Když teplota vzduchu stoupá, atmosférický tlak. Atmosférický tlak. Změna a vliv na počasí. Struktura zemské atmosféry. Vliv atmosférického vzduchu na lidské zdraví
Pokud jste člověk, jehož pohoda dokáže předpovídat počasí, pak je tento článek určen právě vám.
Ve svém článku chci mluvit o tom, jak kolísání teploty, vlhkosti vzduchu a atmosférického tlaku ovlivňuje lidské zdraví a jak se vyhnout negativnímu dopadu povětrnostní podmínky na tvém těle.
Člověk je dítětem přírody a je její nedílnou součástí!
Všechno na tomto světě má svou rovnováhu a jasný vztah, v tomto případě budeme hovořit o vztahu mezi povětrnostními podmínkami a lidským blahobytem.
Někteří lidé, často se pohybující v čase a klimatických pásmech (časté lety), neustále mění klima a cítí se při tom velmi příjemně.
Jiní naopak „ležící na gauči“ pociťují sebemenší kolísání teploty a atmosférického tlaku, což zase negativně ovlivňuje jejich pohodu - právě tato citlivost na změny povětrnostních podmínek se nazývá meteorologická závislost.
Lidé závislí na počasí nebo lidé – „barometry“ – jsou nejčastěji nemocní, trpí onemocněním kardiovaskulárního systému, často hodně pracují, neustále se přetěžují a dostatečně neodpočívají.
Mezi osoby závislé na meteorologii patří lidé s onemocněním aterosklerózy cév srdce, mozku a dolních končetin, pacienti s onemocněním dýchací soustavy s, pohybový aparát, alergici a pacienti s neurastenií.
Jak ovlivňují změny atmosférického tlaku
na blaho člověka?
Aby se člověk cítil pohodlně, měl by být atmosférický tlak roven 750 mm. rt. pilíř.
Pokud se atmosférický tlak odchyluje, byť o 10 mm, jedním nebo druhým směrem, člověk se cítí nepříjemně a může to ovlivnit jeho zdravotní stav.
Co se stane, když se atmosférický tlak sníží?
S poklesem atmosférického tlaku stoupá vlhkost vzduchu, jsou možné srážky a zvýšení teploty vzduchu.
Jako první pociťují pokles atmosférického tlaku lidé s nízkým krevním tlakem (hypotenzí), „jádra“, ale i lidé s onemocněním dýchacích cest.
Nejčastěji se objevuje celková slabost, objevuje se dušnost, pocit nedostatku vzduchu, dušnost.
Pokles atmosférického tlaku je zvláště akutní a bolestivý pro osoby s vysokým intrakraniálním tlakem. Dostávají horší záchvaty migrény. Ani v trávicím traktu není vše v pořádku – ve střevech dochází k nepohodlí v důsledku zvýšené tvorby plynů.
Jak si pomoci?
Důležité je normalizovat vaše krevní tlak a její udržování na obvyklé (normální) úrovni.
Pijte více tekutin (zelený čaj, s medem)
V těchto dnech nevynechávejte ranní kávu
V těchto dnech nevynechávejte ranní kávu
Vezměte tinktury ženšenu, citronové trávy, eleuterokoku
Po pracovním dni si dejte kontrastní sprchu
Jděte spát dříve než obvykle
Co se stane, když vzroste atmosférický tlak?
Když atmosférický tlak stoupá, počasí se vyjasní a nedochází k náhlým změnám vlhkosti a teploty.
Se zvýšením atmosférického tlaku se zdravotní stav zhoršuje u hypertoniků, pacientů trpících bronchiálním astmatem a alergiemi.
Když se počasí uklidní, v městském ovzduší se zvyšuje koncentrace škodlivých průmyslových nečistot, které jsou dráždivým faktorem pro lidi s onemocněním dýchacích cest.
Častými stížnostmi jsou bolesti hlavy, malátnost, bolest v srdci a snížená celková pracovní schopnost. Zvýšení atmosférického tlaku negativně ovlivňuje emocionální pozadí a je často hlavní příčinou sexuálních poruch.
Další negativní charakteristikou vysokého atmosférického tlaku je snížení imunity. To je způsobeno skutečností, že zvýšení atmosférického tlaku snižuje počet leukocytů v krvi a tělo se stává zranitelnějším vůči různým infekcím.
Jak si pomoci?
- Udělejte si lehké ranní cvičení
- Vezměte si kontrastní sprchu
- Ranní snídaně by měla obsahovat více draslíku (tvaroh, rozinky, sušené meruňky, banány)
- Během dne se nepřejídejte
Pokud máte zvýšený intrakraniální tlak, vezměte si předem léky předepsané vaším neuropatologem
Pečujte o svůj nervový a imunitní systém – nezačínejte v tento den důležité věci
Zkuste tento den využít na maximum fyzická síla a emoce, protože vaše nálada zanechá mnoho přání
Po příjezdu domů odpočívejte 40 minut, věnujte se svým každodenním činnostem a snažte se jít brzy spát.
Jak ovlivňuje kolísání vlhkosti vzduchu
na blaho člověka?
Za nízkou vlhkost vzduchu se považuje 30 - 40 %, což znamená, že vzduch se stává suchým a může dráždit nosní sliznici.
Suchý vzduch působí na alergiky a astmatiky.
Co dělat?
Pro zvlhčení sliznice nosohltanu proplachujte nosem mírně slaným roztokem nebo obyčejnou nesycenou vodou.
Nyní existuje mnoho nosních sprejů, které obsahují minerální soli, pomáhají zvlhčovat nosní cesty, nosohltan, zmírňují otoky a zlepšují dýchání nosem.
Co se děje s tělem, když vlhkost vzduchu stoupá?
Zvýšená vlhkost vzduchu, to je 70 - 90%, kdy je klima charakteristické častými srážkami. Příklad počasí s vysoká vlhkost vzduch může být Rusko a Soči.
Vysoká vlhkost nepříznivě ovlivňuje osoby s onemocněním dýchacích cest, protože v této době se zvyšuje riziko podchlazení a nachlazení.
Vysoká vlhkost zhoršuje chronická onemocnění ledvin, kloubů a zánětlivých onemocnění ženských pohlavních orgánů (přílohy).
Jak si pomoci?
- Pokud je to možné, změňte klima na suché
- Omezte vystavení vlhkému a vlhkému počasí
- Zahřejte se, když odcházíte z domu
- Vezměte si vitamíny
- Včas léčit a předcházet chronickým onemocněním
Jak kolísání teploty vzduchu ovlivňuje pohodu člověka?
Pro lidské tělo optimální teplotu životní prostředí, je 18 stupňů, to je teplota doporučená pro udržení v místnosti, kde spíte.
Náhlé teplotní změny jsou doprovázeny změnou obsahu kyslíku v atmosférickém vzduchu a to výrazně snižuje pohodu člověka.
Muž je stvoření, která potřebuje kyslík, aby mohla žít a přirozeně se cítit dobře.
V pokles okolní teplotou je vzduch nasycený kyslíkem a při oteplení je naopak kyslíku ve vzduchu méně a proto se nám v horkém počasí těžko dýchá.
Když vychází teplota vzduchu a klesá atmosférický tlak - především trpí lidé s kardiovaskulárními chorobami a onemocněními dýchacích cest.
Když naopak teplota klesá a atmosférický tlak stoupá, je to těžké zejména pro hypertoniky, astmatiky, osoby s onemocněním trávicího traktu a urolitiázou.
Při prudkém a výrazném kolísání okolní teploty, asi o 10 stupňů během dne, se v těle vytváří velké množství histaminu.
Histamin je látka, která u zdravých lidí, nemluvě o alergicích, vyvolává v těle rozvoj alergických reakcí.
Jak si pomoci?
V tomto ohledu před prudkým nachlazením omezte používání potravin, které mohou způsobit alergie (citrusové plody, čokoláda, káva, rajčata)
Během extrémní teplo, tělo ztrácí velké množství tekutin, a proto v letní čas pijte více čištěné vody – to pomůže zachránit vaše srdce, cévy a ledviny.
Vždy poslouchejte předpovědi počasí. Vlastnictví informací o změnách teploty vám pomůže snížit pravděpodobnost exacerbací chronických onemocnění a možná vás ušetří před výskytem nových zdravotních problémů?!
Co jsou magnetické bouře
a
Jak ovlivňují pohodu člověka?
Sluneční erupce, zatmění a další geofyzikální a kosmické faktory ovlivňují lidské zdraví.
