Wenn die Lufttemperatur steigt, atmosphärischer Druck. Atmosphärendruck. Veränderung und Einfluss auf das Wetter. Der Aufbau der Erdatmosphäre. Die Auswirkungen der atmosphärischen Luft auf die menschliche Gesundheit
Wenn Sie eine Person sind, deren Wohlbefinden das Wetter vorhersagen kann, dann ist dieser Artikel für Sie.
In meinem Artikel möchte ich darüber sprechen, wie sich Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- und Luftdruckschwankungen auf die menschliche Gesundheit auswirken und wie man negative Auswirkungen vermeiden kann Wetterverhältnisse auf deinem Körper.
Der Mensch ist ein Kind der Natur und ein fester Bestandteil von ihr!
Alles auf dieser Welt hat sein Gleichgewicht und eine klare Beziehung, in diesem Fall werden wir über die Beziehung zwischen Wetterbedingungen und menschlichem Wohlbefinden sprechen.
Manche Menschen, die sich oft in Zeit- und Klimazonen bewegen (häufige Flüge), ändern ständig das Klima und fühlen sich dabei sehr wohl.
Andere dagegen „liegen auf der Couch“ spüren die geringsten Schwankungen der Temperatur und des Luftdrucks, was sich wiederum negativ auf ihr Wohlbefinden auswirkt - diese Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Wetterbedingungen wird als meteorologische Abhängigkeit bezeichnet.
Wetterabhängige Menschen oder Menschen – „Barometer“ – sind meistens krank, leiden an Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, arbeiten oft viel, überanstrengen sich ständig und ruhen sich zu wenig aus.
Zu den meteorologisch abhängigen Menschen gehören Menschen mit Erkrankungen der Arteriosklerose der Gefäße des Herzens, des Gehirns und der unteren Extremitäten, Patienten mit Krankheiten Atmungssysteme s, Bewegungsapparat, Allergiker und Patienten mit Neurasthenie.
Wie wirken sich Änderungen des atmosphärischen Drucks aus?
auf das Wohlbefinden einer Person?
Damit sich eine Person wohlfühlt, sollte der Luftdruck 750 mm betragen. rt. Säule.
Wenn der atmosphärische Druck auch nur um 10 mm in die eine oder andere Richtung abweicht, fühlt sich eine Person unwohl und dies kann ihren Gesundheitszustand beeinträchtigen.
Was passiert, wenn der Luftdruck sinkt?
Bei sinkendem Luftdruck steigt die Luftfeuchtigkeit, Niederschläge und eine Erhöhung der Lufttemperatur sind möglich.
Die ersten, die den Abfall des atmosphärischen Drucks spüren, sind Menschen mit niedrigem Blutdruck (Hypotonie), "Kerne" sowie Menschen mit Atemwegserkrankungen.
Am häufigsten erscheint allgemeine Schwäche, Kurzatmigkeit, Gefühl von Luftmangel, Kurzatmigkeit auftritt.
Ein Abfall des atmosphärischen Drucks ist besonders akut und schmerzhaft für Menschen mit hohem Hirndruck. Sie bekommen schlimmere Migräneanfälle. Auch im Verdauungstrakt ist nicht alles in Ordnung – es kommt zu Darmbeschwerden durch vermehrte Gasbildung.
Wie kann man sich selbst helfen?
Das Wichtigste ist, sich zu normalisieren Blutdruck und es auf dem üblichen (normalen) Niveau zu halten.
Trinken Sie mehr Flüssigkeit (grüner Tee, mit Honig)
Verzichten Sie heutzutage nicht auf Ihren Morgenkaffee
Verzichten Sie heutzutage nicht auf Ihren Morgenkaffee
Nehmen Sie Tinkturen aus Ginseng, Zitronengras, Eleutherococcus
Nehmen Sie nach einem Arbeitstag eine Wechseldusche
Gehen Sie früher als sonst ins Bett
Was passiert, wenn der Luftdruck steigt?
Wenn der atmosphärische Druck steigt, wird das Wetter klar und hat keine plötzlichen Änderungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur.
Bei einem Anstieg des atmosphärischen Drucks verschlechtert sich der Gesundheitszustand bei Bluthochdruckpatienten, Patienten mit Asthma bronchiale und Allergien.
Wenn das Wetter ruhiger wird, steigt die Konzentration schädlicher industrieller Verunreinigungen in der Stadtluft, die für Menschen mit Atemwegserkrankungen ein irritierender Faktor sind.
Häufige Beschwerden sind Kopfschmerzen, Unwohlsein, Herzschmerzen und eine verminderte allgemeine Arbeitsfähigkeit. Ein Anstieg des atmosphärischen Drucks wirkt sich negativ auf den emotionalen Hintergrund aus und ist oft die Hauptursache für sexuelle Störungen.
Ein weiteres negatives Merkmal eines hohen atmosphärischen Drucks ist eine Abnahme der Immunität. Dies liegt daran, dass ein Anstieg des atmosphärischen Drucks die Anzahl der Leukozyten im Blut senkt und der Körper anfälliger für verschiedene Infektionen wird.
Wie kann man sich selbst helfen?
- Machen Sie leichte Morgengymnastik
- Nehmen Sie eine Wechseldusche
- Das morgendliche Frühstück sollte mehr Kalium enthalten (Hüttenkäse, Rosinen, getrocknete Aprikosen, Bananen)
- Tagsüber nicht zu viel essen
Wenn Sie einen erhöhten Hirndruck haben, nehmen Sie vorher die von Ihrem Neuropathologen verschriebenen Medikamente ein
Achten Sie auf Ihr Nerven- und Immunsystem – beginnen Sie an diesem Tag nicht mit wichtigen Dingen
Versuchen Sie, das Beste aus diesem Tag zu machen körperliche Stärke und Emotionen, denn Ihre Stimmung lässt zu wünschen übrig
Wenn Sie zu Hause ankommen, ruhen Sie sich 40 Minuten lang aus, gehen Sie Ihren täglichen Aktivitäten nach und versuchen Sie, früh ins Bett zu gehen.
Wie wirken sich Schwankungen der Luftfeuchtigkeit aus
auf das Wohlbefinden einer Person?
Als niedrige Luftfeuchtigkeit gelten 30 - 40 %, was dazu führt, dass die Luft trocken wird und die Nasenschleimhaut reizen kann.
Trockene Luft macht Allergikern und Asthmatikern zu schaffen.
Was zu tun ist?
Um die Schleimhaut des Nasopharynx zu befeuchten, spülen Sie durch die Nase mit einer leicht salzigen Lösung oder normalem Wasser ohne Kohlensäure.
Jetzt gibt es viele Nasensprays, die Mineralsalze enthalten, helfen, die Nasenwege und den Nasopharynx zu befeuchten, Schwellungen zu lindern und die Nasenatmung zu verbessern.
Was passiert mit dem Körper, wenn die Luftfeuchtigkeit steigt?
Erhöhte Luftfeuchtigkeit, sie beträgt 70 - 90 %, wenn das Klima durch häufige Niederschläge gekennzeichnet ist. Ein Wetterbeispiel mit hohe Luftfeuchtigkeit Luft kann Russland und Sotschi sein.
Hohe Luftfeuchtigkeit wirkt sich nachteilig auf Menschen mit Atemwegserkrankungen aus, da zu diesem Zeitpunkt das Risiko von Unterkühlung und Erkältungen steigt.
Hohe Luftfeuchtigkeit verschlimmert chronische Krankheit Nieren, Gelenke und entzündliche Erkrankungen der weiblichen Geschlechtsorgane (Anhängsel).
Wie kann man sich selbst helfen?
- Wenn möglich, stellen Sie das Klima auf trocken um
- Reduzieren Sie die Exposition gegenüber feuchtem und nassem Wetter
- Wärmen Sie sich auf, wenn Sie das Haus verlassen
- Nimm Vitamine
- Chronische Krankheiten rechtzeitig behandeln und vorbeugen
Wie wirken sich Schwankungen der Lufttemperatur auf das menschliche Wohlbefinden aus?
Für den menschlichen Körper optimale Temperatur Umfeld, beträgt 18 Grad, dies ist die Temperatur, die für die Aufrechterhaltung in dem Raum empfohlen wird, in dem Sie schlafen.
Plötzliche Temperaturänderungen gehen mit einer Änderung des Sauerstoffgehalts in der atmosphärischen Luft einher, was das Wohlbefinden des Menschen erheblich beeinträchtigt.
Der Mann ist Kreatur, die Sauerstoff zum Leben und natürlichen Wohlbefinden benötigt.
Bei Abfall Umgebungstemperatur ist die Luft mit Sauerstoff gesättigt, und wenn sie sich erwärmt, ist im Gegenteil weniger Sauerstoff in der Luft und daher fällt es uns schwer, bei heißem Wetter zu atmen.
Wann steigt an Lufttemperatur und Luftdruck sinken - vor allem leiden Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Atemwegserkrankungen.
Wenn im Gegensatz dazu die Temperatur sinkt und der Luftdruck steigt, haben es Bluthochdruckpatienten, Asthmatiker, Menschen mit Erkrankungen des Verdauungstrakts und Menschen mit Urolithiasis besonders schwer.
Bei einer starken und signifikanten Schwankung der Umgebungstemperatur von etwa 10 Grad tagsüber wird im Körper eine große Menge Histamin produziert.
Histamin ist eine Substanz, die bei gesunden Menschen, ganz zu schweigen von Allergikern, allergische Reaktionen im Körper hervorruft.
Wie kann man sich selbst helfen?
Beschränken Sie in diesem Zusammenhang vor einem starken Kälteeinbruch die Verwendung von Nahrungsmitteln, die Allergien auslösen können (Zitrusfrüchte, Schokolade, Kaffee, Tomaten).
Zur Zeit extreme Hitze, der Körper verliert viel Flüssigkeit und damit in Sommerzeit trinken Sie mehr gereinigtes Wasser - dies hilft, Ihr Herz, Ihre Blutgefäße und Ihre Nieren zu schonen.
