Биоклиматические индексы, используемые для оценки погоды теплого и холодного времени года

метеорологический погода биоклиматический температура

Биоклимат территории - важный природный ресурс, от состояния которого зависит комфортность и самочувствие человека, работоспособность, производительность труда и здоровье организма в целом. Под комфортными погодами понимают такое состояние метеорологических величин, при которых человек чувствует себя наилучшим образом. Для исследования влияния метеорологических факторов на состояние человека применяются различные температурные шкалы и индексы на основе их расчета и анализа. Биоклиматические индексы в физическом отношении характеризуют особенности тепловой структуры среды и являются косвенным индикатором состояния теплового поля окружающего человека. Изучая влияние изменений метеорологических условий на адаптационные механизмы, можно решить проблему сохранения здоровья человека. Именно поэтому особую важность приобретают исследования, в задачу которых входят биоклиматическая оценка и территориальная дифференциация биоклиматических условий [11, 13].

Ресурсные исследования климата в данной работе проводились по наиболее актуальному направлению прикладной климатологии - биоклиматической составляющей.


Биоклиматическая оценка - определение положительных и отрицательных воздействий различных климатических факторов и их комплексов на организм - выявляет медико-климатический потенциал территории с целью рационального использования ландшафтно-климатических условий в здравоохранении и для рекреации.

Погода и климат в основном обусловливаются атмосферной циркуляцией и, особенно, преобладанием западных потоков воздуха, что оказывает существенное влияние на климат атлантических воздушных течений, которые смягчают и увлажняют его. Вместе с тем поступают и воздушные массы, сформировавшиеся в других, в том числе арктических и резко континентальных, районах Сибири, Казахстана и Средней Азии.

В случае ослаблений внешних воздействий пришедшие воздушные массы под влиянием местных трансформационных факторов приобретают свойства географического района. Влияние местных условий (мезо- и микрорельеф, растительность, почва, непосредственная близость водоемов, застройка территории) порождает климатические вариации различной интенсивности на фоне устойчивых атмосферных процессов [14,35].

Биоклиматические показатели и ресурсы оцениваются применительно к человеку и характеризуют связь климата с его тепловым состоянием, здоровьем, особенностями рекреации и санитарно-гигиенической оценкой в естественных условиях. Выделены следующие составляющие биоклиматических ресурсов:



рекреационно-климатические ресурсы;

санитарно-гигиенические климатические ресурсы для градостроительства;

физиолого-климатические ресурсы теплового состояния человека;

лечебно-профилактические климатические ресурсы для основных видов заболеваний (сердечно-сосудистых, заболеваний органов дыхания, ревматических и простудных, туберкулеза и глазных) [10;6].

Для оценки теплового состояния человека разработан ряд биоклиматических показателей, которые позволяют определить уровень его тепловой нагрузки в летнее и зимнее время года. В результате анализа публикаций, посвященных разработке и описанию многочисленных биоклиматических индексов, показателей и критериев оценки уровня комфорта, были отобраны следующие биоклиматические показатели:

• эффективная температура (ЭТ) неподвижного воздуха

ЭТ=t-0,4(t-10)(1-f/100), (1)

где f - относительная влажность воздуха; t - температура воздуха, оC;

• эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) - показатель тепловой чувствительности с учетом влияния ветра

, (2)

где ЕТ - ЭЭТ, t - температура воздуха, оС; f - относительная влажность, %; v- скорость ветра, м/с;

• индекс суровости (S) по Бодману

=(1-0,04t)(1+0,27v), (3)

где S - индекс суровости, баллы; t - температура воздуха, оС, v - скорость ветра м/с;

• приведенная температура (tприв) по Адаменко Хайруллину

прив=tв-8,2 , (4)

где tприв - приведенная температура, 0С; в - фактическая температура воздуха,

С ; V - скорость ветра, м/с;

• индекс ветрового охлаждения (Hw) по Хиллу

w=Hd+(0,085+0,102v0,3)(61,1-e)0,75, (5)

где Hd=(0,13+0,47v0,5)(36,6-t); - скорость ветра, м/с;- температура воздуха,



С; e - упругость водяного пара, гПа;

• радиационно-эквивалентно-эффективные температуры (РЭЭТ)

РЭЭТ=125lg[1+0,02T+0,001(T-8)(f-60)-0,45(33-T) V+185B], (6)

где Т - температура воздуха, оС; f - относительная влажность воздуха, %; V - скорость ветра, м/с;

В - поглощенная поверхностью тела солнечная радиация, кВт/м2.