Pravděpodobně jste si všimli, že za posledních 15 - 25 let spolu s předpovědí počasí hovoří o magnetických bouřích a varují před možnými exacerbacemi nemocí u určitých kategorií lidí?
Každý z nás reaguje na magnetické bouře, ale ne každý si toho všimne, tím méně si to spojuje s magnetickou bouří.
Podle statistik dochází k největšímu počtu volání záchranky právě ve dnech magnetických bouří hypertenzní krize, infarkty a mrtvice.
V těchto dnech narůstá nejen počet hospitalizací na kardiologických a neurologických odděleních, ale roste i počet úmrtí na infarkty a mozkové příhody.
Proč nám magnetické bouře brání žít?
Během magnetických bouří je činnost hypofýzy inhibována.
Hypofýza je žláza umístěná v mozku, která produkuje melatonin.
Melatonin je látka, která zase řídí práci pohlavních žláz a kůry nadledvin a metabolismus a adaptace našeho těla na nepříznivé podmínky prostředí závisí na kůře nadledvin.
Kdysi byly dokonce provedeny studie, ve kterých se prokázalo, že při magnetických bouřích je potlačena tvorba melatoninu a v kůře nadledvin se uvolňuje více kortizolu, stresového hormonu.
Dlouhodobé nebo časté vystavení organismu magnetickým bouřím může vést k narušení biorytmů, které jsou řízeny i hypofýzou. Výsledkem toho může být nejen zhoršení pohody, ale také vážné problémy se zdravím (například: neurózy, chronický únavový syndrom, hormonální poruchy).
Závěrem chci říci, že lidé, kteří tráví málo času venku, trpí častěji změnami počasí, a proto i nepatrné výkyvy počasí mohou způsobit špatné zdraví.
"11 způsobů, jak se zbavit závislosti na počasí"
1. Kalení
2. Plavání
3. Chůze, běh
4. Časté procházky na čerstvém vzduchu
5. Zdravé a výživné jídlo
6. Dostatek spánku
7. Korekce emoční sféry (autogenní trénink, relaxace, jóga, masáže, rozhovor s psychologem)
8. Užívání vitamínů
9. Jezte sezónní potraviny
10. Odmítnutí špatné návyky
11. Normalizace hmotnosti
Tipy pro náhlé změny počasí
- Omezte fyzickou aktivitu.
- Vyhněte se dalšímu emočnímu i fyzickému stresu.
- Nepřejídejte se a nezneužívejte sůl.
- Procházejte se venku alespoň 1 hodinu před spaním.
- Vezměte si uklidňující prostředky.
- Nezapomínejte na vitamíny C a B.
Kontrolujte si krevní tlak a nezapomínejte užívat léky předepsané kardiologem. Neurolog, pneumolog nebo alergolog.
Při zvýšení krevního tlaku provádějte masáž šíje a hrudní páteře.
2.1. Struktura zemskou atmosféru. Vliv atmosférického vzduchu na lidské zdraví
Atmosféra má vícevrstvou strukturu. K zemskému povrchu přiléhá troposféra – nejhustší vrstva vzduchu o velikosti od 8 do 18 km v různých zeměpisných šířkách. Nad troposférou je stratosféra- vrstva vzduchu o velikosti až 40-60 km, ve které se tvoří molekuly ozonu tvořící ozonovou vrstvu atmosféry. Ještě řidší vrstva vzduchu se rozprostírá nad stratosférou o velikosti až 80 km - mezosféra, výše uvedené termosféra- vrstva atmosféry vysoká až 300 km, jejíž teplota dosahuje 1500°C. Za ní je ionosféra- vrstva ionizovaného vzduchu, jejíž velikost je v závislosti na roční a denní době 500-1000 km. Ještě vyšší jsou sekvenčně umístěny exosféra(až 3000 km), jehož hustota se téměř neliší od hustoty bezvzduchového vesmíru a horní hranice zemské atmosféry - magnetosféra(od 3000 do 50000 km), která zahrnuje radiační pásy.
Vzdušné prostředí - atmosféra - plynný obal Země významně ovlivňuje energetické a hydrologické procesy, množství a kvalitu slunečního záření. Meteorologickou a mikroklimatickou složku vzdušného prostředí tvoří teplota vzduchu, jeho vlhkost a pohyblivost, neionizující sluneční záření a barometrický tlak. Fyzikální faktory jako složky životního prostředí a uzavřené prostory zajišťují život a zdraví člověka. Sluneční záření a teplota vzduchu určují tepelný stav člověka, jeho životní funkce: růst, vývoj, odolnost, metabolické procesy, zdraví.
2.2. Fyzikální faktory atmosféry, jejich hygienické vlastnosti a vliv na organismus (teplota, vlhkost, pohyblivost vzduchu, barometrický tlak, elektrický stav vzduchu, tepelné záření, ionizace vzduchu)
Mezi fyzikální parametry vzdušného prostředí patří: teplota, vlhkost, rychlost pohybu (mobilita) vzduchu; Atmosférický tlak; solární radiace; elektrický stav (výboje blesku, ionizace vzduchu, elektrické pole atmosféry); radioaktivita.
Teplota vzduchu. Jednou z podmínek pro realizaci normálního průběhu životních procesů je stálost teploty, při jejímž porušení je možný vývoj závažných, někdy nevratných změn.
Při vystavení tělu nízké teploty vzduch, dochází k porušení trofismu tkání s dalším rozvojem neuritidy, myositidy; snížení odolnosti těla v důsledku reflexního faktoru, který přispívá k rozvoji patologických stavů infekční i neinfekční povahy. Lokální ochlazení (zejména nohou) může vést k nachlazení: tonzilitida, akutní respirační virová infekce, zápal plic. Je to způsobeno reflexním poklesem teploty sliznice horních cest dýchacích (nosohltanu).
Při dlouhodobé expozici vysoká teplota vzduch narušuje metabolismus vody, soli a vitamínů, zejména při fyzické práci. Zvýšené pocení vede ke ztrátě tekutin, solí a vitamínů rozpustných ve vodě. Při vysoké teplotě vzduchu se mění činnost gastrointestinálního traktu. Vylučování chloridových iontů z těla velký počet voda vede k inhibici žaludeční sekrece a snížení baktericidního působení žaludeční šťávy, což vytváří příznivé podmínky pro rozvoj zánětlivých procesů v gastrointestinálním traktu. Vliv vysoké teploty vzduchu také negativně ovlivňuje funkční stav centrály nervový systém(CNS), což se projevuje oslabením pozornosti, porušením přesnosti a koordinace pohybů, zpomalením reakcí. To přispívá ke snížení kvality práce a nárůstu pracovních úrazů.
Nejčastější komplikací je přehřátí nebo tepelná hypertermie (tab. 2.1).
Tabulka 2.1 - Hlavní známky přehřátí organismu
V těžkých případech dochází k přehřátí ve formě úpalu. Dochází k rychlému zvýšení teploty na 41 °C a výše, poklesu krevního tlaku, ztrátě vědomí, zhoršenému složení krve, křeče. Dýchání se stává časté (až 50-60 za minutu), povrchní. V důsledku porušení rovnováhy voda-sůl při vysokých teplotách se může vyvinout křečové onemocnění. Při poskytování první pomoci je nutné provést opatření k ochlazení těla (studená sprcha, koupel apod.).
Komfortní tepelný stav prostředí a osoby je uvažován při teplotě vzduchu 17-22 ° C, maximální přípustná - při horní hranici 25 ° C a spodní hranici 14 ° C; extrémně snesitelné - při 35°C a 10°C; extrémní - při 40°C a 40-50°C. V druhém případě běžné zimní oblečení nedokáže udržet tepelnou rovnováhu těla.
Vlhkost vzduchu. Vlhkost vzduchu je dána vypařováním vody z hladiny oceánů, moří a v menší míře i jezer, řek, vlhké půdy a vegetačního pokryvu.V uzavřených prostorách je domácnost (praní prádla, vaření apod.) příp. výrobní faktory, stejně jako odpařování vlhkosti z povrchu pokožky.
Stupeň vlhkosti vzduchu je určen pojmy absolutní, maximální a relativní vlhkost. Při provádění terénních studií se zjišťuje absolutní, maximální, relativní vlhkost, deficit saturace, deficit fyziologické vlhkosti, rosný bod.
Absolutní vlhkost se určuje množstvím vodní páry v gramech, které je obsaženo v 1 m 3 vzduchu v tento moment(neboli pružnost vodní páry ve vzduchu v milimetrech rtuťový sloupec).