Hören Sie immer auf Wettervorhersagen. Der Besitz von Informationen über Temperaturänderungen hilft Ihnen, die Wahrscheinlichkeit einer Verschlimmerung chronischer Krankheiten zu verringern und Sie möglicherweise vor dem Auftreten neuer Gesundheitsprobleme zu bewahren?!
Was sind magnetische stürme
und
Wie wirken sie sich auf das Wohlbefinden einer Person aus?
Sonneneruptionen, Finsternisse und andere geophysikalische und kosmische Faktoren beeinträchtigen die menschliche Gesundheit.
Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass sie in den letzten 15 bis 25 Jahren zusammen mit der Wettervorhersage über Magnetstürme sprechen und vor möglichen Verschlimmerungen von Krankheiten bei bestimmten Personengruppen warnen?
Jeder von uns reagiert auf Magnetstürme, aber nicht jeder bemerkt es, geschweige denn verbindet es mit einem Magnetsturm.
Laut Statistik werden an Tagen mit Magnetstürmen die meisten Krankenwagen gerufen hypertensive Krisen, Herzinfarkte und Schlaganfälle.
Heutzutage steigt nicht nur die Zahl der Krankenhauseinweisungen in kardiologischen und neurologischen Abteilungen, sondern auch die Zahl der Todesfälle durch Herzinfarkt und Schlaganfall.
Warum hindern uns Magnetstürme am Leben?
Bei magnetischen Stürmen wird die Arbeit der Hypophyse gehemmt.
Die Hypophyse ist eine Drüse im Gehirn, die Melatonin produziert.
Melatonin ist eine Substanz, die wiederum die Arbeit der Geschlechtsdrüsen und der Nebennierenrinde steuert, und der Stoffwechsel und die Anpassung unseres Körpers an widrige Umweltbedingungen hängen von der Nebennierenrinde ab.
Einst wurden sogar Studien durchgeführt, in denen nachgewiesen wurde, dass bei Magnetstürmen die Produktion von Melatonin unterdrückt wird und mehr Cortisol, das Stresshormon, in der Nebennierenrinde ausgeschüttet wird.
Längere oder häufige Einwirkung magnetischer Stürme auf den Körper kann zu einer Störung des Biorhythmus führen, der ebenfalls von der Hypophyse gesteuert wird. Die Folge davon kann nicht nur eine Verschlechterung des Wohlbefindens sein, sondern auch ernsthafte Probleme mit Gesundheit (zum Beispiel: Neurosen, chronisches Müdigkeitssyndrom, hormonelle Störungen).
Abschließend möchte ich sagen, dass Menschen, die wenig Zeit im Freien verbringen, häufiger unter Wetterumschwüngen leiden und daher schon geringe Wetterschwankungen zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können.
"11 Möglichkeiten, die Wetterabhängigkeit loszuwerden"
1. Härten
2. Schwimmen
3. Gehen, Laufen
4. Häufige Spaziergänge an der frischen Luft
5. Gesundes und nahrhaftes Essen
6. Genügend Schlaf
7. Korrektur der emotionalen Sphäre (autogenes Training, Entspannung, Yoga, Massage, Gespräch mit einem Psychologen)
8. Einnahme von Vitaminen
9. Essen Sie saisonale Lebensmittel
10. Ablehnung schlechte Angewohnheiten
11. Gewichtsnormalisierung
Tipps für plötzliche Wetterumschwünge
- Schränken Sie die körperliche Aktivität ein.
- Vermeiden Sie zusätzlichen emotionalen und körperlichen Stress.
- Überessen Sie Salz nicht und missbrauchen Sie es nicht.
- Gehen Sie mindestens 1 Stunde vor dem Schlafengehen im Freien.
- Beruhigungsmittel nehmen.
- Vergessen Sie nicht die Vitamine C und B.
Kontrollieren Sie Ihren Blutdruck und vergessen Sie nicht, die von Ihrem Kardiologen verschriebenen Medikamente einzunehmen. Neurologe, Pneumologe oder Allergologe.
Bei Blutdruckanstieg Nacken und Brustwirbelsäule massieren.
2.1. Struktur Erdatmosphäre. Die Auswirkungen der atmosphärischen Luft auf die menschliche Gesundheit
Die Atmosphäre ist mehrschichtig aufgebaut. Die Troposphäre grenzt an die Erdoberfläche - die dichteste Luftschicht mit einer Größe von 8 bis 18 km in verschiedenen Breitengraden. Oberhalb der Troposphäre ist Stratosphäre- eine bis zu 40-60 km große Luftschicht, in der sich Ozonmoleküle bilden, die die Ozonschicht der Atmosphäre bilden. Eine noch dünnere Luftschicht erstreckt sich über der Stratosphäre bis zu 80 km groß - Mesosphäre, das obige folgt Thermosphäre- eine bis zu 300 km hohe Schicht der Atmosphäre, deren Temperatur 1500°C erreicht. Hinter ihr ist Ionosphäre- eine Schicht ionisierter Luft, deren Größe je nach Jahres- und Tageszeit 500-1000 km beträgt. Noch höhere werden nacheinander platziert Exosphäre(bis zu 3000 km), deren Dichte sich fast nicht von der Dichte des luftlosen Weltraums unterscheidet, und die obere Grenze der Erdatmosphäre - Magnetosphäre(von 3000 bis 50000 km), einschließlich Strahlungsgürtel.
Die Luftumgebung - die Atmosphäre - die gasförmige Hülle der Erde beeinflusst maßgeblich die energetischen und hydrologischen Prozesse, die Quantität und Qualität der Sonnenstrahlung. Die meteorologische und mikroklimatische Komponente der Luftumgebung besteht aus der Lufttemperatur, ihrer Feuchtigkeit und Mobilität, der nichtionisierenden Sonnenstrahlung und dem barometrischen Druck. Physikalische Faktoren als Bestandteile der Umwelt und umschlossener Räume sichern das Leben und die Gesundheit des Menschen. Sonneneinstrahlung und Lufttemperatur bestimmen den thermischen Zustand eines Menschen, seine Lebensfunktionen: Wachstum, Entwicklung, Widerstandsfähigkeit, Stoffwechselvorgänge, Gesundheit.
2.2. Physikalische Faktoren der Atmosphäre, ihre hygienischen Eigenschaften und Einfluss auf den Körper (Temperatur, Feuchtigkeit, Luftmobilität, Luftdruck, elektrischer Zustand der Luft, Wärmestrahlung, Luftionisation)
Zu den physikalischen Parametern der Luftumgebung gehören: Temperatur, Feuchtigkeit, Bewegungsgeschwindigkeit (Mobilität) der Luft; Atmosphärendruck; Sonnenstrahlung; elektrischer Zustand (Blitzentladungen, Luftionisation, elektrisches Feld der Atmosphäre); Radioaktivität.
Lufttemperatur. Eine der Bedingungen für die Durchführung normaler Lebensprozesse ist die Temperaturkonstanz, bei deren Verletzung die Entwicklung schwerwiegender, manchmal irreversibler Veränderungen möglich ist.
Wenn es dem Körper ausgesetzt ist niedrige Temperaturen Luft, es gibt eine Verletzung des Gewebetrophismus mit der weiteren Entwicklung von Neuritis, Myositis; eine Abnahme des körpereigenen Widerstands aufgrund des Reflexfaktors, der zur Entwicklung pathologischer Zustände sowohl infektiöser als auch nicht infektiöser Natur beiträgt. Lokale Abkühlung (insbesondere der Beine) kann zu Erkältungen führen: Mandelentzündung, akute Virusinfektion der Atemwege, Lungenentzündung. Dies ist auf eine reflektorische Abnahme der Temperatur der Schleimhaut der oberen Atemwege (Nasopharynx) zurückzuführen.
Bei längerer Exposition hohe Temperatur Luft gestörter Wasser-Salz- und Vitaminstoffwechsel, besonders bei körperlicher Arbeit. Verstärktes Schwitzen führt zum Verlust von Flüssigkeit, Salzen und wasserlöslichen Vitaminen. Bei hoher Lufttemperatur ändert sich die Aktivität des Magen-Darm-Trakts. Ausscheidung von Chloridionen aus dem Körper eine große Anzahl Wasser führt zu einer Hemmung der Magensekretion und einer Verringerung der bakteriziden Wirkung von Magensaft, was günstige Bedingungen für die Entwicklung von Entzündungsprozessen im Magen-Darm-Trakt schafft. Auch der Einfluss hoher Lufttemperaturen wirkt sich negativ auf den Funktionszustand der Zentrale aus nervöses System(ZNS), was sich in einer Schwächung der Aufmerksamkeit, einer Verletzung der Genauigkeit und Koordination von Bewegungen, einer Verlangsamung der Reaktionen äußert. Dies trägt zu einer Verschlechterung der Arbeitsqualität und einer Zunahme von Arbeitsunfällen bei.
Die häufigste Komplikation ist Überhitzung oder thermische Hyperthermie (Tabelle 2.1).
Tabelle 2.1 - Die wichtigsten Anzeichen einer Überhitzung des Körpers
In schweren Fällen tritt eine Überhitzung in Form eines Hitzschlags auf. Es kommt zu einem schnellen Temperaturanstieg auf 41 ° C und darüber, Blutdruckabfall, Bewusstlosigkeit, Beeinträchtigung der Blutzusammensetzung, Krämpfen. Das Atmen wird häufig (bis zu 50-60 pro Minute), oberflächlich. Als Folge einer Verletzung des Wasser-Salz-Gleichgewichts bei hohen Temperaturen können sich Krampferkrankungen entwickeln. Bei der Erstversorgung sind Maßnahmen zur Körperkühlung (kühle Dusche, Bad etc.) erforderlich.
Ein angenehmer thermischer Zustand der Umgebung und einer Person wird bei einer Lufttemperatur von 17-22 ° C als maximal zulässig angesehen - bei einer Obergrenze von 25 ° C und einer Untergrenze von 14 ° C; extrem verträglich - jeweils bei 35°C und 10°C; extrem - bei 40°C und 40-50°C. Im letzteren Fall kann gewöhnliche Winterkleidung das thermische Gleichgewicht des Körpers nicht aufrechterhalten.
