюючі окисно-відновні процеси в організмі. Леткі речовини деяких порід дерев (сосна, ялина) не тільки пригнічує тканинне дихання, але і сприяє утворенню аерофонів переважно позитивного знаку. Леткі речовини, які виділяються тополею, дубом, березою, сприяють підвищенню окисно-відновних процесів в організмі. Повітря поблизу цих дерев насичене аерофонами негативного знаку. Загальні окисні властивості кисню визначаються концентрацією терпенів, озону, аерофонів і ін.
Повітря лісу містить в 200 разів менше бактерій, ніж повітря міст. 1 га хвойного лісу виділяє в атмосферу за добу близько 4 кг, а 1 га листяного лісу - близько 2 кг летких органічних речовин, які володіють фітонцидними властивостями. Ці природні аерозолі органічного походження не тільки покращують якісні властивості атмосферного повітря, але, будучи біологічно активними речовинами, виразно впливають на ряд фізіологічних функцій організму - дихання, кровообіг, систему крові та ін.
Озон у приземному шарі атмосфери міститься в концентрації до 40-50 мг/м3 . Існують значні коливання концентрації озону і оксидів азоту, які супроводжують озон в атмосферному повітрі. Є декілька джерел утворення озону в природних умовах: при снігопадах і заметілях, перед грозовою діяльністю, при тихих коронних розрядах, а також надходження його зі стратосфери.
Атмосферний озон, який постійно проникає в приземний шар з верхніх шарів атмосфери, є безпосереднім показником чистоти повітряного середовища. Завдяки хімічній активності озон володіє вираженою бактерицидною і дезодоруючою дією. Одночасно, вступаючи в хімічні реакції із забруднювачами повітря, озон може сприяти розвитку так званого фотохімічного смогу. В цих випадках концентрація озону може досягати 200-300 мг/м3 .
7. Кліматоформуючі фактори
- географічна широта ( визначає висоту підняття сонця над горизонтом, приплив сонячної радіації на одиницю поверхня землі)
- висота над рівнем моря та рельєф місцевості (рівнина, пересічна, гори)
- тип поверхні землі (ліси, лісостеп, степ, пустеля, водойми)
- особливості циркуляції повітряних мас (циклони, антициклони, атмосферні фронти, пасати, мусони, пануючі місцеві напрямок і сила вітру, наприклад фен, норд, бора, сироко тощо)
- близькість до моря і океану, характер морських течій (теплі, наприклад Гольфстрім, холодні, наприклад Лабрадорське)
8. Кліматохарактеризуючі фактори
1. Температурні умови місцевості:
- абсолютна мінімальна температура
- абсолютно максимальна температура
- річна амплітуда температур
- середньо січнева температура
- середньо липнева температура
- середньорічна температура
2. Вологість повітря:
- мінімальна вологість
- максимальна вологість
- середньорічна вологість
- річна кількість та характер опадів (дощ, сніг)
- середньомісячна кількість опадів
- загальне число днів з опадами
- середньомісячне число днів з опадами
- загальна кількість «сухих» днів за рік
- загальна кількість «вологих» (дощових, снігових) днів за рік
3. Атмосферний тиск
- мінімальний тиск
- максимальний тиск
- середньорічний тиск
- амплітуда перепадів тиску
4. Напрямок і швидкість руху повітря
- роза вітрів місцевості, співвідношення вітряних і штильових днів за рік
- максимальна швидкість руху повітря
- середньорічна швидкість вітрів
5. Світловий клімат
- середньомісячна мінімальна горизонтальна освітленість
- середньомісячна максимальна горизонтальна освітленість
- середньорічна горизонтальна освітленість
- загальне річне число сонячних днів
- місяць з найбільшим числом сонячних днів
- місяць з найменшим числом сонячних днів
- середньомісячне мінімальне напруження сонячної радіації
- середньомісячне максимальне напруження сонячної радіації
- середньорічне напруження сонячної радіації
6. Грунт:
- характер грунтів: сухі, заболочені
- глибина промерзання грунту
- тривалість залягання снігового покриву
- тривалість опалювального сезону
З точки зору профілактики впливу на здоров’я людини велике значення мають класифікації та характеристики, в тому числі медичні, клімату та погоди.