В соответствии с рекомендациями Е.Г.Головиной и В.И.Русанова [5] РЭЭТ может быть рассчитана по формулам:

РЭЭТ=НЭЭТ+6,2оС, (7) или РЭЭТ=0,83ЭЭТ+12оС, (8)

где НЭЭТ - нормальная эквивалентно-эффективная температура;

ЭЭТ - эквивалентно- эффективная температура по Миссенарду;

• нормальная эквивалентно-эффективная температура (НЭЭТ) - показатель тепловой чувствительности с учетом влияния ветра для одетого человека:

НЭЭТ=0,8ЭЭТ+70С, (9)

где ЭЭТ - эквиваленто-эффективная температура ЕТ по Миссенарду;

• биологически активная температура

БАТ=0,8 НЭЭТ+90С, (10) [10; 3].

Для европейской части России зона комфорта насчитывается от 10 до 18 оС.

Границы НЭЭТ при которых испытуемые чувствовали себя комфортно находиться в пределах 17,2 - 21,1 оС.

Для южного побережья Крыма рекомендуемая зона комфорта от 13, 5 - 18 оС.

Зона БАТ соответствует зоне комфорта - 10-20 оС.

Индекс патогенности

Для оценки степени раздражающего действия изменений погоды на организм используется индекс патогенности метеорологической ситуации предложенный В.Г. Бокшей [3;118]. Этот индекс представляет собой сумму индексов патогенности разных метеорологических величин:

I= It + Ih+ Iv+ In+ + ; (11)

где I - патогенность межсуточного изменения температуры

It - индекс патогенности температуры воздуха;

I h - индекс патогенности влажности воздуха,- среднесуточная относительная влажность (%);v - индекс патогенности ветра;- среднесуточная скорость ветра (м /с);n - индекс патогенности продолжительности солнечного сияния,

= 10 -10Sф /Smax;

ф и Smax - соответственно максимально возможная и фактическая продолжительность солнечного сияния по гелиографу;

- индекс патогенности межсуточного изменения атмосферного давления .

- индекс патогенности межсуточного изменения температуты.

В.Г. Бокша предложил следующую рабочую формулу для расчета индекса патогенности метеорологической ситуации (баллы) [2]:

10 It; (12)

Годовой ход индекса патогенности показывает, что наибольший раздражающий эффект погоды отмечается в зимние месяцы. Согласно исследованию Е.Г. Головиной и В.И. Русанова, более резкие значения индекса I сочетаются с неблагоприятными сдвигами параметров геодинамики организма (артериального давления, ударного и минутного объема сердца) более низкими средними значениями проницаемости электрических мембран крови и др. [15,45].

Суммарный метеорологический индекс патогенности указывает не на характер изменения погоды, а лишь на степень ее раздражающего воздействия на организм. В зависимости от величины I условия оцениваются как I= 0-9 - оптимальные, I =10-24 - раздражающие, I >24 острые.

Годовой ход индекса патогенности погоды показывает, что наибольший раздражающий эффект погоды отмечается в зимние месяцы.

Оптимальные же значения метеорологических величин в умеренных широтах, при которых возникает минимум метеопатических реакций следующие: температура 18 оС (летом), относительная влажность 60 %, скорость ветра 0 м/с, облачность 0 баллов, изменчивость давления 0 мб/сут, изменчивость температуры 0 оС /сут. [15,47].