Luftfeuchtigkeit. Die atmosphärische Luftfeuchtigkeit wird durch die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche der Ozeane, Meere und in geringerem Maße von Seen, Flüssen, feuchten Böden und Pflanzenbedeckungen bestimmt, in geschlossenen Räumen, im Haushalt (Wäsche waschen, kochen usw.) und Produktionsfaktoren sowie Feuchtigkeitsverdunstung von der Hautoberfläche.
Der Grad der Luftfeuchtigkeit wird durch die Begriffe absolute, maximale und relative Luftfeuchtigkeit bestimmt. Bei der Durchführung von Feldstudien werden absolute, maximale, relative Feuchtigkeit, Sättigungsdefizit, physiologisches Feuchtigkeitsdefizit, Taupunkt gefunden.
Absolute Feuchtigkeit wird durch die Menge an Wasserdampf in Gramm bestimmt, die in 1 m 3 Luft enthalten ist dieser Moment(oder die Elastizität von Wasserdampf in der Luft in Millimetern Quecksilbersäule).
Maximale Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet durch die Grenzmenge an Wasserdampf (in Gramm pro 1 m 3 Luft), die die Luft bei einer gegebenen Temperatur sättigt; er kann auch in Millimeter Quecksilbersäule ausgedrückt werden.
relative Luftfeuchtigkeit ist das in Prozent ausgedrückte Verhältnis absolute Feuchtigkeit auf das Maximum oder andernfalls den Prozentsatz der Luftsättigung mit Wasserdampf zum Zeitpunkt der Beobachtung. Dieser letzte Wert wird hauptsächlich in der Sanitärpraxis verwendet.
Sättigungsdefizit ist die Differenz zwischen maximaler und absoluter Luftfeuchtigkeit.
Physiologischer Feuchtigkeitsmangel - das Verhältnis der tatsächlich in der Luft enthaltenen Wasserdampfmenge zu ihrer maximalen Menge, die bei der Temperatur der Oberfläche des menschlichen Körpers und der Lunge in der Luft enthalten sein kann, d.h. jeweils bei 34 und 37°C. Das physiologische Feuchtigkeitsdefizit gibt an, wie viel Gramm Wasser jeder Kubikmeter Atemluft dem Körper entziehen kann.
Taupunkt - die Temperatur, bei der Wasserdampf in der Luft den Raum von 1 m 3 Luft sättigt.
Relative Luftfeuchtigkeit und Sättigungsmangel sind von größter hygienischer Bedeutung, da sie den Grad der Luftsättigung mit Wasserdampf bestimmen und eine Aussage über die Intensität und Geschwindigkeit der Schweißverdunstung von der Körperoberfläche bei einer gegebenen Temperatur ermöglichen. Je niedriger die relative Luftfeuchtigkeit ist, desto schneller erfolgt die Verdunstung von Wasser und desto intensiver ist die Wärmeübertragung durch die Verdunstung von Schweiß.
Der optimale Wert der relativen Luftfeuchtigkeit liegt im Bereich von 40-60%, akzeptabler niedriger - 30%, akzeptabler oberer - 70%, extrem niedriger - 10-20% und extremer oberer 80-100%.
Luftbewegung. Der Hauptfaktor, der die Luftbewegung (Wind) bestimmt, ist der Druck- und Temperaturunterschied. Der hygienische Wert der Luftmobilität wird durch die Wirkung der Wärmeübertragung bestimmt. Der Einfluss der Luftmobilität direkt auf eine Person führt zu einer Erhöhung der Wärmeübertragung von der Körperoberfläche. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen bewirkt dies eine Abkühlung des Körpers, bei hohen Lufttemperaturen erhöht die Wärmeübertragung durch Konvektion und Verdunstung den Schutz des Körpers vor Überhitzung
Atmosphärendruck. Die der Schwerkraft unterworfene Atmosphäre übt Druck auf die Erdoberfläche und alle darauf befindlichen Objekte aus. Auf Meereshöhe bei 15°C beträgt dieser Wert 760 mmHg. Kunst. Da der Außendruck durch den Innendruck vollständig ausgeglichen wird, spürt unser Körper die Schwere der Atmosphäre praktisch nicht. Ein erheblicher Anstieg und Abfall des atmosphärischen Drucks ist möglich, was zu nachteiligen Veränderungen im Körper führen kann.
Reduzierter atmosphärischer Druck trägt zur Entstehung eines Symptomkomplexes beim Menschen bei, der als Höhen-(Berg-)Krankheit bekannt ist. Es kann beim Aufstieg in eine Höhe auftreten und tritt in der Regel bei Piloten und Kletterern auf, wenn keine Maßnahmen (Geräte) vorhanden sind, die vor dem Einfluss eines niedrigen atmosphärischen Drucks schützen. Im Lungengewebe findet ein Austausch von Blutgasen und Alveolarluft statt. Gase, die durch Membranen diffundieren, neigen zu einem Gleichgewichtszustand und bewegen sich von einem Bereich mit hohem Druck in einen Bereich niedriger Druck.
Höhenkrankheit tritt als Folge einer Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks in der eingeatmeten Luft auf, was zu Sauerstoffmangel im Gewebe führt.
Wenn der Sauerstoffpartialdruck abnimmt, nimmt die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins ab, gefolgt von einer Unterbrechung der Sauerstoffversorgung der Zellen. Die ersten Symptome von Sauerstoffmangel werden beim Aufstieg auf eine Höhe von 3000 m ohne Sauerstoffgerät festgestellt.
Maßnahmen zur Gewöhnung an Sauerstoffmangel sind Training in Druckkammern, Aufenthalt in großer Höhe, Abhärtung etc. Positiver Einfluss liefert eine erhöhte Menge an Vitamin C, P, B1, B2, B6, PP, Folsäure.
Erhöhter atmosphärischer Druck ist der Hauptproduktionsfaktor beim Bau von Unterwassertunneln, U-Bahnen, Tauchbetrieben usw. Personen werden kurzzeitig (sofort) hohem Druck ausgesetzt, wenn Bomben, Minen, Granaten, Schüsse und Raketenstarts explodieren. Meistens werden Arbeiten unter Bedingungen mit hohem atmosphärischem Druck in speziellen Kammern, Caissons oder Raumanzügen durchgeführt. Bei der Arbeit in Caissons werden drei Perioden unterschieden: Kompression, Aufenthalt unter Hochdruckbedingungen und Dekompression.
Die Kompression ist durch geringfügige Funktionsstörungen gekennzeichnet: Tinnitus, Stauungen, Schmerzen durch mechanischen Luftdruck auf das Trommelfell. Geschulte Menschen ertragen diese Phase leicht und ohne Beschwerden.
Der Aufenthalt unter Bluthochdruck wird normalerweise von leichten Funktionsstörungen begleitet: eine Abnahme der Herzfrequenz und der Atemfrequenz, eine Abnahme des maximalen und eine Erhöhung des minimalen Blutdrucks, eine Abnahme der Hautempfindlichkeit und des Gehörs.
In der Zone erhöhten atmosphärischen Drucks sind Blut und Gewebe des Körpers mit Luftgasen (Sättigung), hauptsächlich Stickstoff, gesättigt. Diese Sättigung setzt sich fort, bis der Stickstoffpartialdruck in der Umgebungsluft dem Stickstoffpartialdruck in den Geweben entspricht.
Blut wird am schnellsten gesättigt, Fettgewebe am langsamsten. Gleichzeitig ist Fettgewebe fünfmal mehr mit Stickstoff gesättigt als Blut oder andere Gewebe. Die Gesamtmenge an im Körper gelöstem Stickstoff bei erhöhtem atmosphärischem Druck kann 4-6 Liter gegenüber 1 Liter Stickstoff erreichen, der bei Normaldruck gelöst ist.
Während der Dekompressionszeit wird im Körper der umgekehrte Prozess beobachtet - die Entfernung von Gasen aus dem Gewebe (Entsättigung). Bei richtig organisierter Dekompression wird gelöster Stickstoff in Form eines Gases durch die Lunge freigesetzt (150 ml Stickstoff in 1 Minute). Bei einer schnellen Dekompression hat Stickstoff jedoch keine Zeit, freigesetzt zu werden, und verbleibt in Form von Blasen im Blut und Gewebe, wobei sich die größte Menge davon im Nervengewebe und Unterhautgewebe ansammelt. Von hier und aus anderen Organen gelangt Stickstoff in die Blutbahn und verursacht eine Gasembolie (Caisson-Krankheit). Die Gefahr einer Gasembolie besteht, wenn der Stickstoffpartialdruck im Gewebe mehr als 2-mal höher ist als der Stickstoffpartialdruck in der Alveolarluft. charakteristisches Merkmal dieser Krankheit sind ziehende Schmerzen in den Gelenken und Muskeln. Bei einer Embolie der Blutgefäße des Zentralnervensystems werden Schwindel, Kopfschmerzen, Gang, Sprache und Krämpfe beobachtet. In schweren Fällen treten Lähmungen der Gliedmaßen, Harnwegsstörungen auf, Lunge, Herz, Augen usw. sind betroffen. Es ist wichtig, die mögliche Entwicklung einer Dekompressionskrankheit zu verhindern richtige Organisation Dekompression und Einhaltung des Betriebsregimes.
Der Luftdruck für Weißrussland wird auf 740-745 mm Hg festgelegt. Kunst. Tägliche Schwankungen des atmosphärischen Drucks von 3-5 mm Hg. Kunst. haben keine signifikante Wirkung auf den Körper eines gesunden Menschen. Mit abnehmender Funktionalität des Körpers steigt die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Luftdrucks.
Elektrischer Zustand der Luft. Unter dem Begriff "atmosphärische Elektrizität" wird üblicherweise ein ganzer Komplex von Phänomenen verstanden, darunter Luftionisation, elektrische und magnetische Felder der Atmosphäre.
Luftionisation. Die physikalische Essenz der Luftionisation besteht in der Einwirkung verschiedener ionisierender Faktoren auf Luftmoleküle: radioaktive Elemente, kosmische, UV-Strahlung, elektrische, Blitzentladungen, balloelektrischer Effekt, die Verwendung von Luftionisatoren.