Maximální vlhkost vyznačující se limitním množstvím vodní páry (v gramech na 1 m 3 vzduchu) nasycující vzduch při dané teplotě; může být také vyjádřen v milimetrech rtuti.
relativní vlhkost je poměr vyjádřený v procentech absolutní vlhkost na maximum nebo jinak procento nasycení vzduchu vodní párou v době pozorování. Tato poslední hodnota se používá hlavně v sanitární praxi.
saturační deficit je rozdíl mezi maximální a absolutní vlhkostí.
Fyziologický nedostatek vlhkosti - poměr množství skutečně obsažených vodních par ve vzduchu k jejich maximálnímu množství, které může být obsaženo ve vzduchu při teplotě povrchu lidského těla a plic, tzn. při 34 a 37 °C. Fyziologický deficit vlhkosti ukazuje, kolik gramů vody dokáže z těla vytáhnout každý metr krychlový vdechovaného vzduchu.
rosný bod - teplota, při které vodní pára ve vzduchu nasytí prostor 1 m 3 vzduchu.
Relativní vlhkost a nedostatek saturace mají největší hygienický význam, protože určují stupeň nasycení vzduchu vodní párou a umožňují posoudit intenzitu a rychlost odpařování potu z povrchu těla při dané teplotě. Čím nižší je relativní vlhkost, tím rychleji bude docházet k odpařování vody, tím intenzivnější bude přenos tepla odpařováním potu.
Optimální hodnota relativní vlhkosti je v rozmezí 40-60%, přijatelná spodní - 30%, přijatelná horní - 70%, extrémní spodní - 10-20% a extrémní horní 80-100%.
Pohyb vzduchu. Hlavním faktorem, který určuje pohyb vzduchu (větru), je rozdíl tlaku a teploty. Hygienická hodnota mobility vzduchu je dána vlivem přenosu tepla. Vliv pohybu vzduchu přímo na člověka vede ke zvýšení přenosu tepla z povrchu těla. Při nízkých okolních teplotách to způsobuje ochlazování těla, při vysokých teplotách vzduchu zvyšuje přenos tepla konvekcí a odpařováním, chrání tělo před přehřátím
Atmosférický tlak. Atmosféra, vystavená gravitační síle, vyvíjí tlak na povrch Země a na všechny objekty na něm umístěné. Při hladině moře při 15°C je tato hodnota 760 mm Hg. Umění. Vzhledem k tomu, že vnější tlak je zcela vyvážen vnitřním, naše tělo prakticky necítí tíhu atmosféry. Je možné výrazné zvýšení a snížení atmosférického tlaku, což může vést k nepříznivým změnám v těle.
Snížený atmosférický tlak přispívá k rozvoji komplexu symptomů u lidí, známého jako vysokohorská (horská) nemoc. Může nastat při stoupání do výšky a zpravidla se vyskytuje u pilotů a horolezců při absenci opatření (přístrojů), které chrání před vlivem nízkého atmosférického tlaku. V plicní tkáni dochází k výměně krevních plynů a alveolárního vzduchu. Plyny, které difundují přes membrány, mají sklon k rovnovážnému stavu, pohybují se z oblasti vysokého tlaku do oblasti nízký tlak.
Výšková nemoc vzniká v důsledku snížení parciálního tlaku kyslíku ve vdechovaném vzduchu, což vede k hladovění tkání kyslíkem.
S klesajícím parciálním tlakem kyslíku klesá saturace hemoglobinu kyslíkem a následně dochází k přerušení dodávky kyslíku do buněk. První příznaky nedostatku kyslíku se zjišťují při výstupu do výšky 3000 m bez kyslíkového přístroje.
Mezi opatření pro aklimatizaci na nedostatek kyslíku patří trénink v tlakových komorách, pobyt ve vysokých nadmořských výškách, otužování atd. Pozitivní vliv poskytuje zvýšené množství vitamínů C, P, B1, B2, B6, PP, kyseliny listové.
Zvýšený atmosférický tlak je hlavním výrobním faktorem při výstavbě podvodních tunelů, metra, potápěčských operací atd. Osoby jsou vystaveny krátkodobému (okamžitému) vystavení vysokému tlaku, když explodují bomby, miny, granáty, výstřely a odpaly raket. Nejčastěji se práce v podmínkách vysokého atmosférického tlaku provádí ve speciálních komorách-kesonech nebo skafandrech. Při práci v kesonech se rozlišují tři období: komprese, pobyt v podmínkách vysokého tlaku a dekomprese.
Komprese je charakterizována drobnými funkčními poruchami: tinnitus, městnání, bolest v důsledku mechanického tlaku vzduchu na bubínek. Trénovaní lidé snášejí tuto fázi snadno, bez nepohodlí.
Pobyt v podmínkách vysokého krevního tlaku bývá provázen mírnými funkčními poruchami: snížením tepové a dechové frekvence, snížením maximálního a zvýšení minimálního krevního tlaku, snížením citlivosti kůže a sluchu.
V zóně zvýšeného atmosférického tlaku dochází k nasycení krve a tkání těla vzdušnými plyny (saturace), především dusíkem. Toto nasycení pokračuje, dokud se parciální tlak dusíku v okolním vzduchu nevyrovná s parciálním tlakem dusíku ve tkáních.
Krev se sytí nejrychleji, tuková tkáň nejpomaleji. Tuková tkáň je přitom nasycena dusíkem 5x více než krev nebo jiné tkáně. Celkové množství dusíku rozpuštěného v těle při zvýšeném atmosférickém tlaku může dosáhnout 4-6 litrů proti 1 litru dusíku rozpuštěného za normálního tlaku.
V období dekomprese je v těle pozorován opačný proces – odstraňování plynů z tkání (desaturace). Při správně organizované dekompresi se přes plíce uvolňuje rozpuštěný dusík ve formě plynu (150 ml dusíku za 1 minutu). Při rychlé dekompresi se však dusík nestihne uvolnit a zůstává v krvi a tkáních ve formě bublinek, přičemž největší množství se jich hromadí v nervové tkáni a podkoží. Odtud i z jiných orgánů se dusík dostává do krevního oběhu a způsobuje plynovou embolii (kesonovou nemoc). Nebezpečí plynové embolie nastává, když je parciální tlak dusíku ve tkáních více než 2x vyšší než parciální tlak dusíku v alveolárním vzduchu. charakteristický rys tohoto onemocnění jsou tažné bolesti v kloubech a svalech. Při embolii krevních cév centrálního nervového systému jsou pozorovány závratě, bolesti hlavy, chůze, řeč a křeče. V těžkých případech dochází k parézám končetin, poruchám močení, postiženy jsou plíce, srdce, oči atd. Pro prevenci možného rozvoje dekompresní nemoci je to důležité správná organizace dekomprese a dodržování provozního režimu.
Barometrický tlak pro Bělorusko je stanoven na 740-745 mm Hg. Umění. Denní výkyvy atmosférického tlaku 3-5 mm Hg. Umění. nemají významný vliv na organismus zdravého člověka. S poklesem funkčnosti těla se zvyšuje citlivost na změny barometrického tlaku.
Elektrický stav vzduchu. Pod pojmem "atmosférická elektřina" se obvykle rozumí celý komplex jevů včetně ionizace vzduchu, elektrických a magnetických polí atmosféry.
Ionizace vzduchu. Fyzikální podstata ionizace vzduchu spočívá v působení různých ionizujících faktorů na molekuly vzduchu: radioaktivní prvky, kosmické, UV záření, elektrické, výboje blesku, baloelektrický jev, použití ionizátorů vzduchu.
Ionizací vzduchu se rozumí rozpad molekul a atomů za vzniku iontů vzduchu. V důsledku toho se elektron oddělí od molekuly a ta se nabije kladně a uvolněný volný elektron, který se připojí k jedné z neutrálních molekul, jí dá záporný náboj. V atmosféře proto vzniká dvojice opačně nabitých částic – záporné a kladné ionty.
Molekulární komplexy (10-15 molekul) s jedním elementárním nábojem se nazývají normální neboli lehké ionty. Mají velikost 10-8 cm a mají poměrně vysokou pohyblivost. Lehké ionty se sráží s většími částicemi neustále přítomnými v atmosféře a usazují se na nich a předávají jim svůj náboj. Objevují se sekundární ionty, včetně středních (10-6 cm) a těžkých (10-5 cm) vzduchových iontů.