Заключение

Человеческий организм - сложная и высокосовершенная саморегулирующаяся система, которая стремится к равновесию с окружающей средой, включающей в себя факторы космического порядка. Всякое нарушение данного равновесия, связанное с изменением внешних условий, вызывает соответствующую перестройку в деятельности человека.

Эту закономерность используют, например, современная медицина в лечебных целях. Воздействуя на организм климатическими и другими природными факторами, врачи добиваются целенаправленных изменений, которые повлекли бы за собой ликвидацию определенных заболеваний. Дальнейшее изучение влияние различных природных, в том числе и космических факторов на живые организмы открывает новые пути избавление человека от различных недугов.

Использовались индексы для характеристики теплоощущения человека - это эффективные температуры: НЭЭТ, ЭТ, РЭЭТ, которые учитывают совместное влияние температуры, скорости ветра, РЭТ - влияние солнечной радиации.

Наиболее информативным показателем влияния погоды на человека является индекс патогенности, он учитывает: температуру воздуха, влажность воздуха, среднесуточную относительную влажность, скорость ветра, продолжительность солнечного сияния.


Список литературы

1. Андреев, С.С. Экология человека / С.С. Андреев.- Ростов: н/д: Изд-во. Е.А. Турова, 2007.- 248с.

. Андреев, С. С. Человек и окружающая среда / С. С. Андреев. - Ростов н/д: Изд-во СКНЦ ВШ АПСН, 2005. - 271с.

. Бокша, В.Г. Медицинская климатология и климатотерапия / В.Г. Бокша, Б.В. Богутский. - Киев: Здоровье, 1980.- 262с.

. Васинский, А. И. Пейзаж будущего: Человек в мире природы. Природа в мире человека / А. И. Васинский - М.: Политиздат, 1985. - 256с.

. Воронин, Н.М. Основы медицинской и биологической климатологии / Н.М. Воронин - М.: «Медицина», 1981.- 352 с.

. География. Современная иллюстрированная энциклопедия/ Под редакцией проф. А. П. Горкина. - М.: Росмэн, 2006.- 342с.

. Головина, Е. Г. Некоторые вопросы биометеорологии / Е. Г. Головина, В. И. Русанов. - СПб. : Изд-воРГГМИ, 1993. - 90 с.

. Исаев, А.А. Экологическая климатология / А.А. Исаев - М.: Научный мир, 2001.- 458с.

. Климатические ресурсы и методы их представления для прикладных целей /Под ред. К.Ш.Хайруллина.- СПб.: Гидрометеоиздат, 2005.- 231с.

. Лосев, К. С. Климат: вчера, сегодня, завтра/ К. С. Лосев - М.: Гидрометеоиздат, 1985.-186с.

. Новикова, Н. Н. Оценка уровня конфортности атмосферы г. Москвы / Н. Н. Новикова, Е. Г. Головина // Гидродинамические методы прогноза погоды и исследования климата. - 2002. -№ 9. - С. 266-271.

. Педь, Д. А. О показателях засухи и избыточного увлажнения / Д. А. Педь // Труды Гидрометцентра СССР. - 1975. - № 156. - С. 19-39.

. Романова, Е. Н. Методы использования систематизированной климатической и микроклиматической информации при развитии и совершенствовании градостроительных концепций / Е. Н. Романова, Е. О. Гобарова, Е. Л. Жильцова. - СПб. : Гидрометеоиздат, 2000.- 159 с.

. Русанов, В.И. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата для медицинских целей / В.И. Русанов. - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1981.- 86с.

15. Трифонова, Т.А. Экологический атлас Владимирской области /Под ред. Т.А. Трифоновой, Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, Н.В. Мищенко и др. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007.- 92 с.

16. Энциклопедия климатических ресурсов Российской Федерации / под ред. Н. В. Кобышевой, К. Ш. Хайруллина. - СПб. : Гидрометеоиздат, 2005. - 319 с.

17. Климат и здоровье человека/ Примгидромет, 2001-201.- Режим доступа 18.04.2011.

Главная Страница