Unter Luftionisation versteht man den Zerfall von Molekülen und Atomen unter Bildung von Luftionen. Als Ergebnis wird ein Elektron von dem Molekül gelöst und es wird positiv geladen, und das gelöste freie Elektron, das sich mit einem der neutralen Moleküle verbunden hat, verleiht ihm eine negative Ladung. Daher bildet sich in der Atmosphäre ein Paar entgegengesetzt geladener Teilchen - negative und positive Ionen.
Molekülkomplexe (10-15 Moleküle) mit einer Elementarladung werden als normale oder leichte Ionen bezeichnet. Sie haben eine Größe von 10-8 cm und eine relativ hohe Beweglichkeit. Bei der Kollision mit größeren Partikeln, die ständig in der Atmosphäre vorhanden sind, setzen sich leichte Ionen auf ihnen ab und übertragen ihre Ladung auf sie. Sekundärionen treten auf, darunter mittlere (10-6 cm) und schwere (10-5 cm) Luftionen.
Die ionische Zusammensetzung der Luft ist ein wichtiger Hygieneindikator. Die Exposition des Menschen gegenüber leichten negativen Luftionen ist ein günstiger biologischer Faktor. Im Gegenteil, zu hohe Konzentrationen positiver Ionen, insbesondere schwerer, weisen auf eine geringe hygienische Luftqualität hin.
Das Verhältnis der Anzahl schwerer Ionen zur Anzahl leichter Ionen bestimmt das Ionisationsregime der Luft. Zur Charakterisierung der Ionisierung von Luft wird der Unipolaritätskoeffizient (q) verwendet, der das Verhältnis der Anzahl positiver Ionen zur Anzahl negativer Ionen angibt. Je stärker die Luft verschmutzt ist, desto höher ist dieser Koeffizient.
Die Menge an leichten Ionen hängt von den geografischen, geologischen Bedingungen, dem Wetter, dem Grad der Umweltradioaktivität und der Luftverschmutzung ab. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit steigt die Zahl der Schwerionen aufgrund der Rekombination von Ionen mit Feuchtigkeitstropfen. Eine Abnahme des atmosphärischen Drucks fördert die Freisetzung von Radiumemanationen aus dem Boden, was zu einer Zunahme der Menge an leichten Ionen führt. Die ionisierende Wirkung von Sprühwasser äußert sich in einer erhöhten Luftionisation, die sich besonders in der Nähe der Brunnen entlang der Ufer bemerkbar macht stürmische Flüsse, an Stauseen.
Elektrisches Feld. Die Erde als Ganzes hat die Eigenschaften eines negativ geladenen Leiters und die Atmosphäre - eines positiv geladenen. Dadurch bewegen sich die Ionen beider Vorzeichen und es entsteht ein vertikaler elektrischer Strom. Bei einem Anstieg des Atmosphärendrucks, einer Abnahme der Luftdurchlässigkeit und der Bildung von Nebel kann das elektrische Feld um das 2-5-fache ansteigen. Solche großen Veränderungen können sich natürlich negativ auf das Wohlbefinden kranker, geschwächter Menschen auswirken.
Ein Magnetfeld. Eine schnelle Änderung des Magnetfelds (magnetische Störungen und Stürme) entsteht durch eine Zunahme des Zustroms geladener Teilchen von der Sonnenoberfläche während einer Periode erhöhter Aktivität. Es wurde festgestellt, dass diese Veränderungen den Funktionszustand des ZNS beeinflussen können, was zu einer Zunahme der Hemmungsprozesse führt. Während der Zeit magnetischer Stürme nimmt die Häufigkeit von Exazerbationen neuropsychiatrischer Erkrankungen stark zu.
Sonnenstrahlung ist der wichtigste Faktor für die Existenz des Lebens auf der Erde. Physikalisch gesehen ist Sonnenenergie ein Strom elektromagnetischer Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen. Die spektrale Zusammensetzung der Sonnenstrahlung variiert in einem weiten Bereich von langen bis zu ultrakurzen Wellen. Aus hygienischer Sicht ist der optische Teil des Sonnenspektrums von besonderem Interesse, der in drei Bereiche unterteilt wird: Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 28.000 bis 760 nm, der sichtbare Teil des Spektrums - von 760 bis 400 nm und der UV-Teil - von 400 bis 10 nm.
Es wurde festgestellt, dass Sonnenstrahlung eine starke biologische Wirkung hat: Sie stimuliert physiologische Prozesse im Körper, verändert den Stoffwechsel, verbessert das Wohlbefinden des Menschen und erhöht seine Arbeitsfähigkeit.
Radioaktivität der Luft. Die natürliche Radioaktivität der Atmosphäre hängt von der Anwesenheit von Gasen wie Radon, Actinon und Thoron ab, die das Zerfallsprodukt von Radium, Actinium und Thorium sind. Die Luft enthält Kohlenstoff-14, Argon-41, Fluor-18, Schwefel-32 und eine Reihe anderer Isotope, die als Ergebnis des Bombardements von Stickstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen durch Ströme kosmischer Strahlungsteilchen gebildet werden.
Die künstliche radioaktive Kontamination der Biosphäre ist auf Atomwaffentests, Unfälle in Kernkraftwerken und die weit verbreitete Nutzung von Quellen ionisierender Strahlung in Industrie, Landwirtschaft, Medizin und anderen Wissenschafts- und Technologiezweigen zurückzuführen.
Der atmosphärische Druck bezieht sich auf den Druck der atmosphärischen Luft auf der Erdoberfläche und den darauf befindlichen Objekten. Der Grad des Drucks entspricht dem Gewicht der atmosphärischen Luft mit einer Basis von einer bestimmten Fläche und Konfiguration.
Die Grundeinheit zur Messung des atmosphärischen Drucks im SI-System ist Pascal (Pa). Neben Pascal werden auch andere Maßeinheiten verwendet:
- Balken (1 Ba=100000 Pa);
- Millimeter Quecksilbersäule (1 mm Hg = 133,3 Pa);
- Kilogramm Kraft pro Quadratzentimeter (1 kgf / cm 2 \u003d 98066 Pa);
- technische Atmosphäre (1 at = 98066 Pa).
Die oben genannten Maßeinheiten werden für technische Zwecke verwendet, mit Ausnahme von Millimeter Quecksilbersäule, die für Wettervorhersagen verwendet wird.
Das Barometer ist das Hauptinstrument zur Messung des atmosphärischen Drucks. Geräte werden in zwei Typen unterteilt - flüssig und mechanisch. Das Design des ersten basiert auf einem mit Quecksilber gefüllten Kolben, der mit einem offenen Ende in ein Gefäß mit Wasser getaucht ist. Das Wasser im Gefäß überträgt den Druck der atmosphärischen Luftsäule auf Quecksilber. Seine Höhe dient als Indikator für den Druck.
Mechanische Barometer sind kompakter. Das Funktionsprinzip liegt in der Verformung einer Metallplatte unter Einwirkung von Atmosphärendruck. Die verformbare Platte drückt auf die Feder, die wiederum den Pfeil der Vorrichtung in Bewegung setzt.
Einfluss des Luftdrucks auf das Wetter
Der Luftdruck und seine Auswirkung auf die Wetterlage sind orts- und zeitabhängig. Sie variiert je nach Höhe über dem Meeresspiegel. Darüber hinaus gibt es dynamische Veränderungen, die mit der Bewegung von Hochdruckgebieten (Antizyklonen) und Tiefdruckgebieten (Zyklonen) verbunden sind.
Wetteränderungen im Zusammenhang mit dem atmosphärischen Druck treten aufgrund der Bewegung von Luftmassen zwischen Gebieten mit unterschiedlichem Druck auf. Die Bewegung von Luftmassen bildet einen Wind, dessen Geschwindigkeit von der Druckdifferenz in lokalen Gebieten, ihrer Größe und Entfernung voneinander abhängt. Außerdem führt die Bewegung von Luftmassen zu einer Temperaturänderung.
Der Standardatmosphärendruck beträgt 101325 Pa, 760 mm Hg. Kunst. oder 1,01325 bar. Eine Person kann jedoch leicht einen weiten Druckbereich tolerieren. Beispielsweise in der Stadt Mexiko-Stadt, der Hauptstadt Mexikos mit fast 9 Millionen Einwohnern, Durchschnitt atmosphärischer Druck beträgt 570 mm Hg. Kunst.
Damit wird der Wert des Normdrucks exakt bestimmt. Ein angenehmer Druck hat einen erheblichen Bereich. Dieser Wert ist sehr individuell und hängt vollständig von den Bedingungen ab, unter denen eine bestimmte Person geboren wurde und lebte. Somit kann eine plötzliche Bewegung von einem Bereich mit relativ hohem Druck in einen Bereich mit niedrigerem Druck die Arbeit beeinträchtigen Kreislauf. Allerdings mit längerer Eingewöhnung Negativer Einfluss kommt zu nichts.
Hoher und niedriger atmosphärischer Druck
In Hochdruckgebieten ist das Wetter ruhig, der Himmel wolkenlos und der Wind mäßig. Hoher Luftdruck im Sommer führt zu Hitze und Dürren. In Tiefdruckzonen ist das Wetter überwiegend bewölkt mit Wind und Niederschlägen. Dank solcher Zonen setzt im Sommer kühles bewölktes Wetter mit Regen ein und im Winter kommt es zu Schneefällen. Der hohe Druckunterschied in den beiden Gebieten ist einer der Faktoren, die zur Bildung von Hurrikanen und Sturmwinden führen.
ATMOSPHÄRE DER ERDE(Griechischer Atmos-Dampf + Sphaira-Ball) - gasförmige Hülle, die die Erde umgibt. Die Masse der Atmosphäre beträgt etwa 5,15·10 15 Die biologische Bedeutung der Atmosphäre ist enorm. In der Atmosphäre findet ein Masse-Energie-Austausch zwischen Lebewesen und statt unbelebte Natur, zwischen Flora und Fauna. Luftstickstoff wird von Mikroorganismen aufgenommen; pflanzen synthetisieren durch die energie der sonnenenergie aus kohlendioxid und wasser organische substanzen und setzen sauerstoff frei. Das Vorhandensein der Atmosphäre sichert den Erhalt des Wassers auf der Erde, was auch eine wichtige Voraussetzung für die Existenz lebender Organismen ist.