Iontové složení vzduchu je důležitým hygienickým ukazatelem. Vystavení člověka světlu negativními vzdušnými ionty je příznivým biologickým faktorem. Naopak příliš vysoké koncentrace kladných iontů, zejména těžkých, svědčí o nízké hygienické kvalitě ovzduší.
Poměr počtu těžkých iontů k počtu lehkých iontů určuje ionizační režim vzduchu. Pro charakterizaci ionizace vzduchu se používá koeficient unipolarity (q), který ukazuje poměr počtu kladných iontů k počtu záporných. Čím je vzduch znečištěnější, tím je tento koeficient vyšší.
Množství lehkých iontů závisí na geografických, geologických podmínkách, počasí, úrovni radioaktivity prostředí a znečištění ovzduší. S nárůstem vlhkosti vzduchu se zvyšuje počet těžkých iontů v důsledku rekombinace iontů s kapkami vlhkosti. Snížení atmosférického tlaku podporuje uvolňování radia z půdy, což vede ke zvýšení množství lehkých iontů. Ionizační účinek rozstřikované vody se projevuje zvýšenou ionizací vzduchu, která je patrná zejména u fontán, podél břehů rozbouřené řeky, u nádrží.
Elektrické pole. Země jako celek má vlastnosti záporně nabitého vodiče a atmosféra - kladně nabitého vodiče. V důsledku toho se ionty obou znaků pohybují a vzniká vertikální elektrický proud. Se zvýšením atmosférického tlaku, snížením průhlednosti vzduchu a tvorbou mlhy se elektrické pole může zvýšit 2-5krát. Tak velké změny mohou mít přirozeně negativní dopad na pohodu nemocných, oslabených lidí.
Magnetické pole. Rychlá změna magnetického pole (magnetické poruchy a bouře) vzniká v důsledku zvýšení přílivu nabitých částic z povrchu Slunce v období zvýšené aktivity. Bylo zjištěno, že tyto změny mohou ovlivnit funkční stav CNS a způsobit zvýšení inhibičních procesů. Během období magnetických bouří se frekvence exacerbací neuropsychiatrických onemocnění prudce zvyšuje.
Solární radiace je nejdůležitějším faktorem pro existenci života na Zemi. Z fyzikálního hlediska je sluneční energie proud elektromagnetického záření o různých vlnových délkách. Spektrální složení slunečního záření se pohybuje v širokém rozmezí od dlouhých až po ultrakrátké vlny. Z hygienického hlediska je zajímavá především optická část slunečního spektra, která je rozdělena do tří rozsahů: infračervené paprsky o vlnové délce 28 000 až 760 nm, viditelná část spektra - od 760 do 400 nm a UV část - od 400 do 10 nm.
Bylo zjištěno, že sluneční záření má silný biologický účinek: stimuluje fyziologické procesy v těle, mění metabolismus, zlepšuje pohodu člověka a zvyšuje jeho pracovní kapacitu.
Radioaktivita vzduchu. Přirozená radioaktivita atmosféry závisí na přítomnosti plynů, jako je radon, aktinon a thoron, které jsou produktem rozpadu radia, aktinia a thoria. Vzduch obsahuje uhlík-14, argon-41, fluor-18, síru-32 a řadu dalších izotopů vzniklých v důsledku bombardování atomů dusíku, vodíku a kyslíku proudy částic kosmického záření.
Umělá radioaktivní kontaminace biosféry je důsledkem zkoušek atomových zbraní, havárií jaderné elektrárny a širokého využívání zdrojů ionizujícího záření v průmyslu, zemědělství, medicíně a dalších odvětvích vědy a techniky.
Atmosférickým tlakem se rozumí tlak atmosférického vzduchu na povrchu Země a objektů na něm umístěných. Stupeň tlaku odpovídá hmotnosti atmosférického vzduchu se základnou o určité ploše a konfiguraci.
Základní jednotkou pro měření atmosférického tlaku v soustavě SI je Pascal (Pa). Kromě pascalů se používají také další jednotky měření:
- Bar (1 Ba = 100 000 Pa);
- milimetr rtuti (1 mm Hg = 133,3 Pa);
- kilogram síly na centimetr čtvereční (1 kgf / cm 2 \u003d 98066 Pa);
- technická atmosféra (1 at = 98066 Pa).
Výše uvedené jednotky měření se používají pro technické účely, s výjimkou milimetrů rtuti, které se používají pro předpovědi počasí.
Barometr je hlavním přístrojem pro měření atmosférického tlaku. Zařízení se dělí na dva typy - kapalinové a mechanické. Konstrukce prvního je založena na baňce naplněné rtutí a ponořené otevřeným koncem do nádoby s vodou. Voda v nádobě přenáší tlak sloupce atmosférického vzduchu na rtuť. Jeho výška funguje jako indikátor tlaku.
Mechanické barometry jsou kompaktnější. Princip jejich činnosti spočívá v deformaci kovové desky působením atmosférického tlaku. Deformovatelná deska tlačí na pružinu a ta zase uvádí do pohybu šipku zařízení.
Vliv atmosférického tlaku na počasí
Atmosférický tlak a jeho vliv na stav počasí se mění v závislosti na místě a čase. Liší se v závislosti na nadmořské výšce nad mořem. Navíc dochází k dynamickým změnám souvisejícím s pohybem oblastí vysokého tlaku (anticyklony) a nízkého tlaku (cyklóny).
Ke změnám počasí souvisejícím s atmosférickým tlakem dochází v důsledku pohybu vzduchových mas mezi oblastmi různého tlaku. Pohyb vzduchových hmot tvoří vítr, jehož rychlost závisí na tlakovém rozdílu v místních oblastech, jejich měřítku a vzájemné vzdálenosti. Pohyb vzdušných hmot navíc vede ke změně teploty.
Standardní atmosférický tlak je 101325 Pa, 760 mm Hg. Umění. nebo 1,01325 bar. Člověk však snadno snese široký rozsah tlaku. Například ve městě Mexico City, hlavním městě Mexika s téměř 9 miliony obyvatel, průměrný atmosférický tlak je 570 mm Hg. Umění.
Tím je přesně stanovena hodnota standardního tlaku. Pohodlný tlak má značný rozsah. Tato hodnota je značně individuální a zcela závisí na podmínkách, ve kterých se konkrétní člověk narodil a žil. Náhlý pohyb z oblasti s relativně vysokým tlakem do oblasti s nižším tlakem může ovlivnit práci oběhový systém. Ovšem při delší aklimatizaci Negativní vliv přijde vniveč.
Vysoký a nízký atmosférický tlak
V oblastech vysokého tlaku je počasí klidné, obloha bez mráčku a mírný vítr. Vysoký atmosférický tlak v létě vede k horku a suchu. V oblastech nízkého tlaku převládá oblačno s větrem a srážkami. Díky těmto zónám nastává v létě chladné zatažené počasí s deštěm a v zimě sněhové srážky. Vysoký tlakový rozdíl v obou oblastech je jedním z faktorů vedoucích ke vzniku hurikánů a bouřkových větrů.
ATMOSFÉRA ZEMĚ(Řecká atmosférická pára + sphaira ball) - plynný obal obklopující Zemi. Hmotnost atmosféry je asi 5,15·10 15 Biologický význam atmosféry je obrovský. V atmosféře dochází k výměně hmoty a energie mezi živými a neživá příroda, mezi flórou a faunou. Atmosférický dusík je asimilován mikroorganismy; rostliny díky energii slunce syntetizují organické látky z oxidu uhličitého a vody a uvolňují kyslík. Přítomnost atmosféry zajišťuje zachování vody na Zemi, která je také důležitou podmínkou existence živých organismů.
Studie provedené pomocí vysokohorských geofyzikálních raket, umělých pozemských satelitů a meziplanetárních automatických stanic prokázaly, že zemská atmosféra sahá do vzdálenosti tisíců kilometrů. Hranice atmosféry jsou nestabilní, ovlivňuje je gravitační pole Měsíce a tlak proudění sluneční paprsky. Nad rovníkem v oblasti zemského stínu dosahuje atmosféra výšek kolem 10 000 km a nad póly jsou její hranice 3 000 km od zemského povrchu. Hlavní hmota atmosféry (80–90 %) se nachází ve výškách do 12–16 km, což se vysvětluje exponenciální (nelineární) povahou poklesu hustoty (zřídkavosti) její plynové prostředí jak se zvyšuje nadmořská výška.
