ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ И ТИПИЗАЦИЯ ПОГОДЫ

Для медицинских целей очень важно оценить погоду с точки зрения ее влияния на организм человека, при этом особое значение имеет установление причинно-следственных связей между изменением климато-погодных факторов и патологическими реакциями и состояниями.

В настоящее время установлено, что на развитие патологических погодных реакций биологического объекта оказывает влияние вся совокупность атмосферно-физических факторов, как метеосиноп- тических, так и гелиогеофизических.

Погода - состояние солнечно-атмосферных условий данного времени и места, зависящих от совокупности солнечно-космического излучения, температуры, влажности и движения воздуха, облачности, осадков, туманов, атмосферного давления, аэрохимических процессов, электрических и магнитных явлений атмосферы, а также от характера поверхности суши и водных пространств (рельеф и высота местности, состояние почвы, наличие растительного или снежного покрова и пр.).

Шарообразная форма Земли, различный приток тепловой энергии в зависимости от высоты стояния Солнца по сезону года и времени суток, неоднозначное прогревание отдельных участков суши и моря, различные условия влагообразования и испарения, температура, плотность и подвижность воздушных масс приводят к постоянным изменениям и периодическим повторениям погодных условий. Холодные и влажные почвы, ледяные и снежные покровы, поверхности холодных морей и течений действуют охлаждающим образом, тем более, что большая часть тепла тратится на таяние замерзшей влаги и ее испарение. Напротив, сухие почвы быстрее согреваются, прогревают воздух и излучают тепло. Различают воздушные массы арктического и антарктического происхождения, несколько трансформированный полярный воздух умеренных широт, а также воздушные массы экваториальных и тропических широт.

Встреча двух воздушных течений с различными физическими свойствами обозначается как атмосферный фронт (рис. 3.1). Прохождение холодного фронта обычно сопровождается ветрами и выпадением осадков. В тех случаях, когда воздушные потоки не достигают уровня конденсации, удерживается ясная погода. Прохождение теплого воздуха обычно вызывает образование слоистой облачности. Общий характер развития погоды в этих случаях определяется состоянием подстилающей поверхности. При охлаждении нижнего слоя воздуха могут возникать состояния насыщения и конденсации влаги с образованием туманов, низкой облачности и долговременных осадков.

Рис. 3.1. Теплый (а) и холодный (б) фронт. Белые стрелки - движение теплого воздуха, темные - холодного воздуха [7]

Ведущим фактором в передвижении воздуха и образовании погоды являются постоянно возникающие зоны пониженного (циклон) и повышенного (антициклон) атмосферного давления. Барические зоны в виде овальных кружений воздушных масс возникают в Северном полушарии с ветром, дующим против часовой стрелки. В поперечнике циклон достигает сотен километров. Антициклон с максимально повышенным давлением в центре с движением воздушных масс по часовой стрелке имеет в поперечнике тысячи километров.

Служба погоды в настоящее время основывается на общих обзорах состояния воздушных масс по синоптическим картам, составляемым в виде изолиний основных метеорологических данных на определенное время суток (каждые 3 ч, начиная с полуночи). По этим данным строятся и прогнозы погоды.

Различают погоду момента, дня, ночи, суток, месяца, сезона, года и многих лет. Сочетание космических, атмосферных и земных факторов приводит к очень большому разнообразию погодных условий и сложности их классификации.

Классификация и типизация погоды строятся по разным признакам и не имеют четко очерченных различий в классе, типе или фазе метеорологических и гелиогеографических сочетаний.

В разных методах классификации основой характеристики погоды являются температура, скорость ветра, влажность и облачность. С позиций самой общей гигиенической точки зрения различают три типа погоды: оптимальный, раздражающий и острый.

К оптимальному типу относят погоду, благоприятно действующую на организм человека, вызывающую бодрое, приятное настроение. Это погода умеренно влажная или сухая, тихая, преимущественно ясная, солнечная.