Studien, die mit Hilfe von geophysikalischen Höhenraketen, künstlichen Erdsatelliten und interplanetaren automatischen Stationen durchgeführt wurden, haben ergeben, dass sich die Erdatmosphäre über Tausende von Kilometern erstreckt. Die Grenzen der Atmosphäre sind instabil, sie werden durch das Gravitationsfeld des Mondes und den Druck der Strömung beeinflusst Sonnenstrahlen. Oberhalb des Äquators im Bereich des Erdschattens erreicht die Atmosphäre Höhen von etwa 10.000 km, über den Polen sind ihre Grenzen 3.000 km von der Erdoberfläche entfernt. Die Hauptmasse der Atmosphäre (80-90%) befindet sich in Höhen bis zu 12-16 km, was durch die exponentielle (nichtlineare) Natur der Dichteabnahme (Verdünnung) erklärt wird Gasumgebung mit zunehmender Höhe.
Die Existenz der meisten lebenden Organismen in lebendig Dies ist in noch engeren Grenzen der Atmosphäre bis zu 7-8 km möglich, wo eine Kombination von atmosphärischen Faktoren wie Gaszusammensetzung, Temperatur, Druck und Feuchtigkeit stattfindet, die für den aktiven Ablauf biologischer Prozesse erforderlich sind. Auch die Bewegung und Ionisierung der Luft, atmosphärische Niederschläge und der elektrische Zustand der Atmosphäre sind von hygienischer Bedeutung.
Gaszusammensetzung
Die Atmosphäre ist ein physikalisches Gasgemisch (Tabelle 1), hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff (78,08 und 20,95 Vol.-%). Der Anteil atmosphärischer Gase ist bis zu Höhen von 80-100 km nahezu gleich. Die Konstanz des Hauptteils der Gaszusammensetzung der Atmosphäre beruht auf dem relativen Ausgleich der Gasaustauschprozesse zwischen belebter und unbelebter Natur und der kontinuierlichen Vermischung von Luftmassen in horizontaler und vertikaler Richtung.
Tabelle 1. CHARAKTERISTIK DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG VON TROCKENER ATMOSPHÄRISCHER LUFT IN DER NÄHE DER ERDOBERFLÄCHE
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Gaszusammensetzung |
Volumenkonzentration, % |
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Sauerstoff |
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Kohlendioxid |
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Lachgas |
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Schwefeldioxid |
0 bis 0,0001 |
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0 bis 0,000007 im Sommer, 0 bis 0,000002 im Winter |
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Stickstoffdioxid |
0 bis 0,000002 |
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Kohlenmonoxid |
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In Höhen über 100 km ändert sich der Anteil einzelner Gase aufgrund ihrer diffusen Schichtung unter dem Einfluss von Schwerkraft und Temperatur. Darüber hinaus dissoziieren Sauerstoff-, Stickstoff- und Kohlendioxidmoleküle unter Einwirkung des kurzwelligen Teils von Ultraviolett- und Röntgenstrahlen in einer Höhe von 100 km oder mehr in Atome. In großen Höhen liegen diese Gase in Form hochionisierter Atome vor.
Der Gehalt an Kohlendioxid in der Atmosphäre verschiedener Regionen der Erde ist weniger konstant, was teilweise auf die ungleichmäßige Verteilung großer Industrieunternehmen zurückzuführen ist, die die Luft verschmutzen, sowie auf die ungleichmäßige Verteilung von Vegetation und Wasserbecken, die Kohlendioxid aufnehmen auf der Erde. Auch atmosphärisch und inhaltlich wandelbar Aerosole(siehe) - luftgetragene Partikel mit einer Größe von einigen Millimikrometern bis zu mehreren zehn Mikrometern - entstanden durch Vulkanausbrüche, starke künstliche Explosionen, Verschmutzung durch Industrieunternehmen. Die Konzentration von Aerosolen nimmt mit der Höhe schnell ab.
Der instabilste und wichtigste der variablen Bestandteile der Atmosphäre ist Wasserdampf, dessen Konzentration an der Erdoberfläche zwischen 3 % (in den Tropen) und 2 × 10 -10 % (in der Antarktis) variieren kann. Je höher die Lufttemperatur, desto mehr Feuchtigkeit kann ceteris paribus in der Atmosphäre sein und umgekehrt. Der Großteil des Wasserdampfes konzentriert sich in der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 8-10 km. Der Gehalt an Wasserdampf in der Atmosphäre hängt vom kombinierten Einfluss der Prozesse der Verdunstung, Kondensation und des horizontalen Transports ab. In großen Höhen ist die Luft aufgrund des Temperaturabfalls und der Kondensation von Dämpfen praktisch trocken.
Die Atmosphäre der Erde enthält neben molekularem und atomarem Sauerstoff in geringen Mengen und Ozon(siehe), deren Konzentration sehr variabel ist und je nach Höhe und Jahreszeit variiert. Das meiste Ozon ist in der Region der Pole bis zum Ende der Polarnacht in einer Höhe von 15-30 km mit einer starken Abnahme nach oben und unten enthalten. Ozon entsteht durch die photochemische Einwirkung von ultravioletter Sonnenstrahlung auf Sauerstoff, hauptsächlich in Höhen von 20-50 km. Dabei zerfallen zweiatomige Sauerstoffmoleküle teilweise in Atome und bilden zusammen mit unzersetzten Molekülen dreiatomige Ozonmoleküle (polymere, allotrope Form des Sauerstoffs).
Das Vorhandensein einer Gruppe sogenannter Inertgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon) in der Atmosphäre ist mit dem kontinuierlichen Fluss natürlicher radioaktiver Zerfallsprozesse verbunden.
Die biologische Bedeutung von Gasen Die Atmosphäre ist sehr groß. Bei den meisten vielzelligen Organismen ist ein bestimmter Gehalt an molekularem Sauerstoff in einem Gas bzw aquatische Umgebung ist ein unentbehrlicher Faktor in ihrer Existenz, der die Freisetzung von Energie während der Atmung aus organischen Substanzen verursacht, die ursprünglich im Laufe der Photosynthese entstanden sind. Es ist kein Zufall, dass die oberen Grenzen der Biosphäre (Teil der Oberfläche der Globus und der untere Teil der Atmosphäre, wo Leben existiert) werden durch das Vorhandensein von ausreichend Sauerstoff bestimmt. Organismen haben sich im Laufe der Evolution an einen bestimmten Sauerstoffgehalt der Atmosphäre angepasst; Eine Änderung des Sauerstoffgehalts in Richtung abnehmender oder zunehmender Sauerstoffgehalt wirkt sich nachteilig aus (vgl. Höhenkrankheit , Hyperoxie , Hypoxie).
Auch die ozonallotrope Form des Sauerstoffs hat eine ausgeprägte biologische Wirkung. Bei Konzentrationen von nicht mehr als 0,0001 mg / l, die für Feriengebiete und Meeresküsten typisch sind, wirkt Ozon heilend - es regt die Atmung und die Herz-Kreislauf-Aktivität an, verbessert den Schlaf. Mit zunehmender Ozonkonzentration zeigt sich seine toxische Wirkung: Augenreizung, nekrotische Entzündung der Schleimhäute der Atemwege, Verschlimmerung von Lungenerkrankungen, autonome Neurosen. In Kombination mit Hämoglobin bildet Ozon Methämoglobin, was zu einer Verletzung der Atmungsfunktion des Blutes führt; Die Übertragung von Sauerstoff aus der Lunge in das Gewebe wird schwierig, es entwickeln sich Erstickungserscheinungen. Atomarer Sauerstoff hat eine ähnliche nachteilige Wirkung auf den Körper. Ozon spielt aufgrund der extrem starken Absorption von Sonnenstrahlung und terrestrischer Strahlung eine bedeutende Rolle bei der Schaffung der thermischen Regime verschiedener Schichten der Atmosphäre. Ozon absorbiert ultraviolette und infrarote Strahlen am intensivsten. Sonnenstrahlen mit einer Wellenlänge von weniger als 300 nm werden fast vollständig vom atmosphärischen Ozon absorbiert. Somit ist die Erde von einer Art „Ozonschutzschirm" umgeben, der viele Organismen vor den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung der Sonne schützt. Stickstoff in der atmosphärischen Luft ist von großer biologischer Bedeutung, vor allem als Quelle für sog fester Stickstoff - eine Ressource pflanzlicher (und letztendlich tierischer) Nahrung. Die physiologische Bedeutung von Stickstoff wird durch seine Beteiligung an der Schaffung des für Lebensprozesse erforderlichen Atmosphärendrucks bestimmt. Unter bestimmten Bedingungen von Druckänderungen spielt Stickstoff eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer Reihe von Erkrankungen im Körper (vgl. Dekompressionskrankheit). Vermutungen, dass Stickstoff die toxische Wirkung von Sauerstoff auf den Körper abschwächt und nicht nur von Mikroorganismen, sondern auch von höheren Tieren aus der Atmosphäre aufgenommen wird, sind umstritten.
Die Edelgase der Atmosphäre (Xenon, Krypton, Argon, Neon, Helium) können bei dem von ihnen unter Normalbedingungen erzeugten Partialdruck als biologisch indifferente Gase eingestuft werden. Bei starker Partialdruckerhöhung wirken diese Gase narkotisch.