Existence většiny živých organismů v vivo je to možné v ještě užších hranicích atmosféry, do 7-8 km, kde dochází ke kombinaci takových atmosférických faktorů, jako je složení plynu, teplota, tlak a vlhkost, nezbytných pro aktivní průběh biologických procesů. Hygienický význam má také pohyb a ionizace vzduchu, atmosférické srážky a elektrický stav atmosféry.
Složení plynu
Atmosféra je fyzikální směs plynů (tab. 1), především dusíku a kyslíku (78,08 a 20,95 obj. %). Poměr atmosférických plynů je až do výšek 80-100 km téměř stejný. Stálost hlavní části plynného složení atmosféry je dána relativním vyrovnáváním procesů výměny plynů mezi živou a neživou přírodou a neustálým promícháváním vzduchových hmot v horizontálním a vertikálním směru.
Tabulka 1. CHARAKTERISTIKA CHEMICKÉHO SLOŽENÍ SUCHÉHO ATMOSFÉRICKÉHO VZDUCHU V BLÍZKOSTI ZEMĚ
|
Složení plynu |
Objemová koncentrace, % |
|
Kyslík |
|
|
Oxid uhličitý |
|
|
Oxid dusičitý |
|
|
Oxid siřičitý |
0 až 0,0001 |
|
0 až 0,000007 v létě, 0 až 0,000002 v zimě |
|
|
oxid dusičitý |
0 až 0,000002 |
|
Kysličník uhelnatý |
|
Ve výškách nad 100 km se procento jednotlivých plynů mění v důsledku jejich difúzního zvrstvení pod vlivem gravitace a teploty. Navíc působením krátkovlnné části ultrafialového a rentgenového záření ve výšce 100 km a více dochází k disociaci molekul kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého na atomy. Ve vysokých nadmořských výškách jsou tyto plyny ve formě vysoce ionizovaných atomů.
Obsah oxidu uhličitého v atmosféře různých oblastí Země je méně konstantní, což je částečně způsobeno nerovnoměrným rozložením velkých průmyslových podniků, které znečišťují ovzduší, a také nerovnoměrným rozložením vegetace a vodních nádrží, které absorbují oxid uhličitý. na Zemi. Také proměnlivé v atmosféře a obsahu aerosoly(viz) - částice ve vzduchu o velikosti od několika milimikronů do několika desítek mikronů - vzniklé v důsledku sopečných erupcí, silných umělých výbuchů, znečištění průmyslovými podniky. Koncentrace aerosolů s výškou rychle klesá.
Nejnestabilnější a nejdůležitější z proměnných složek atmosféry je vodní pára, jejíž koncentrace na zemském povrchu se může pohybovat od 3 % (v tropech) do 2 × 10 -10 % (v Antarktidě). Čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vlhkosti, ceteris paribus, může být v atmosféře a naopak. Převážná část vodní páry se koncentruje v atmosféře až do výšek 8-10 km. Obsah vodní páry v atmosféře závisí na kombinovaném vlivu procesů vypařování, kondenzace a horizontálního transportu. Ve vysokých nadmořských výškách je díky poklesu teploty a kondenzaci par vzduch prakticky suchý.
Atmosféra Země kromě molekulárního a atomového kyslíku obsahuje v malém množství a ozón(viz), jehož koncentrace je velmi proměnlivá a mění se v závislosti na výšce a ročním období. Většina ozónu je obsažena v oblasti pólů koncem polární noci ve výšce 15-30 km s prudkým poklesem nahoru a dolů. Ozon vzniká v důsledku fotochemického působení ultrafialového slunečního záření na kyslík především ve výškách 20-50 km. V tomto případě se dvouatomové molekuly kyslíku částečně rozkládají na atomy a spojením nerozložených molekul tvoří tříatomové molekuly ozonu (polymerní, alotropní forma kyslíku).
Přítomnost skupiny tzv. inertních plynů (helium, neon, argon, krypton, xenon) v atmosféře je spojena s nepřetržitým tokem přirozených procesů radioaktivního rozpadu.
Biologický význam plynů atmosféra je velmi velká. U většiny mnohobuněčných organismů je určitý obsah molekulárního kyslíku v plynu resp vodní prostředí je nepostradatelným faktorem jejich existence, který způsobuje uvolňování energie při dýchání z organických látek vzniklých zpočátku v průběhu fotosyntézy. Není náhodou, že horní hranice biosféry (část povrchu zeměkoule a spodní část atmosféry, kde existuje život) jsou určeny přítomností dostatečného množství kyslíku. V procesu evoluce se organismy přizpůsobily určité hladině kyslíku v atmosféře; změna obsahu kyslíku ve směru snižování nebo zvyšování má nepříznivý vliv (viz. výšková nemoc , Hyperoxie , hypoxie).
Ozon-alotropní forma kyslíku má také výrazný biologický účinek. Při koncentracích nepřesahujících 0,0001 mg/l, což je typické pro letoviska a mořské pobřeží, má ozón léčivý účinek – stimuluje dýchání a kardiovaskulární činnost, zlepšuje spánek. Se zvýšením koncentrace ozonu se projevuje jeho toxický účinek: podráždění očí, nekrotické záněty sliznic dýchacích cest, exacerbace plicních onemocnění, autonomní neurózy. Ozon v kombinaci s hemoglobinem tvoří methemoglobin, což vede k narušení respirační funkce krve; přenos kyslíku z plic do tkání se stává obtížným, rozvíjejí se jevy dušení. Podobně nepříznivě působí na tělo atomový kyslík. Ozon hraje významnou roli při vytváření tepelných režimů různých vrstev atmosféry díky extrémně silné absorpci slunečního záření a zemského záření. Ozon nejintenzivněji pohlcuje ultrafialové a infračervené paprsky. Sluneční paprsky s vlnovou délkou menší než 300 nm jsou téměř úplně absorbovány atmosférickým ozonem. Země je tedy obklopena jakousi „ozónovou clonou“, která mnohé organismy chrání před škodlivými účinky ultrafialového záření ze slunce.Dusík v atmosférickém vzduchu má velký biologický význam především jako zdroj tzv. fixovaný dusík – zdroj rostlinné (a nakonec živočišné) potravy. Fyziologický význam dusíku je dán jeho účastí na vytváření úrovně atmosférického tlaku nezbytného pro životní procesy. Za určitých podmínek tlakových změn hraje dusík hlavní roli při vzniku řady poruch v organismu (viz. dekompresní nemoc). Domněnky, že dusík oslabuje toxický účinek kyslíku na organismus a je absorbován z atmosféry nejen mikroorganismy, ale i vyššími živočichy, jsou kontroverzní.
Inertní plyny atmosféry (xenon, krypton, argon, neon, helium) při parciálním tlaku, který vytvářejí za normálních podmínek, lze klasifikovat jako biologicky indiferentní plyny. Při výrazném zvýšení parciálního tlaku působí tyto plyny narkoticky.
Přítomnost oxidu uhličitého v atmosféře zajišťuje akumulaci sluneční energie v biosféře díky fotosyntéze komplexních uhlíkatých sloučenin, které v průběhu života neustále vznikají, mění se a rozkládají. Tento dynamický systém je udržován v důsledku činnosti řas a suchozemské rostliny které zachycují energii slunečního světla a využívají ji k transformaci oxid uhličitý(viz) a vody na různé organické sloučeniny s uvolňováním kyslíku. Rozšíření biosféry směrem nahoru je částečně omezeno tím, že ve výškách nad 6-7 km nemohou rostliny obsahující chlorofyl žít kvůli nízkému parciálnímu tlaku oxidu uhličitého. Oxid uhličitý je velmi aktivní i fyziologicky, protože hraje důležitou roli v regulaci metabolických procesů, činnosti centrálního nervového systému, dýchání, krevního oběhu a kyslíkového režimu těla. Tato regulace je však zprostředkována vlivem oxidu uhličitého produkovaného samotným tělem, nikoli z atmosféry. V tkáních a krvi zvířat a lidí je parciální tlak oxidu uhličitého přibližně 200krát vyšší než jeho tlak v atmosféře. A pouze s výrazným zvýšením obsahu oxidu uhličitého v atmosféře (více než 0,6-1%) dochází v těle k porušením, označovaným termínem hyperkapnie(cm.). Úplné vyloučení oxidu uhličitého z vdechovaného vzduchu nemůže mít přímý nepříznivý vliv na lidský a zvířecí organismus.
Oxid uhličitý hraje roli při pohlcování dlouhovlnného záření a udržování „skleníkového efektu“, který zvyšuje teplotu v blízkosti zemského povrchu. Zkoumána je i problematika vlivu na tepelné a další režimy atmosféry oxidu uhličitého, který se do ovzduší dostává v obrovských množstvích jako odpadní produkt průmyslu.
