Безопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаПроцессы, происходящие в атмосфере, формируют климат и погоду, участвуют в формировании рельефа, влияют на образ жизни, самочувствие и настроение людей. Поэтому они очень важны для здоровья и качества жизни людей.
К этим процессам относятся ураганы, тайфуны, изменения температуры воздуха, атмосферного давления, силы и направления ветра, параметров озонового слоя, содержания кислорода и ряд других. Наиболее четко выражены ритмические вариации - годичные и суточные. Кроме них имеют место и другие вариации, в том числе и ритмические, но они не столь устойчивы и менее четко выражены.
Одна из наиболее обсуждаемых в настоящее время - проблема глобального потепления, которую ряд ученых связывают с природными причинами, а другие - с антропогенной деятельностью. Потепление имеет потенциальные опасности в глобальном масштабе: таяние льдов, подъем уровня океана и ущерб для береговых и островных зон, находящихся на малом возвышении над уровнем Мирового океана. В то же время этот процесс может иметь и положительные стороны для нашей страны как для одной из самых холодных стран мира.
Вопрос исследуется многими учеными; имеются противоречивые прогнозы. Рассмотрены некоторые тенденции в изменениях температур в разных широтных полосах. Проведен анализ данных среднемесячных флуктуаций температуры относительно климатического среднего по 8 широтным поясам северного и южного полушарий.
Климатическая среднемесячная температура, которая вычтена из данных наблюдений, получена осреднением результатов наиболее достоверных последних 50 лет наблюдений. Оказалось, что для четырех широтных поясов характерно общее возрастание температуры, особенно в последней четверти XX в. Кроме того, отмечается рост размаха флуктуации от экваториальных областей к полярным. На СВАН-диаграммах наиболее четкие ритмы проявляются в диапазоне периодов от 20-30 до 5-6 лет, хотя имеются и более высоко- и низкочастотные ритмы.
О положительном температурном тренде свидетельствуют и данные о вариациях уровня Мирового океана. Такие оценки, сделанные Т. Барнеттом для различных регионов мира за период времени 1880-1980 гг., показывают, что имеет место четко выраженный положительный тренд - уровень Мирового океана поднялся в разных регионах на величину примерно от 10 до 20 см. В.М. Котляков [1997] пишет, что по данным более 500 станций уровень Мирового океана за последние 100 лет поднялся на 16 см.
Вариации температуры воздуха и атмосферного давления в Москве рассмотрены Н.С. Сидоренковым с А.Г. Гамбурцевым и Н.Н. Новиковой с соавторами.
В книге погоду классифицируют, соотнося ее с состоянием человеческого организма. Для этого определяют биометеорологические параметры, которые позволяют учитывать комплексное влияние метеорологических факторов (таких, как температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность, интенсивность солнечной радиации, состояние электрического поля атмосферы) и их временную изменчивость. Определены методы субъективных оценок влияния того или иного метеорологического комплекса на условия теплообмена с окружающей средой - теплоощущения.
Методы оценки теплового состояния человека, основаны на сравнении теплоощущений человека, подвергающегося воздействию различных комбинаций метеорологических факторов. Введены понятия эффективной температуры ЕТ, учитывающей температуру воздуха, скорость ветра и относительную влажность, и индекс патогенности J, который учитывает также облачность, межсуточную изменчивость температуры воздуха и атмосферного давления. Для расчетов использованы данные стандартных метеорологических наблюдений метеостанции МГУ им. М.В. Ломоносова.
На рис. 1.17 приведены временные ряды некоторых метеорологических параметров. Все временные ряды, кроме атмосферного давления, имеют ярко выраженный годовой ход. Для индекса патогенности характерен также хорошо выраженный полугодовой ритм. Четко выделяющийся годовой ритм изменений эффективной температуры имеет некоторый спад амплитуды в 1989-1993 гг.
Отметим, что в эти годы имел место максимум солнечной активности. Есть непродолжительные и мало интенсивные более высокочастотные ритмы. Годовой ритм индекса патогенности выражен почти так же четко, как и эффективной температуры. Уменьшение амплитуды есть не только в 1989-1993 гг., но и в начальной части диаграммы.
Рис. 1.17. Временные ряды и СВАН-диаграммы метеорологических параметров по данным наблюдений в Москве:
а - среднесуточные величины температуры воздуха Т в 0.1 °С (по Н.С. Сидоренкову); б - среднесуточные величины эквивалентно-эффективной температуры воздуха ЕТ (по данным метеообсерватории МГУ) за период 1980-2000 гг.; в - индекс патогенности за период 1980-2000 гг., г - атмосферное давление Р (по данным той же обсерватории) за период 1982-1996 гг
Значения температуры варьируют примерно от -20° до +20°. На СВАН-диаграмммах имеются полосы на частотах около 1, 8, 13, 17, 23.7, 26 и 38.5 циклов/год (периоды 1 год, 49,27.6,21.5,15.4,14 и 9.4 сут) и более высокочастотные. 27-суточное колебание наиболее ярко выражено с 1985 г. Ритмические колебания вариаций температуры, кроме годовой и суточной, нестабильны.
Они могут наблюдаться некоторое время, затухнуть и позднее возбудиться вновь на тех же или на других частотах. Но даже такое детерминированное и устойчивое колебание, как годовое, испытывает заметные амплитудные изменения. Временные ряды, кроме ряда Я, имеют ярко выраженный годовой ритм. Есть и другие ритмы, но они выражены менее ярко и характеризуются значительно меньшей амплитудой.
Для параметров ЕТ и J определены зоны комфорта и дискомфорта с точки зрения их влияния на человека. Например, зона комфорта для Москвы, определенная по ЕТ, находится в интервале 16.7-20.7 С. Наиболее комфортны летние месяцы - в это время значения ЕТ и J близки к оптимальным. Соответственно, далеки от комфортных зимние месяцы - значения имеют максимальные значения, характеризующие погоду как острая. Возможно, с этим связаны в первую очередь зимние максимумы вызовов скорой помощи по целому ряду заболеваний.
Спектрально-временной анализ данных по изменчивости атмосферного давления в Москве показал, что выраженных, продолжительных ритмов, в том числе годовых, нет. Это характерно для регионов с менее выраженной степенью континентальности по сравнению, например, с регионами Средней Азии, где годовой ритм выражен достаточно ярко. По-видимому, в Москве сравнительно частое и беспорядочное изменение атмосферного давления, особенно в холодное время года, оказывает более сильное влияние на организм человека.