Das Vorhandensein von Kohlendioxid in der Atmosphäre sorgt für die Akkumulation von Sonnenenergie in der Biosphäre durch die Photosynthese komplexer Kohlenstoffverbindungen, die im Laufe des Lebens kontinuierlich entstehen, sich verändern und zersetzen. Dieses dynamische System wird durch die Aktivität von Algen und Algen aufrechterhalten Land Pflanzen die die Energie des Sonnenlichts einfangen und zur Umwandlung nutzen Kohlendioxid(siehe) und Wasser in eine Vielzahl von organischen Verbindungen unter Freisetzung von Sauerstoff. Die Ausdehnung der Biosphäre nach oben wird teilweise dadurch begrenzt, dass in Höhen von mehr als 6-7 km chlorophyllhaltige Pflanzen aufgrund des geringen Kohlendioxidpartialdrucks nicht leben können. Kohlendioxid ist auch physiologisch sehr aktiv, da es eine wichtige Rolle bei der Regulation von Stoffwechselprozessen, der Aktivität des zentralen Nervensystems, der Atmung, des Blutkreislaufs und des Sauerstoffhaushalts des Körpers spielt. Diese Regulierung wird jedoch durch den Einfluss von Kohlendioxid vermittelt, das vom Körper selbst produziert wird, und nicht aus der Atmosphäre. In den Geweben und im Blut von Tieren und Menschen ist der Partialdruck von Kohlendioxid etwa 200-mal höher als der Druck in der Atmosphäre. Und nur bei einem signifikanten Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre (mehr als 0,6-1%) kommt es zu Verletzungen im Körper, die mit dem Begriff bezeichnet werden Hyperkapnie(cm.). Die vollständige Eliminierung von Kohlendioxid aus der Atemluft kann sich nicht unmittelbar nachteilig auf den menschlichen und tierischen Organismus auswirken.
Kohlendioxid spielt eine Rolle bei der Absorption langwelliger Strahlung und der Aufrechterhaltung des "Treibhauseffekts", der die Temperatur nahe der Erdoberfläche erhöht. Das Problem des Einflusses von Kohlendioxid, das als Abfallprodukt der Industrie in großen Mengen in die Luft gelangt, auf thermische und andere Regime der Atmosphäre wird ebenfalls untersucht.
Auch der atmosphärische Wasserdampf (Luftfeuchtigkeit) beeinflusst den menschlichen Körper, insbesondere den Wärmeaustausch mit der Umgebung.
Durch die Kondensation von Wasserdampf in der Atmosphäre bilden sich Wolken und Niederschlag (Regen, Hagel, Schnee) fällt. Wasserdampf, streuende Sonnenstrahlung, beteiligt sich an der Schaffung des thermischen Regimes der Erde und der unteren Schichten der Atmosphäre, an der Bildung meteorologischer Bedingungen.
Atmosphärendruck
Luftdruck (barometrisch) ist der Druck, den die Atmosphäre unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Erdoberfläche ausübt. Der Wert dieses Druckes an jedem Punkt der Atmosphäre ist gleich dem Gewicht der darüber liegenden Luftsäule mit Einheitsbasis, die sich über den Messort bis zu den Grenzen der Atmosphäre erstreckt. Atmosphärischen Druck messen Barometer(siehe) und ausgedrückt in Millibar, in Newton pro Quadratmeter oder die Höhe der Quecksilbersäule in einem Barometer in Millimetern, reduziert auf 0° und den Normalwert der Erdbeschleunigung. Im Tisch. 2 zeigt die am häufigsten verwendeten Einheiten des atmosphärischen Drucks.
Die Druckänderung tritt aufgrund einer ungleichmäßigen Erwärmung von Luftmassen auf, die sich über Land und Wasser in verschiedenen geografischen Breiten befinden. Mit steigender Temperatur nehmen die Dichte der Luft und der von ihr erzeugte Druck ab. Eine riesige Ansammlung sich schnell bewegender Luft mit reduziertem Druck (mit Druckabfall von der Peripherie zum Zentrum des Wirbels) wird als Zyklon mit erhöhtem Druck (mit Druckanstieg zum Zentrum des Wirbels) bezeichnet - an Antizyklon. Für die Wettervorhersage sind nichtperiodische Luftdruckänderungen wichtig, die in bewegten Massen auftreten und mit der Entstehung, Entwicklung und Zerstörung von Hochdruckgebieten und Wirbelstürmen verbunden sind. Besonders große Änderungen des atmosphärischen Drucks sind mit der schnellen Bewegung tropischer Wirbelstürme verbunden. Gleichzeitig kann der atmosphärische Druck um 30-40 mbar pro Tag schwanken.
Der Abfall des atmosphärischen Drucks in Millibar über eine Entfernung von 100 km wird als horizontaler barometrischer Gradient bezeichnet. Typischerweise beträgt der horizontale barometrische Gradient 1–3 mbar, aber in tropischen Wirbelstürmen steigt er manchmal auf mehrere zehn Millibar pro 100 km.
Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck logarithmisch ab: zunächst sehr stark, dann immer weniger merklich (Abb. 1). Daher ist die barometrische Druckkurve exponentiell.
Die Druckabnahme pro vertikaler Abstandseinheit wird als vertikaler barometrischer Gradient bezeichnet. Oft verwenden sie den Kehrwert davon - den barometrischen Schritt.
Da der barometrische Druck die Summe der Partialdrücke der Gase ist, die die Luft bilden, ist es offensichtlich, dass mit dem Anstieg auf eine Höhe zusammen mit einer Abnahme des Gesamtdrucks der Atmosphäre der Partialdruck der Gase entsteht Die Luft nach oben nimmt ebenfalls ab. Der Wert des Partialdrucks eines beliebigen Gases in der Atmosphäre wird nach der Formel berechnet
wobei P x der Partialdruck des Gases ist, P z der atmosphärische Druck in der Höhe Z ist, X % der Prozentsatz des Gases ist, dessen Partialdruck bestimmt werden soll.
Reis. 1. Änderung des barometrischen Drucks in Abhängigkeit von der Höhe über dem Meeresspiegel.
Reis. 2. Veränderung des Sauerstoffpartialdrucks in der Alveolarluft und Sättigung arterielles Blut Sauerstoff in Abhängigkeit von der Höhenänderung beim Atmen von Luft und Sauerstoff. Die Sauerstoffatmung beginnt ab einer Höhe von 8,5 km (Experiment in einer Druckkammer).
Reis. 3. Vergleichskurven der Durchschnittswerte des aktiven Bewusstseins bei einer Person in Minuten in verschiedenen Höhen nach einem schnellen Anstieg beim Atmen von Luft (I) und Sauerstoff (II). In Höhen über 15 km wird das aktive Bewusstsein beim Atmen von Sauerstoff und Luft gleichermaßen gestört. In Höhen bis zu 15 km verlängert die Sauerstoffatmung die Zeit des aktiven Bewusstseins erheblich (Experiment in einer Druckkammer).
Da die prozentuale Zusammensetzung atmosphärischer Gase relativ konstant ist, ist es zur Bestimmung des Partialdrucks eines beliebigen Gases nur erforderlich, den gesamten barometrischen Druck in einer bestimmten Höhe zu kennen (Abb. 1 und Tabelle 3).
Tabelle 3. TABELLE DER STANDARDATMOSPHÄRE (GOST 4401-64) 1
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Geometrische Höhe (m) |
Temperatur |
Luftdruck |
Sauerstoffpartialdruck (mmHg) |
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mmHg Kunst. |
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1 Abgekürzt angegeben und ergänzt um die Spalte „Sauerstoffpartialdruck“.
Bei der Bestimmung des Partialdrucks eines Gases in feuchter Luft muss der Druck (Elastizität) gesättigter Dämpfe vom barometrischen Druck abgezogen werden.
Die Formel zur Bestimmung des Partialdrucks eines Gases in feuchter Luft unterscheidet sich geringfügig von der für trockene Luft:
wobei pH 2 O die Elastizität von Wasserdampf ist. Bei t° 37° beträgt die Elastizität von gesättigtem Wasserdampf 47 mm Hg. Kunst. Dieser Wert wird zur Berechnung der Partialdrücke von Gasen in der Alveolarluft unter Boden- und Höhenbedingungen verwendet.
Die Wirkung auf den Körper erhöht und verringerter Druck. Luftdruckänderungen nach oben oder unten haben vielfältige Auswirkungen auf den Organismus von Tieren und Menschen. Der Einfluss des erhöhten Drucks ist mit der mechanischen und durchdringenden physikalischen und chemischen Einwirkung des gasförmigen Mediums (den sogenannten Kompressions- und Durchdringungseffekten) verbunden.
Der Kompressionseffekt manifestiert sich durch: allgemeine volumetrische Kompression aufgrund einer gleichmäßigen Erhöhung der mechanischen Druckkräfte auf Organe und Gewebe; Mechanonarkose aufgrund gleichmäßiger volumetrischer Kompression bei sehr hohem Luftdruck; lokaler ungleichmäßiger Druck auf die Gewebe, die die gashaltigen Hohlräume begrenzen, im Falle einer unterbrochenen Verbindung zwischen der Außenluft und der Luft in den Hohlräumen, zum Beispiel dem Mittelohr, den Nebenhöhlen der Nase (siehe Abb. Barotrauma); eine Erhöhung der Gasdichte im äußeren Atmungssystem, die zu einer Erhöhung des Widerstands gegen Atembewegungen führt, insbesondere bei forcierter Atmung (Übung, Hyperkapnie).
Die durchdringende Wirkung kann zu einer toxischen Wirkung von Sauerstoff und indifferenten Gasen führen, deren Gehalt in Blut und Gewebe zu einer narkotischen Reaktion führt, wobei die ersten Anzeichen einer Schnittverletzung bei der Verwendung eines Stickstoff-Sauerstoff-Gemisches beim Menschen auftreten Druck von 4-8 atm. Eine Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks reduziert zunächst das Funktionsniveau des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems aufgrund der Abschaltung der regulatorischen Wirkung der physiologischen Hypoxämie. Bei einem Anstieg des Sauerstoffpartialdrucks in der Lunge um mehr als 0,8-1 ata zeigt sich seine toxische Wirkung (Schädigung des Lungengewebes, Krämpfe, Kollaps).
Die durchdringende und komprimierende Wirkung des erhöhten Drucks des gasförmigen Mediums wird in der klinischen Medizin bei der Behandlung verschiedener Erkrankungen mit allgemeiner und lokaler Beeinträchtigung der Sauerstoffversorgung genutzt (vgl. Barotherapie , Sauerstoff Therapie).