Atmosférická vodní pára (vlhkost vzduchu) také ovlivňuje lidský organismus, zejména výměnu tepla s okolím.
V důsledku kondenzace vodní páry v atmosféře se tvoří mraky a srážky (déšť, kroupy, sníh). Vodní pára, rozptylující sluneční záření, se podílí na vytváření tepelného režimu Země a spodních vrstev atmosféry, na utváření meteorologických podmínek.
Atmosférický tlak
Atmosférický tlak (barometrický) je tlak, kterým působí atmosféra působením gravitace na povrch Země. Hodnota tohoto tlaku v každém bodě atmosféry je rovna hmotnosti nad ním ležícího sloupce vzduchu s jednotkovou základnou, sahajícího nad místo měření až k hranicím atmosféry. Změřte atmosférický tlak barometr(viz) a vyjádřeno v milibarech, v newtonech na metr čtvereční nebo výška sloupce rtuti v barometru v milimetrech, zmenšená na 0° a normální hodnota gravitačního zrychlení. V tabulce. 2 ukazuje nejčastěji používané jednotky atmosférického tlaku.
Ke změně tlaku dochází v důsledku nerovnoměrného ohřevu vzduchových hmot umístěných nad zemí a vodou v různých zeměpisných šířkách. S rostoucí teplotou klesá hustota vzduchu a tlak, který vytváří. Obrovská akumulace rychle se pohybujícího vzduchu se sníženým tlakem (s poklesem tlaku z periferie do středu víru) se nazývá cyklón, se zvýšeným tlakem (se zvýšením tlaku směrem ke středu víru) - an anticyklóna. Pro předpověď počasí jsou důležité neperiodické změny atmosférického tlaku, ke kterým dochází v pohybujících se obrovských masách a jsou spojeny se vznikem, rozvojem a destrukcí anticyklon a cyklón. Zvláště velké změny atmosférického tlaku jsou spojeny s rychlým pohybem tropických cyklón. Současně se atmosférický tlak může měnit o 30-40 mbar za den.
Pokles atmosférického tlaku v milibarech na vzdálenost 100 km se nazývá horizontální barometrický gradient. Typicky je horizontální barometrický gradient 1–3 mbar, ale v tropických cyklónech někdy stoupá až k desítkám milibarů na 100 km.
Se stoupající nadmořskou výškou klesá atmosférický tlak v logaritmickém vztahu: nejprve velmi prudce a poté stále méně znatelně (obr. 1). Křivka barometrického tlaku je tedy exponenciální.
Pokles tlaku na jednotku vertikální vzdálenosti se nazývá vertikální barometrický gradient. Často používají jeho reciproční - barometrický krok.
Vzhledem k tomu, že barometrický tlak je součtem parciálních tlaků plynů, které tvoří vzduch, je zřejmé, že se vzestupem do výšky spolu s poklesem celkového tlaku atmosféry parciální tlak plynů tvořících ve vzduchu také klesá. Hodnota parciálního tlaku libovolného plynu v atmosféře se vypočítá podle vzorce
kde Px je parciální tlak plynu, Pz je atmosférický tlak ve výšce Z, X% je procento plynu, jehož parciální tlak má být určen.
Rýže. 1. Změna barometrického tlaku v závislosti na nadmořské výšce.
Rýže. 2. Změna parciálního tlaku kyslíku v alveolárním vzduchu a saturace arteriální krev kyslíku v závislosti na změně nadmořské výšky při dýchání vzduchu a kyslíku. Kyslíkové dýchání začíná z výšky 8,5 km (experiment v tlakové komoře).
Rýže. 3. Srovnávací křivky průměrných hodnot aktivního vědomí u člověka v minutách v různých výškách po rychlém vzestupu při dýchání vzduchu (I) a kyslíku (II). Ve výškách nad 15 km je stejně narušeno aktivní vědomí při dýchání kyslíku a vzduchu. Ve výškách do 15 km kyslíkové dýchání výrazně prodlužuje dobu aktivního vědomí (experiment v tlakové komoře).
Vzhledem k tomu, že procentuální složení atmosférických plynů je relativně konstantní, je pro určení parciálního tlaku libovolného plynu nutné znát pouze celkový barometrický tlak v dané výšce (obr. 1 a tabulka 3).
Tabulka 3. TABULKA STANDARDNÍ ATMOSFÉRY (GOST 4401-64) 1
|
Geometrická výška (m) |
Teplota |
barometrický tlak |
Parciální tlak kyslíku (mmHg) |
|||
|
mmHg Umění. |
||||||
1 Uvedeno ve zkrácené podobě a doplněno sloupcem „Parciální tlak kyslíku“.
Při stanovení parciálního tlaku plynu ve vlhkém vzduchu je třeba od barometrického tlaku odečíst tlak (elasticitu) nasycených par.
Vzorec pro stanovení parciálního tlaku plynu ve vlhkém vzduchu se bude mírně lišit od vzorce pro suchý vzduch:
kde pH 2 O je elasticita vodní páry. Při t° 37° je elasticita nasycené vodní páry 47 mm Hg. Umění. Tato hodnota se používá při výpočtu parciálních tlaků plynů v alveolárním vzduchu v přízemních a vysokohorských podmínkách.
Vliv na tělo zvýšené a snížený tlak. Změny barometrického tlaku směrem nahoru nebo dolů mají různé účinky na organismus zvířat i člověka. Vliv zvýšeného tlaku je spojen s mechanickým a penetračním fyzikálním a chemickým působením plynného média (tzv. kompresní a penetrační efekty).
Účinek komprese se projevuje: celkovou objemovou kompresí, v důsledku rovnoměrného nárůstu sil mechanického tlaku na orgány a tkáně; mechanonarkóza v důsledku rovnoměrné objemové komprese při velmi vysokém barometrickém tlaku; místní nerovnoměrný tlak na tkáně, které omezují dutiny obsahující plyn v případě přerušení spojení mezi vnějším vzduchem a vzduchem v dutině, například střední ucho, pomocné dutiny nosu (viz obr. barotrauma); zvýšení hustoty plynů ve zevním dýchacím systému, což způsobuje zvýšení odporu vůči respiračním pohybům, zejména při nuceném dýchání (cvičení, hyperkapnie).
Penetrační účinek může vést k toxickému působení kyslíku a indiferentních plynů, jejichž zvýšení obsahu v krvi a tkáních vyvolává narkotickou reakci, první známky řezu při použití směsi dusíku a kyslíku se u člověka objevují při tlak 4-8 atm. Zvýšení parciálního tlaku kyslíku zpočátku snižuje úroveň fungování kardiovaskulárního a respiračního systému v důsledku odstavení regulačního účinku fyziologické hypoxémie. Při zvýšení parciálního tlaku kyslíku v plicích nad 0,8-1 ata se projevuje jeho toxický účinek (poškození plicní tkáně, křeče, kolaps).
Penetračního a kompresního účinku zvýšeného tlaku plynného prostředí se využívá v klinické medicíně při léčbě různých onemocnění s celkovým i lokálním zhoršením zásobování kyslíkem (viz. baroterapie , kyslíková terapie).
Snížení tlaku má na tělo ještě výraznější vliv. V extrémně řídké atmosféře je hlavním patogenetickým faktorem vedoucím ke ztrátě vědomí během několika sekund a ke smrti za 4-5 minut snížení parciálního tlaku kyslíku ve vdechovaném vzduchu a poté v alveolárním vzduchu. krve a tkání (obr. 2 a 3). Střední hypoxie způsobuje rozvoj adaptačních reakcí dýchacího systému a hemodynamiky, zaměřených na udržení zásobení kyslíkem především životně důležitých orgánů (mozek, srdce). Při výrazném nedostatku kyslíku jsou inhibovány oxidační procesy (díky respiračním enzymům) a narušeny aerobní procesy tvorby energie v mitochondriích. To vede nejprve k poruše funkcí životně důležitých orgánů a následně k nevratnému strukturálnímu poškození a smrti organismu. Rozvoj adaptačních a patologických reakcí, změny funkčního stavu organismu a výkonnosti člověka s poklesem atmosférického tlaku jsou dány mírou a rychlostí poklesu parciálního tlaku kyslíku ve vdechovaném vzduchu, délkou pobytu na nadmořská výška, intenzita vykonávané práce, výchozí stav těla (viz. výšková nemoc).
