Реферат: Погода, клімат та здоров'я населення
Сонячна активність (СА) зазнає циклічні зміни з періодичністю різної тривалості. Найбільш відомий і вивчений 11 — 12-річний цикл СА, що супроводиться зміною полярності магнітних полів провідних плям в їх групах. Менш виражений 22-річний цикл.
Основн ндекси сонячної активності. Найбільш поширеним і вивченим індексом СА є число сонячних плям на видимому диску Сонця. Як такий індекс широко застосовуються так звані числа Вольфа, визначувані по формулі:
W(R)= K(10q+F)
де q число груп плям на видимому сонячному диску, f — число всіх плям у всіх групах, До — поправочний коефіцієнт, пов'язаний з умовами спостереження (тип телескопа н.).
Особливо показове зіставлення динаміки середньомісячних, середньо квартальних, середньорічних значень числа Вольфа, точність яких істотно вище щодобових значень. Добові значення цього індексу, що реєструються з 1749 р., коливаються залежно від фази СА від 0-3 до 150-250.
Другий показник СА — сумарна площа сонячних плям, видимих на диску Сонця (8-індекс), яка виражена в мільйонних долях півсфери. Межі вимірювання — від Об до декількох тисяч м.д.п. Між індексами S і W існує лінійний зв'язок, що виражається співвідношенням 8 = 16,7W.
Важливим показником СА є радіовипромінювання Сонця. Для його характеристики використовують різні діапазони, але найчастіше випромінювання при довжині хвил 10,7 см (F10,7). Радіовипромінювання сонця виражається в сонячних одиницях потоку (1 с.о.п.= 10-22 Вт/м3/с). Межі зміни — 50—300 с.о.п.
Для характеристики спалахуючої активності застосовується так званий щоденний індекс спалахуючої активності (if) обчислюваний за спеціальною формулою. Межі зміни від 0 до 500. Максимуми спалахуючої активності доводяться на весняно-літн місяці (березень, травень, липень, серпень), а мінімуми — на осінньо-зимових (А. А. Шпітальна, 1979).
2 Геофізичні:
- напруженість планетарного і аномального геомагнітного поля, геомагнітні бурі, імпульси.
Одним з головних провідників впливу Сонця на Землю є геомагнітне поле, яке має вельми складну структуру і властивості. Складні і причини, які лежать в основі його виникнення. Цей зв'язок опосередковується через перерозподіл магнітних силових ліній, сонячного вітру і магнітосфери Землі.
Магнітне поле Землі можна поділити на дві принципово відмінні частини. Основна частина обумовлена процесами в земному ядрі, де внаслідок безперервних регулярних переміщень електропровідної речовини створюється система електричних струмів. Друга частина пов'язана з земною корою. Гірські породи земної кори, намагнічуючись головним електричним полем (полем ядра), створюють власне магнітне поле, яке сумується з магнітним полем ядра. Постійне геомагнітне поле, тобто поле, пов'язане з ядром Землі і його корою, змінюється в часі. Ці зміни не дуже відрізняються за величиною і мають цикл з періодом до одного року.
Спостерігаються зміни в магнітному полі Землі і у зв'язку з рухом Землі і Місяця навколо сво осі. Це так звані місяцедобові і сонцедобов і коливання.
Магнітне поле Землі переходить в міжпланетне в області магнітосфери. Дуже часто наслідком збільшення сонячної активності є магнітосферні бурі, під час яких спостерігаються потужні полярні сяйва, сильні геомагнітні та іоносферні бурі, збільшення густини потоку рентгенівського випромінювання, а також мікропульсація різних наднизькочастотних електромагнітних хвиль та ін.
В магнітному полі Землі магнітосферні бурі звичайно проявляються геомагнітною бурею і це відбувається, як правило, одночасно на всій поверхні Землі і трива кілька діб. За інтенсивністю магнітні бурі поділяють на малі, помірні, велик дуже великі. Виділяють магнітні бурі з несподіваним і поступовим початком. Однак снують дні, коли збуджена не вся магнітосфера, а окремі її ділянки. В цей час в атмосфері Землі спостерігаються окремі, порівняно невеликі збудження (геомагнітне збудження).
Виника закономірне запитання, чи можливо, щоб такі незначні коливання геомагнітних полів, які вимірюються одиницями або десятками гам (0,795775 мА/м), мали вплив на живі організми, в той час як біосфера заповнена штучними електромагнітними полями значно більшої напруженості.
В організмі не знайдено спеціальних рецепторних зон, які б сприймали електромагнітні коливання. Однак є достовірні відомості про вплив природних магнітних полів на вищі центри нервової і гуморальної регуляції, на біотоки мозку і серця, на проникність біологічних мембран, на властивості водних і колоїдних систем організму.
Встановлено, що всі чотири класи магнітних хвиль (малі, помірні, великі і дуже великі) в значній мірі (на 2-5 порядків) перевищують порогові значення енергії рецепторних зон.
Під час серцевої діяльності створюється магнітне поле порядку 10-7-10-8 Ге з частотою коливань 1 Гц, під час мозкової діяльності - 10"9 Ге з частотою коливань 10 Гц.
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 дн 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, як 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 розряди.
Атмосферна електрика складається з сукупності електричних явищ, що відбуваються в атмосфері (іонізація повітря, електричне поле атмосфери, електропровідність, електричні заряди хмар і опадів н.). При оцінці погодних умов найчастіше характеризують ступінь іонізац 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 позитивно зарядженого залишку утворюються легені, негативні і позитивні іони (n-_ і n+). За наявності в повітрі частинок пилу і інших аерозолів, легенів они з'єднуються з ними, утворюючи важкі іони (N-_ і N+). Чим вище запилена повітря, тим вище зміст важких іонів, В природних умовах у земної поверхн 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 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 інш 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 медично 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 визнача несприятливу для здоров'я нестійкість погоди.
- температура рунту.
Біометеорологічне значення температури грунту пов'язане головним чином з її впливом на радіаційн 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 поверхн 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 півкул 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 виникненн негативних реакцій у людини на зміну погодних умов.
- напрямок швидкість руху повітря
Рухливість повітря (вітер). Як метеорологічний погодоформирующий елемент вітер виника 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 траєктор 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, подразню нервову систему, ускладнює дихання.
- вологість повітря;
Характеризується трьома основними величинами - пружністю пари (мбар) і відносною вологістю, тобто процентним співвідношенням пружност (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 водяно 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 вологост 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 швидкост 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 конденсац сублімації водяної пари, що міститься у повітрі. В медичній кліматолог хмарність вимірюється за 11-бальною шкалою, згідно з якою 0 відповідає повній відсутності хмар, а 10 балів - суцільній хмарності. Погода вважається ясною 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, х характер
Атмосферн 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, нею 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).