Die Reduzierung des Drucks wirkt sich noch stärker auf den Körper aus. In einer extrem verdünnten Atmosphäre ist der wichtigste pathogenetische Faktor, der in wenigen Sekunden zu Bewusstlosigkeit und in 4-5 Minuten zum Tod führt, eine Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks in der eingeatmeten Luft und dann in der Alveolarluft. Blut und Gewebe (Abb. 2 und 3). Moderate Hypoxie verursacht die Entwicklung von Anpassungsreaktionen des Atmungssystems und der Hämodynamik, die darauf abzielen, die Sauerstoffversorgung vor allem lebenswichtiger Organe (Gehirn, Herz) aufrechtzuerhalten. Bei ausgeprägtem Sauerstoffmangel werden oxidative Prozesse (durch Atmungsenzyme) gehemmt und aerobe Prozesse der Energiegewinnung in Mitochondrien gestört. Dies führt zuerst zu einem Funktionsausfall lebenswichtiger Organe und dann zu irreversiblen strukturellen Schäden und zum Tod des Körpers. Die Entwicklung adaptiver und pathologischer Reaktionen, Änderungen des Funktionszustands des Körpers und der menschlichen Leistungsfähigkeit bei einer Abnahme des Luftdrucks werden durch den Grad und die Geschwindigkeit der Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks in der eingeatmeten Luft und die Aufenthaltsdauer bestimmt Höhe, die Intensität der geleisteten Arbeit, der Ausgangszustand des Körpers (vgl. Höhenkrankheit).
Ein Druckabfall in der Höhe (auch unter Ausschluss von Sauerstoffmangel) verursacht schwerwiegende Störungen im Körper, die unter dem Begriff "Dekompressionsstörungen" zusammengefasst sind, darunter: Höhenblähungen, Barotitis und Barosinusitis, Höhendekompressionskrankheit und Höhengewebsemphysem.
Höhenblähungen entstehen durch die Ausdehnung von Gasen im Magen-Darm-Trakt mit einer Abnahme des Luftdrucks an der Bauchwand beim Aufstieg in Höhen von 7-12 km oder mehr. Von besonderer Bedeutung ist die Freisetzung von im Darminhalt gelösten Gasen.
Die Ausdehnung von Gasen führt zur Dehnung des Magens und des Darms, zum Anheben des Zwerchfells, zur Veränderung der Position des Herzens, zur Reizung des Rezeptorapparats dieser Organe und zu pathologischen Reflexen, die die Atmung und den Blutkreislauf stören. Oft gibt es starke Schmerzen im Unterleib. Ähnliche Phänomene treten manchmal bei Tauchern auf, wenn sie aus der Tiefe an die Oberfläche aufsteigen.
Der Mechanismus der Entwicklung von Barotitis und Barosinusitis, der sich durch ein Stauungs- bzw. Schmerzgefühl im Mittelohr oder in den Nebenhöhlen der Nase manifestiert, ähnelt der Entwicklung von Blähungen in großer Höhe.
Die Druckabnahme bewirkt neben der Ausdehnung der in den Körperhöhlen enthaltenen Gase auch die Freisetzung von Gasen aus Flüssigkeiten und Geweben, in denen sie unter Druck auf Meereshöhe oder in der Tiefe gelöst wurden, und die Bildung von Gasblasen im Körper .
Dieser Prozess der Freisetzung von gelösten Gasen (hauptsächlich Stickstoff) verursacht die Entwicklung Dekompressionskrankheit(cm.).
Reis. 4. Abhängigkeit des Siedepunktes von Wasser von Höhe und Luftdruck. Die Druckzahlen befinden sich unterhalb der entsprechenden Höhenzahlen.
Mit abnehmendem Atmosphärendruck sinkt der Siedepunkt von Flüssigkeiten (Abb. 4). In einer Höhe von mehr als 19 km, in der der Luftdruck gleich (oder kleiner) der Elastizität gesättigter Dämpfe bei Körpertemperatur (37 °) ist, kann es zu einem „Kochen“ der interstitiellen und interzellulären Flüssigkeit des Körpers kommen in großen Venen, in der Höhle der Pleura, des Magens, des Perikards , in lockerem Fettgewebe, dh in Bereichen mit niedrigem hydrostatischem und interstitiellem Druck, bilden sich Wasserdampfblasen, es entwickelt sich ein Höhengewebsemphysem. Das „Kochen“ der Höhe beeinflusst die Zellstrukturen nicht, da es nur in der interzellulären Flüssigkeit und im Blut lokalisiert ist.
Massive Dampfblasen können die Arbeit des Herzens und des Blutkreislaufs blockieren und die Funktion lebenswichtiger Systeme und Organe stören. Es ist eine ernsthafte Komplikation der akuten Sauerstoffmangel Entwicklung in großen Höhen. Die Vorbeugung eines Höhengewebsemphysems kann erreicht werden, indem mit Höhengeräten ein äußerer Gegendruck auf den Körper erzeugt wird.
Schon der Prozess des Absenkens des Luftdrucks (Dekompression) kann unter bestimmten Parametern zu einem schädlichen Faktor werden. Je nach Geschwindigkeit wird die Dekompression in glatt (langsam) und explosiv unterteilt. Letzteres dauert weniger als 1 Sekunde und wird von einem starken Knall (wie bei einem Schuss) und Nebelbildung (Kondensation von Wasserdampf durch Abkühlung expandierender Luft) begleitet. Typischerweise tritt eine explosive Dekompression in Höhen auf, wenn die Verglasung eines unter Druck stehenden Cockpits oder Druckanzugs bricht.
Bei der explosiven Dekompression leidet zuerst die Lunge. Ein schneller Anstieg des intrapulmonalen Überdrucks (mehr als 80 mm Hg) führt zu einer erheblichen Dehnung des Lungengewebes, was zu einer Ruptur der Lunge führen kann (mit ihrer Ausdehnung um das 2,3-fache). Explosive Dekompression kann auch den Magen-Darm-Trakt schädigen. Die Höhe des Überdrucks, der in den Lungen auftritt, hängt weitgehend von der Luftaustrittsrate während der Dekompression und dem Luftvolumen in der Lunge ab. Besonders gefährlich ist es, wenn sich die oberen Atemwege zum Zeitpunkt der Dekompression als verschlossen herausstellen (beim Schlucken, Anhalten des Atems) oder die Dekompression mit der Phase der tiefen Inspiration zusammenfällt, wenn die Lunge mit viel Luft gefüllt ist.
Atmosphärische Temperatur
Die Temperatur der Atmosphäre nimmt zunächst mit zunehmender Höhe ab (im Mittel von 15° in Bodennähe auf -56,5° in 11-18 km Höhe). Der vertikale Temperaturgradient in dieser Zone der Atmosphäre beträgt etwa 0,6° pro 100 m; sie ändert sich im Laufe des Tages und des Jahres (Tabelle 4).
Tabelle 4. ÄNDERUNGEN DES VERTIKALEN TEMPERATURGRADIENTEN ÜBER DEM MITTELSTREIFEN DES GEBIETS DER UdSSR
Reis. 5. Änderung der Temperatur der Atmosphäre in verschiedenen Höhen. Die Grenzen der Kugeln sind durch eine gepunktete Linie angedeutet.
In Höhen von 11 - 25 km wird die Temperatur konstant und beträgt -56,5 °; dann beginnt die Temperatur zu steigen und erreicht in 40 km Höhe 30–40° und in 50–60 km Höhe 70° (Abb. 5), was mit einer intensiven Absorption der Sonnenstrahlung durch Ozon verbunden ist. Ab einer Höhe von 60-80 km nimmt die Lufttemperatur wieder leicht ab (bis 60°C), steigt dann allmählich an und erreicht in 120 km Höhe 270°C, in 220 km Höhe 800°C, 1500 °C in 300 km Höhe und
an der Grenze zum Weltraum - mehr als 3000 °. Es ist zu beachten, dass aufgrund der hohen Verdünnung und geringen Dichte von Gasen in diesen Höhen ihre Wärmekapazität und Fähigkeit, kältere Körper zu erwärmen, sehr gering ist. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Wärmeübertragung von einem Körper zum anderen nur durch Strahlung. Alle betrachteten Temperaturänderungen in der Atmosphäre sind mit der Absorption der Wärmeenergie der Sonne durch Luftmassen verbunden - direkt und reflektiert.
Im unteren Teil der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche hängt die Temperaturverteilung vom Einfall der Sonnenstrahlung ab und hat daher hauptsächlich Breitencharakter, dh Linien gleicher Temperatur - Isothermen - verlaufen parallel zu Breitengraden. Da die Atmosphäre in den unteren Schichten von der Erdoberfläche aus erwärmt wird, wird die horizontale Temperaturänderung stark von der Verteilung der Kontinente und Ozeane beeinflusst, deren thermische Eigenschaften unterschiedlich sind. Üblicherweise geben Nachschlagewerke die bei meteorologischen Netzbeobachtungen gemessene Temperatur mit einem Thermometer an, das in einer Höhe von 2 m über der Bodenoberfläche installiert ist. Die höchsten Temperaturen (bis zu 58°C) werden in den Wüsten des Iran und in der UdSSR beobachtet - im Süden Turkmenistans (bis zu 50°), die niedrigsten (bis zu -87°) in der Antarktis und in der UdSSR - in den Regionen Werchojansk und Oimjakon (bis -68°). Im Winter kann der vertikale Temperaturgradient in einigen Fällen anstelle von 0,6 ° 1 ° pro 100 m überschreiten oder sogar einen negativen Wert annehmen. Glücklich hinein warme Zeit im Jahr kann sie viele zehn Grad pro 100 m betragen, außerdem gibt es einen horizontalen Temperaturgradienten, der üblicherweise auf eine Entfernung von 100 km entlang der Normalen zur Isotherme bezogen wird. Die Größe des horizontalen Temperaturgradienten beträgt Zehntel Grad pro 100 km und kann in Frontzonen 10 ° pro 100 m überschreiten.