Pokles tlaku ve výškách (i při vyloučení nedostatku kyslíku) způsobuje vážné poruchy v organismu, spojené pojmem „dekompresní poruchy“, mezi které patří: vysokohorská plynatost, barotitida a barosinusitida, dekompresní nemoc z vysokých nadmořských výšek. a tkáňový emfyzém ve vysoké nadmořské výšce.
Vysokohorská flatulence vzniká v důsledku expanze plynů v gastrointestinálním traktu s poklesem barometrického tlaku na břišní stěnu při stoupání do výšek 7-12 km a více. Určitý význam má uvolňování plynů rozpuštěných ve střevním obsahu.
Expanze plynů vede k natažení žaludku a střev, zvednutí bránice, změně polohy srdce, podráždění receptorového aparátu těchto orgánů a vyvolání patologických reflexů narušujících dýchání a krevní oběh. Často se objevují ostré bolesti v břiše. K podobným jevům občas dochází u potápěčů při výstupu z hloubky k hladině.
Mechanismus vzniku barotitidy a barosinusitidy, projevující se pocitem ucpanosti, resp. bolestí ve středoušním, resp. pomocných dutinách nosu, je obdobný jako u vzniku vysokohorské flatulence.
Pokles tlaku, kromě rozpínání plynů obsažených v tělních dutinách, způsobuje také uvolňování plynů z kapalin a tkání, ve kterých byly pod tlakem rozpuštěny na hladině moře nebo v hloubce, a vznik plynových bublin v těle .
Tento proces uvolňování rozpuštěných plynů (především dusíku) způsobuje vývoj dekompresní nemoc(cm.).
Rýže. 4. Závislost bodu varu vody na nadmořské výšce a barometrickém tlaku. Čísla tlaku jsou umístěna pod odpovídajícími čísly nadmořské výšky.
S poklesem atmosférického tlaku klesá bod varu kapalin (obr. 4). Ve výšce nad 19 km, kde je barometrický tlak roven (nebo menší) elasticitě nasycených par při tělesné teplotě (37 °), může dojít k „vaření“ intersticiální a mezibuněčné tekutiny těla, což má za následek ve velkých žilách, v dutině pohrudnice, žaludku, osrdečníku, ve volné tukové tkáni, to znamená v oblastech s nízkým hydrostatickým a intersticiálním tlakem, se tvoří bubliny vodní páry, rozvíjí se vysokohorský tkáňový emfyzém. Výškový "var" neovlivňuje buněčné struktury, je lokalizován pouze v mezibuněčné tekutině a krvi.
Masivní parní bubliny mohou blokovat práci srdce a krevního oběhu a narušovat fungování životně důležitých systémů a orgánů. Jde o závažnou komplikaci akutní kyslíkové hladovění rozvíjející se ve vysokých nadmořských výškách. Prevenci vysokohorského tkáňového emfyzému lze dosáhnout vytvořením vnějšího protitlaku na tělo pomocí vysokohorského zařízení.
Samotný proces snižování barometrického tlaku (dekomprese) za určitých parametrů se může stát škodlivým faktorem. Podle rychlosti se dekomprese dělí na hladkou (pomalou) a výbušnou. Ten probíhá za méně než 1 sekundu a je doprovázen silným třeskem (jako při výstřelu), tvorbou mlhy (kondenzace vodní páry v důsledku ochlazení expandujícího vzduchu). K explozivní dekompresi obvykle dochází ve výškách, když se rozbije zasklení přetlakového kokpitu nebo přetlakového obleku.
Při explozivní dekompresi trpí plíce jako první. Rychlé zvýšení intrapulmonálního přetlaku (více než 80 mm Hg) vede k výraznému natažení plicní tkáně, což může způsobit rupturu plic (s jejich roztažením 2,3krát). Výbušná dekomprese může také způsobit poškození gastrointestinálního traktu. Velikost přetlaku, který v plicích vznikne, bude do značné míry záviset na rychlosti odtoku vzduchu z plic při dekompresi a objemu vzduchu v plicích. Zvláště nebezpečné je, pokud se horní cesty dýchací v době dekomprese ukáží jako uzavřené (při polykání, zadržování dechu) nebo se dekomprese shoduje s fází hlubokého nádechu, kdy jsou plíce naplněny velkým množstvím vzduchu.
Atmosférická teplota
Teplota atmosféry zpočátku klesá s rostoucí výškou (v průměru z 15° u země na -56,5° ve výšce 11-18 km). Vertikální teplotní gradient v této zóně atmosféry je asi 0,6° na každých 100 m; mění se v průběhu dne a roku (tabulka 4).
Tabulka 4. ZMĚNY VE VERTIKÁLNÍM TEPLOTNÍM GRADIENTU NA STŘEDNÍM PRUHU ÚZEMÍ SSSR
Rýže. 5. Změna teploty atmosféry v různých výškách. Hranice koulí jsou vyznačeny tečkovanou čarou.
Ve výškách 11 - 25 km se teplota stává konstantní a dosahuje -56,5 °; poté začne teplota stoupat, ve výšce 40 km dosahuje 30–40° a ve výšce 50–60 km 70° (obr. 5), což souvisí s intenzivní absorpcí slunečního záření ozonem. Od výšky 60-80 km teplota vzduchu opět mírně klesá (až na 60°C), poté progresivně stoupá a dosahuje 270°C ve výšce 120 km, 800°C ve výšce 220 km, 1500 °C ve výšce 300 km, a
na hranici s vesmírem - více než 3000 °. Nutno podotknout, že díky vysoké řídkosti a nízké hustotě plynů v těchto výškách je jejich tepelná kapacita a schopnost ohřívat chladnější tělesa velmi malá. Za těchto podmínek dochází k přenosu tepla z jednoho tělesa do druhého pouze sáláním. Všechny uvažované změny teploty v atmosféře jsou spojeny s absorpcí tepelné energie Slunce vzdušnými hmotami - přímé i odražené.
Ve spodní části atmosféry v blízkosti zemského povrchu je rozložení teplot závislé na přílivu slunečního záření a má tedy převážně šířkový charakter, to znamená, že čáry stejné teploty - izotermy - jsou rovnoběžné se zeměpisnými šířkami. Jelikož je atmosféra ve spodních vrstvách ohřívána od zemského povrchu, je horizontální změna teploty silně ovlivněna rozložením kontinentů a oceánů, jejichž tepelné vlastnosti jsou odlišné. Referenční knihy obvykle udávají teplotu naměřenou během síťových meteorologických pozorování teploměrem instalovaným ve výšce 2 m nad povrchem půdy. Nejvyšší teploty (až 58°C) jsou pozorovány v pouštích Íránu a v SSSR - na jihu Turkmenistánu (až 50°), nejnižší (až -87°) v Antarktidě a v SSSR - v oblastech Verchojansk a Oymyakon (až -68° ). V zimě může vertikální teplotní gradient v některých případech místo 0,6 ° překročit 1 ° na 100 m nebo dokonce nabývat záporné hodnoty. Šťastný v teplý čas rok se může rovnat mnoha desítkám stupňů na 100 m. Existuje také horizontální teplotní gradient, který se obvykle označuje jako vzdálenost 100 km podél normály k izotermě. Velikost horizontálního teplotního gradientu je desetiny stupně na 100 km a ve frontálních zónách může přesáhnout 10° na 100 m.
Lidské tělo je schopno udržet teplo homeostáze(viz) v poměrně úzkém rozsahu kolísání venkovní teploty - od 15 do 45 °. Výrazné rozdíly teplot atmosféry v blízkosti Země a ve výškách vyžadují použití speciálních ochranných technických prostředků k zajištění tepelné rovnováhy mezi lidským tělem a prostředím při výškových a kosmických letech.
Charakteristické změny atmosférických parametrů (teplota, tlak, chemické složení, elektrický stav) nám umožňují podmíněně rozdělit atmosféru do zón nebo vrstev. Troposféra- nejbližší vrstva k Zemi, jejíž horní hranice sahá na rovníku do 17-18 km, na pólech - do 7-8 km, ve středních zeměpisných šířkách - do 12-16 km. Troposféra se vyznačuje exponenciálním poklesem tlaku, přítomností konstantního vertikálního teplotního gradientu, horizontálními a vertikálními pohyby vzduchových hmot a výraznými změnami vlhkosti vzduchu. Troposféra obsahuje převážnou část atmosféry a také významnou část biosféry; zde vznikají všechny hlavní typy oblačnosti, vznikají vzduchové hmoty a fronty, vznikají cyklóny a anticyklóny. V troposféře dochází vlivem odrazu slunečních paprsků od sněhové pokrývky Země a ochlazování povrchových vrstev vzduchu k tzv. inverzi, tedy zvýšení teploty v atmosféře odspodu. nahoru místo obvyklého poklesu.