При раздражающем типе погоды отмечаются некоторые нарушения оптимального хода метеорологических процессов. Это, например, излишне сухая или влажная погода.

Острый тип погоды характеризуется резкими изменениями метеорологических элементов (сырые, дождливые, пасмурные, очень ветреные дни с резкими суточными колебаниями температуры воздуха и барометрического давления).

Многие методы классификации погоды основаны на оценке состояния теплового баланса человека. Наиболее приятное тепловое ощущение, когда человек не чувствует ни жары, ни холода, возникает при средневзвешенной температуре кожи 31-33°. Снижение ее на определенное количество градусов вызывает также определенное охлаждение тела человека. При жаркой погоде напряжение терморегуляторных механизмов человека лучше всего характеризуется величиной потоотделения, а при теплой и холодной погоде - величиной средневзвешенной температуры кожи.

И.И. Григорьев в целях климатолечения и профилактики метео- тропных реакций выделил 4 типа погоды: I - весьма благоприятная; II - благоприятная; III - неблагоприятная; IV - весьма неблагоприятная, II и III типы погоды являются переходными. Характеристика I и IV типов погоды определяется следующим образом.

I тип погоды. У поверхности Земли и в нижней тропосфере область повышенного давления или малоградиентное барическое поле; атмосферные фронты отсутствуют; восходящие вертикальные токи слабые; стратификация обычно устойчивая. Устойчивый нормальный суточный ход основных метеорологических элементов (температура воздуха, относительная влажность и др.). Изменение атмосферного давления не более 1 мбар (10⁸ Па) за 3 ч. Скорость ветра 0-5 м/с. Содержание кислорода в воздухе (по массе) меняется незначительно. Опасных и особо опасных явлений погоды не наблюдается. В холодное время года возможны слоистая облачность, туман, слабые обложные осадки, морось; летом - развитие кучевых облаков без осадков. Напряженность атмосферного электрического поля в приземном слое близка к ее нормальным значениям, отсутствуют заметные колебания поля; ионный состав воздуха существенно не меняется; коэффициент униполярности ионов колеблется в пределах 0,3-1,5; вариации магнитного поля Земли составляет десятые-сотые доли А/м.

IV тип погоды. Активная циклоническая деятельность или прохождение глубоких ложбин с резко выраженными атмосферными фронтами; восходящие вертикальные потоки воздуха создают перепад давления, превышающий 100 мбар за 12 ч. Большие скачкообразные изменения основных метеопараметров с резким нарушением их суточного хода. Изменение атмосферного давления на 5 мбар и более за 3 ч, вызванное сменой воздушных масс; изменение температуры воздуха на 10-20° С и более, относительной влажности на 20-40 % и более; скорость ветра 19 м/с и более; изменение содержания кислорода в воздухе (по массе) меняется значительно. Опасные явления погоды: сильные грозы, ливни, шквалы, метели, пылевые бури. Напряженность электрического поля атмосферы значительно отличается от нормальных значений. Возникают электромагнитные возмущения.

Сильно меняются концентрации ионов обоих знаков, коэффициент униполярности ионов подвержен значительным изменениям во времени и может возрастать до нескольких единиц и понижаться до десятых долей. Колебания магнитного поля Земли: вариации - десятки А/м.

Имеются и другие классификации погоды или предложения по их усовершенствованию [4, 7]. По всей вероятности, при этом целесообразно на первое место ставить класс погоды исходя из состояния солнца и неба, на второе место - тип погоды по термическим условиям атмосферы, включая влажность и подвижность воздуха, на третье место - погодообразующие данные, такие как циклон, антициклон и другие явления, если они отличаются от обычных показателей (атмосферное электричество, химические примеси, электромагнитные возмущения и проч.). Различные классификации погоды, их индексы и коэффициенты не всегда могут соответствовать всем меняющимся реакциям приспособления организма. Кроме того, человек воспринимает сочетания солнечных и атмосферных условий как целостное природное явление.