Der menschliche Körper ist in der Lage, Wärme zu speichern Homöostase(siehe) in einem ziemlich engen Bereich von Außentemperaturschwankungen - von 15 bis 45 °. Erhebliche Temperaturunterschiede in der erdnahen Atmosphäre und in der Höhe erfordern den Einsatz besonderer schutztechnischer Mittel, um bei Höhen- und Weltraumflügen den thermischen Ausgleich zwischen dem menschlichen Körper und der Umwelt zu gewährleisten.
Charakteristische Änderungen atmosphärischer Parameter (Temperatur, Druck, chemische Zusammensetzung, elektrischer Zustand) erlauben es uns, die Atmosphäre bedingt in Zonen oder Schichten zu unterteilen. Troposphäre- die erdnächste Schicht, deren obere Grenze sich am Äquator bis zu 17-18 km erstreckt, an den Polen bis zu 7-8 km, in mittleren Breiten bis zu 12-16 km. Die Troposphäre ist durch einen exponentiellen Druckabfall, das Vorhandensein eines konstanten vertikalen Temperaturgradienten, horizontale und vertikale Bewegungen von Luftmassen und erhebliche Änderungen der Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet. Die Troposphäre enthält den Großteil der Atmosphäre sowie einen erheblichen Teil der Biosphäre; hier entstehen alle Hauptwolkenarten, bilden sich Luftmassen und Fronten, entwickeln sich Wirbelstürme und Hochdrucklagen. In der Troposphäre findet aufgrund der Reflexion der Sonnenstrahlen durch die Schneedecke der Erde und der Abkühlung der oberflächlichen Luftschichten die sogenannte Inversion statt, dh eine Temperaturerhöhung in der Atmosphäre von unten nach oben statt wie üblich nach unten.
In der warmen Jahreszeit findet in der Troposphäre eine ständige turbulente (zufällige, chaotische) Vermischung von Luftmassen und Wärmeübertragung durch Luftströmungen (Konvektion) statt. Konvektion zerstört Nebel und reduziert den Staubgehalt der unteren Atmosphäre.
Die zweite Schicht der Atmosphäre ist Stratosphäre.
Sie beginnt in der Troposphäre als schmale Zone (1-3 km) mit konstanter Temperatur (Tropopause) und erstreckt sich bis in Höhen von etwa 80 km. Ein Merkmal der Stratosphäre ist die fortschreitende Verdünnung der Luft, die außergewöhnlich hohe Intensität der ultravioletten Strahlung, das Fehlen von Wasserdampf, das Vorhandensein einer großen Menge Ozon und der allmähliche Temperaturanstieg. Der hohe Ozongehalt verursacht eine Reihe optische Phänomene(Trugbilder), bewirkt die Reflexion von Schall und hat einen wesentlichen Einfluss auf die Intensität und spektrale Zusammensetzung der elektromagnetischen Strahlung. In der Stratosphäre gibt es eine ständige Luftvermischung, daher ähnelt ihre Zusammensetzung der Luft der Troposphäre, obwohl ihre Dichte an den oberen Grenzen der Stratosphäre extrem gering ist. Die vorherrschenden Winde in der Stratosphäre sind Westwinde, und in der oberen Zone gibt es einen Übergang zu Ostwinden.
Die dritte Schicht der Atmosphäre ist Ionosphäre, die von der Stratosphäre ausgeht und sich bis in Höhen von 600-800 km erstreckt.
Charakteristische Merkmale der Ionosphäre sind die extreme Verdünnung des gasförmigen Mediums, eine hohe Konzentration an molekularen und atomaren Ionen und freien Elektronen sowie hohe Temperatur. Die Ionosphäre beeinflusst die Ausbreitung von Funkwellen und verursacht deren Brechung, Reflexion und Absorption.
Die Hauptquelle der Ionisation in den hohen Schichten der Atmosphäre ist die ultraviolette Strahlung der Sonne. In diesem Fall werden Elektronen aus den Gasatomen herausgeschlagen, die Atome werden zu positiven Ionen und die herausgeschlagenen Elektronen bleiben frei oder werden von neutralen Molekülen unter Bildung negativer Ionen eingefangen. Die Ionisation der Ionosphäre wird beeinflusst durch Meteore, Korpuskular-, Röntgen- und Gammastrahlung der Sonne, sowie die seismischen Prozesse der Erde (Erdbeben, Vulkanausbrüche, starke Explosionen), die Schallwellen in der Ionosphäre erzeugen, die Amplitude und Geschwindigkeit der Schwingungen atmosphärischer Partikel verstärken und zur Ionisierung von Gasmolekülen und Atomen beitragen (siehe Abb. Aeroionisierung).
Die elektrische Leitfähigkeit in der Ionosphäre, verbunden mit einer hohen Konzentration an Ionen und Elektronen, ist sehr hoch. Die erhöhte elektrische Leitfähigkeit der Ionosphäre spielt eine wichtige Rolle bei der Reflexion von Radiowellen und dem Auftreten von Polarlichtern.
Die Ionosphäre ist der Bereich der Flüge künstlicher Satelliten der Erde und interkontinental ballistische Raketen. Derzeit untersucht die Weltraummedizin die möglichen Auswirkungen der Flugbedingungen in diesem Teil der Atmosphäre auf den menschlichen Körper.
Vierte, äußere Schicht der Atmosphäre - Exosphäre. Von hier aus werden atmosphärische Gase durch Dissipation (Überwindung der Schwerkraft durch Moleküle) in den Weltall gestreut. Dann gibt es einen allmählichen Übergang von der Atmosphäre in den interplanetaren Weltraum. Die Exosphäre unterscheidet sich von letzterer durch das Vorhandensein einer großen Anzahl freier Elektronen, die den 2. und 3. Strahlungsgürtel der Erde bilden.
Die Einteilung der Atmosphäre in 4 Schichten ist sehr willkürlich. Gemäß den elektrischen Parametern ist die gesamte Dicke der Atmosphäre also in zwei Schichten unterteilt: die Neutrosphäre, in der neutrale Teilchen vorherrschen, und die Ionosphäre. Die Temperatur unterscheidet Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre, jeweils getrennt durch Tropo-, Strato- und Mesopausen. Die Schicht der Atmosphäre, die zwischen 15 und 70 km liegt und durch einen hohen Ozongehalt gekennzeichnet ist, wird als Ozonosphäre bezeichnet.
Für praktische Zwecke ist es zweckmäßig, die Internationale Standardatmosphäre (MCA) zu verwenden, für die die folgenden Bedingungen akzeptiert werden: Der Druck auf Meereshöhe bei t ° 15 ° beträgt 1013 mbar (1,013 × 10 5 nm 2 oder 760 mm Hg ); die Temperatur sinkt um 6,5° pro 1 km auf ein Niveau von 11 km (bedingte Stratosphäre) und bleibt dann konstant. In der UdSSR wurde die Standardatmosphäre GOST 4401 - 64 übernommen (Tabelle 3).
Niederschlag. Da der Großteil des atmosphärischen Wasserdampfs in der Troposphäre konzentriert ist, laufen die Prozesse der Phasenübergänge von Wasser, die Niederschläge verursachen, hauptsächlich in der Troposphäre ab. Troposphärische Wolken bedecken normalerweise etwa 50% der gesamten Erdoberfläche, während Wolken in der Stratosphäre (in Höhen von 20-30 km) und in der Nähe der Mesopause, sogenannte Perlmutt- bzw. nachtleuchtende Wolken, relativ selten beobachtet werden. Durch die Kondensation von Wasserdampf in der Troposphäre bilden sich Wolken und es kommt zu Niederschlägen.
Je nach Art des Niederschlags wird der Niederschlag in 3 Arten unterteilt: kontinuierlich, sintflutartig, Nieselregen. Die Niederschlagsmenge wird durch die Dicke der gefallenen Wasserschicht in Millimetern bestimmt; Der Niederschlag wird mit Regenmessern und Niederschlagsmessern gemessen. Die Niederschlagsintensität wird in Millimeter pro Minute angegeben.
Die Verteilung der Niederschläge zu bestimmten Jahreszeiten und Tagen sowie über das Territorium ist aufgrund der Zirkulation der Atmosphäre und des Einflusses der Erdoberfläche äußerst ungleichmäßig. Ja, weiter Hawaiianische Inseln Im Durchschnitt fallen 12.000 mm pro Jahr, und in den trockensten Regionen Perus und der Sahara überschreiten die Niederschläge 250 mm nicht und fallen manchmal mehrere Jahre lang nicht. In der jährlichen Niederschlagsdynamik werden folgende Typen unterschieden: äquatorial - mit maximalem Niederschlag nach dem Frühjahr und Herbst-Tagundnachtgleiche; tropisch - mit maximalem Niederschlag im Sommer; Monsun - mit einem sehr ausgeprägten Höhepunkt im Sommer und trockenen Winter; subtropisch - mit maximalen Niederschlägen im Winter und trockenen Sommern; kontinental gemäßigten Breiten- mit maximalem Niederschlag im Sommer; marine gemäßigte Breiten - mit einem Maximum an Niederschlägen im Winter.
Der gesamte atmosphärisch-physikalische Komplex aus klimatischen und meteorologischen Faktoren, die das Wetter ausmachen, wird vielfach zur Gesundheitsförderung, Abhärtung und zu Heilzwecken genutzt (vgl. Klimatherapie). Gleichzeitig wurde festgestellt, dass starke Schwankungen dieser atmosphärischen Faktoren die physiologischen Prozesse im Körper beeinträchtigen können, was zur Entwicklung verschiedener pathologischer Zustände und zur Verschlimmerung von Krankheiten führen kann, die als meteorotrope Reaktionen bezeichnet werden (siehe. Klimapathologie). Von besonderer Bedeutung sind dabei häufige, langfristige Störungen der Atmosphäre und abrupte Schwankungen meteorologischer Faktoren.
Meteotrope Reaktionen werden häufiger bei Menschen beobachtet, die an Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, Polyarthritis, Asthma bronchiale, Magengeschwüren und Hauterkrankungen leiden.
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