V teplém období v troposféře dochází k neustálému turbulentnímu (náhodnému, chaotickému) míšení vzduchových hmot a přenosu tepla prouděním vzduchu (konvekce). Konvekce ničí mlhy a snižuje prašnost spodní atmosféry.
Druhá vrstva atmosféry je stratosféra.
Vychází z troposféry jako úzká zóna (1-3 km) se stálou teplotou (tropopauza) a sahá do výšek kolem 80 km. Charakteristickým rysem stratosféry je progresivní řídnutí vzduchu, mimořádně vysoká intenzita ultrafialového záření, nepřítomnost vodní páry, přítomnost velkého množství ozónu a postupné zvyšování teploty. Vysoký obsah ozonu způsobuje řadu optické jevy(mirages), způsobuje odraz zvuků a má významný vliv na intenzitu a spektrální složení elektromagnetického záření. Ve stratosféře dochází k neustálému promíchávání vzduchu, takže jeho složení je podobné vzduchu troposféry, i když jeho hustota na horních hranicích stratosféry je extrémně nízká. Převládající větry ve stratosféře jsou západní a v horní zóně dochází k přechodu na východní větry.
Třetí vrstva atmosféry je ionosféra, která začíná ze stratosféry a zasahuje do výšek 600-800 km.
Charakteristickými rysy ionosféry jsou extrémní řídkost plynného prostředí, vysoká koncentrace molekulárních a atomových iontů a volných elektronů. teplo. Ionosféra ovlivňuje šíření rádiových vln, způsobuje jejich lom, odraz a absorpci.
Hlavním zdrojem ionizace ve vysokých vrstvách atmosféry je ultrafialové záření Slunce. V tomto případě jsou elektrony vyraženy z atomů plynu, atomy se změní na kladné ionty a vyřazené elektrony zůstávají volné nebo jsou zachyceny neutrálními molekulami za vzniku záporných iontů. Ionizaci ionosféry ovlivňují meteory, korpuskulární, rentgenové a gama záření Slunce a také seismické procesy na Zemi (zemětřesení, sopečné erupce, silné exploze), které generují akustické vlny v ionosféře, zesilují amplitudu a rychlost oscilací částic atmosféry a přispívají k ionizaci molekul a atomů plynu (viz obr. Aeroionizace).
Elektrická vodivost v ionosféře, spojená s vysokou koncentrací iontů a elektronů, je velmi vysoká. Zvýšená elektrická vodivost ionosféry hraje důležitou roli při odrazu rádiových vln a výskytu polárních září.
Ionosféra je oblast letů umělých družic Země a mezikontinentálních balistické střely. V současné době vesmírná medicína studuje možné účinky letových podmínek v této části atmosféry na lidské tělo.
Čtvrtá, vnější vrstva atmosféry - exosféra. Odtud jsou atmosférické plyny rozptýleny do světového prostoru díky disipaci (překonání gravitačních sil molekulami). Poté dochází k postupnému přechodu z atmosféry do meziplanetárního vesmíru. Exosféra se od té druhé liší přítomností velkého množství volných elektronů, které tvoří 2. a 3. radiační pás Země.
Rozdělení atmosféry do 4 vrstev je velmi libovolné. Takže podle elektrických parametrů je celá tloušťka atmosféry rozdělena do 2 vrstev: neutrosféra, ve které převládají neutrální částice, a ionosféra. Teplota rozlišuje troposféru, stratosféru, mezosféru a termosféru, oddělené troposférou, stratosférou a mezopauzou. Vrstva atmosféry, která se nachází mezi 15 a 70 km a vyznačuje se vysokým obsahem ozonu, se nazývá ozonosféra.
Pro praktické účely je vhodné použít mezinárodní standardní atmosféru (MCA), pro kterou jsou akceptovány následující podmínky: tlak na hladině moře při t ° 15 ° je 1013 mbar (1,013 X 10 5 nm 2 nebo 760 mm Hg ); teplota klesá o 6,5° na 1 km na úroveň 11 km (podmíněná stratosféra) a poté zůstává konstantní. V SSSR byla přijata standardní atmosféra GOST 4401 - 64 (tabulka 3).
Srážky. Protože většina atmosférické vodní páry je soustředěna v troposféře, probíhají procesy fázových přechodů vody, které způsobují srážení, především v troposféře. Troposférická oblaka obvykle pokrývají asi 50 % celého zemského povrchu, zatímco oblaka ve stratosféře (ve výškách 20-30 km) a v blízkosti mezopauzy, nazývaná perleťová, respektive noctilucentní oblaka, jsou pozorována poměrně zřídka. V důsledku kondenzace vodní páry v troposféře se tvoří mraky a dochází ke srážkám.
Podle charakteru srážek se srážky dělí na 3 typy: souvislé, přívalové, mrholící. Množství srážek je určeno tloušťkou vrstvy spadlé vody v milimetrech; srážky se měří srážkoměry a srážkoměry. Intenzita srážek se vyjadřuje v milimetrech za minutu.
Rozložení srážek v určitých ročních obdobích a dnech i po území je extrémně nerovnoměrné, a to vlivem cirkulace atmosféry a vlivem zemského povrchu. Ano, na Havajské ostrovy v průměru spadne 12 000 mm ročně a v nejsušších oblastech Peru a Sahary srážky nepřesahují 250 mm a někdy neklesnou i několik let. V roční dynamice srážek se rozlišují tyto typy: rovníkové - s maximem srážek po jaru a podzimní rovnodennost; tropické - s maximem srážek v létě; monzun - s velmi výrazným vrcholem v létě a suché zimě; subtropické - s maximem srážek v zimě a suchém létě; kontinentální mírných zeměpisných šířkách- s maximem srážek v létě; mořské mírné šířky - s maximem srážek v zimě.
Celý atmosféricko-fyzikální komplex klimatických a meteorologických faktorů, které tvoří počasí, je široce využíván pro podporu zdraví, otužování a pro léčebné účely (viz. Klimatoterapie). Spolu s tím bylo zjištěno, že prudké kolísání těchto atmosférických faktorů může nepříznivě ovlivnit fyziologické procesy v těle, způsobit rozvoj různých patologických stavů a exacerbaci nemocí, které se nazývají meteotropní reakce (viz. Klimatopatologie). Zvláště důležité jsou v tomto ohledu časté, dlouhodobé poruchy atmosféry a náhlé výkyvy meteorologických faktorů.
Meteotropní reakce jsou pozorovány častěji u lidí trpících onemocněním kardiovaskulárního systému, polyartritidou, bronchiálním astmatem, peptickým vředem, kožními chorobami.
Bibliografie: Belinsky V. A. a Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Biosféra a její zdroje, ed. V. A. Kovdy, Moskva, 1971. Danilov A. D. Chemie ionosféry, L., 1967; Kolobkov N. V. Atmosféra a její život, M., 1968; Kalitin H.H. Základy fyziky atmosféry aplikované v lékařství, L., 1935; Matveev L. T. Základy obecné meteorologie, Fyzika atmosféry, L., 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Ionizace vzduchu a její hygienická hodnota, M., 1963, bibliogr.; it, Metody hygienických výzkumů, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P. N. Kurz meteorologie, L., 1962; Umansky S.P. Člověk ve vesmíru, M., 1970; Khvostikov I. A. Vysoké vrstvy atmosféry, L., 1964; X r g a N A. X. Fyzika atmosféry, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorologie a klimatologie pro geografické fakulty, L., 1968.
Účinky vysokého a nízkého krevního tlaku na tělo- Armstrong G. Letecké lékařství, přel. z angličtiny, M., 1954, bibliogr.; Saltsman G.L. Fyziologické základy pobytu člověka v podmínkách vysokého tlaku plynů prostředí, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. a Khromushkin A. I. Systémy podpory lidského života při výškových a kosmických letech, M., 1968, bibliogr.; Isakov P. K. aj. Teorie a praxe leteckého lékařství, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. a Chernyakov I. N. Kyslík tkanin při extrémních faktorech letu, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Podvodní medicína, přel. z angličtiny, M., 1971, bibliografie; Busby D. E. Space Clinic Medicine, Dordrecht, 1968.
I. H. Chernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.