9. Класифікація кліматів
Класифікація кліматів - це виділення їх типів за певними ознаками або за умовами формування. Найбільше наукове і практичне значення мають класифікації кліматів за В.П. Кеппеном /1933/ і Б.П. Алісовим /1936. 1974/.
В.П. Кеппен виділяє наступні кліматичні пояси й типи клімату:
1/ пояс вологого тропічного клімату з кліматом вологих екваторіальних лісів і кліматом саван;
2/ пояс сухих кліматів з кліматом пустель і кліматом степів;
3/ пояс помірно-теплого і вологого клімату з типами клімату теплого з сухим літом /середземноморського/, теплого клімату з сухою зимою /китайський/, теплого клімату з рівномірним розподілом опадів протягом року /західноєвропейський/;
4/ пояс помірно холодного клімату з типами східносибірського клімату з сухою зимою і достатньо вологого у всі місяці клімату Східної Європи і Канади,
5/ пояс снігового клімату з кліматом тундр, де температура найтеплішого місяця від 0 до 10°С. і кліматом вічного морозу з температурою найтеплішого місяця нижче 0°С.
Генетична класифікація кліматів Б.П. Алісова ґрунтується на географічних типах повітряних мас та їх циркуляції. В кожній півкулі Б.П. Алісов виділив по чотири основних кліматичних пояси:
І/ екваторіального повітря;
2/ тропічного повітря;
3/ помірного повітря;
4/ арктичного /антарктичного/ повітря.
В кожному поясі формуються континентальні й морські типи повітряних мас і відповідно кліматів. Крім того, виділено по три перехідних пояси в кожній півкулі: субекваторіальний, субтропічний і субарктичний/субантарктичний/, де по півроку панують повітряні маси сусідніх поясів
Кліматичні пояси землі за Б.П. Алісовим.
1 – екваторіальний,
2 – субекваторіальний,
3 – тропічні,
4 – субтропічні,
5 – помірні,
6 – субарктичний,
7 – арктичний, субантарктичний і антарктичний.
Найпростішою і зручною є класифікація кліматів, запропонована Л..С. Бергом. Вона побудована на географічних принципах; кліматичні зони Берга відповідають ландшафтним зонам. Класифікація Берга показує, що між кліматом, рельєфом, ґрунтовим покривом і рослинністю спостерігається тісна взаємодія і зв'язки. За Л.С.Бергом, на рівнинах розрізняють наступні клімати: 1/ вічного морозу, 2/ тундри, 3/ тайги, 4/ листяних лісів помірної зони, 5/ мусонний клімат помірних широт, 6/ степів; 7/ середземноморський, 8/ субтропічних лісів, 9/ зовні тропічних пустель, 10/ субтропічних пустель, 11/ саван; 12/ вологих тропічних лісів.
Коротка характеристика кліматичних зон земної кулі за класифікацією Л.С. Берга.
КЛІМАТ ВОЛОГИХ ТРОПІЧНИХ ЛІСІВ. Цей клімат охоплює Амазонію, південно-східне узбережжя Бразилії, екваторіальну Африку, п—в Малакку, Великі Зондські й Філіпінські острови, Нову Гвінею, місцями Великі Антильські острови і східне узбережжя Мадагаскару. Території з вологими тропічними лісами не мають чітких широтних меж, інколи вони розміщені біля екватора, а інколи тягнуться на узбережжя до тропіків. Клімат характеризується постійно високою температурою і рясними опадами протягом всього року. Середня температура найхолоднішого місяця +20 °С, а найтеплішого 26...32 °С. Середньорічна температура - від 24 до 28 °С. .Річна амплітуда температури незначна, від 1 до 6 °С. Середня кількість опадів за рік становить 2500 - 4000 мм, а в окремих місцях і більше. Спостерігається два максимуми опадів, коли Сонце в полудень досягає зеніту, тобто в дні рівнодень, а в проміжні періоди опадів дещо менше. Опади мають зливовий характер і випадають завжди в другій половині дня. Велика кількість сонячної радіації, високі температури протягом усього
8-09-2015, 22:47