Lorsque la température de l'air augmente, la pression atmosphérique. Pression atmosphérique. Changement et influence sur le temps. La structure de l'atmosphère terrestre. L'impact de l'air atmosphérique sur la santé humaine
Si vous êtes une personne dont le bien-être peut prédire la météo, alors cet article est pour vous.
Dans mon article, je veux parler de la façon dont les fluctuations de température, d'humidité de l'air et de pression atmosphérique affectent la santé humaine et comment éviter l'impact négatif conditions météorologiques sur ton corps.
L'homme est un enfant de la nature et en fait partie intégrante !
Tout dans ce monde a son équilibre et une relation claire, dans ce cas, nous parlerons de la relation entre les conditions météorologiques et le bien-être humain.
Certaines personnes, se déplaçant souvent dans des fuseaux horaires et climatiques (vols fréquents), changent constamment de climat et se sentent très à l'aise de le faire.
D'autres, au contraire, «allongés sur le canapé» ressentent les moindres fluctuations de température et de pression atmosphérique, ce qui affecte négativement leur bien-être - c'est cette sensibilité aux changements des conditions météorologiques que l'on appelle la dépendance météorologique.
Les personnes dépendantes de la météo ou les personnes - "baromètres" - sont le plus souvent malades, souffrant de maladies du système cardiovasculaire, travaillant souvent beaucoup, se surmenant constamment et ne se reposant pas suffisamment.
Les personnes dépendantes de la météorologie comprennent les personnes atteintes de maladies d'athérosclérose des vaisseaux du cœur, du cerveau et des membres inférieurs, les patients atteints de maladies systèmes respiratoires s, système musculo-squelettique, personnes souffrant d'allergies et patients atteints de neurasthénie.
Comment les changements de pression atmosphérique affectent-ils
sur le bien-être d'une personne?
Pour qu'une personne soit à l'aise, la pression atmosphérique doit être égale à 750 mm. rt. pilier.
Si la pression atmosphérique dévie, même de 10 mm, dans un sens ou dans l'autre, une personne se sent mal à l'aise et cela peut affecter son état de santé.
Que se passe-t-il lorsque la pression atmosphérique diminue ?
Avec une diminution de la pression atmosphérique, l'humidité de l'air augmente, des précipitations et une augmentation de la température de l'air sont possibles.
Les premiers à ressentir la diminution de la pression atmosphérique sont les personnes souffrant d'hypotension artérielle (hypotension), de "cœurs", ainsi que les personnes souffrant de maladies respiratoires.
Apparaît le plus souvent faiblesse générale, essoufflement, sensation de manque d'air, essoufflement se produit.
Une diminution de la pression atmosphérique est particulièrement aiguë et douloureuse pour les personnes ayant une pression intracrânienne élevée. Ils aggravent les crises de migraine. Dans le tube digestif également, tout n'est pas en ordre - il y a une gêne dans les intestins, en raison de la formation accrue de gaz.
Comment s'aider soi-même ?
L'important est de normaliser votre pression artérielle et le maintenir au niveau habituel (normal).
Buvez plus de liquides (thé vert, avec du miel)
Ne sautez pas votre café du matin ces jours-ci
Ne sautez pas votre café du matin ces jours-ci
Prenez des teintures de ginseng, de citronnelle, d'éleuthérocoque
Après une journée de travail, prenez une douche de contraste
Se coucher plus tôt que d'habitude
Que se passe-t-il lorsque la pression atmosphérique augmente ?
Lorsque la pression atmosphérique augmente, le temps devient clair et n'a pas de changements brusques d'humidité et de température.
Avec une augmentation de la pression atmosphérique, l'état de santé se détériore chez les patients hypertendus, les patients souffrant d'asthme bronchique et d'allergies.
Lorsque le temps se calme, la concentration d'impuretés industrielles nocives dans l'air de la ville augmente, ce qui est un facteur irritant pour les personnes atteintes de maladies respiratoires.
Les plaintes fréquentes sont des maux de tête, des malaises, des douleurs cardiaques et une diminution de la capacité globale de travail. Une augmentation de la pression atmosphérique affecte négativement le fond émotionnel et est souvent la principale cause de troubles sexuels.
Une autre caractéristique négative de la pression atmosphérique élevée est une diminution de l'immunité. Cela est dû au fait qu'une augmentation de la pression atmosphérique diminue le nombre de leucocytes dans le sang et que le corps devient plus vulnérable à diverses infections.
Comment s'aider soi-même ?
- Faites des exercices légers le matin
- Prendre une douche contrastée
- Le petit déjeuner du matin devrait contenir plus de potassium (fromage cottage, raisins secs, abricots secs, bananes)
- Ne pas trop manger pendant la journée
Si vous avez une pression intracrânienne élevée, prenez au préalable les médicaments prescrits par votre neuropathologiste
Prenez soin de votre système nerveux et immunitaire - ne commencez pas des choses importantes ce jour-là
Essayez de profiter au maximum de cette journée force physique et les émotions, car votre humeur laissera beaucoup à désirer
À votre arrivée à la maison, reposez-vous pendant 40 minutes, vaquez à vos activités quotidiennes et essayez de vous coucher tôt.
Comment les fluctuations de l'humidité de l'air affectent-elles
sur le bien-être d'une personne?
Une faible humidité de l'air est considérée comme étant de 30 à 40 %, ce qui signifie que l'air devient sec et peut irriter la muqueuse nasale.
L'air sec affecte les personnes allergiques et asthmatiques.
Que faire?
Afin d'hydrater la membrane muqueuse du nasopharynx, rincer par le nez avec une solution légèrement salée ou de l'eau ordinaire non gazeuse.
Il existe maintenant de nombreux sprays nasaux qui contiennent des sels minéraux, aident à hydrater les voies nasales, le nasopharynx, à soulager l'enflure et à améliorer la respiration nasale.
Qu'arrive-t-il au corps lorsque l'humidité de l'air augmente?
Augmentation de l'humidité de l'air, elle est de 70 à 90%, lorsque le climat est caractérisé par des précipitations fréquentes. Un exemple de météo avec humidité élevée l'air peut être la Russie et Sotchi.
Une humidité élevée affecte négativement les personnes atteintes de maladies respiratoires, car à ce moment-là, le risque d'hypothermie et de rhume augmente.
Une humidité élevée exacerbe maladies chroniques reins, articulations et maladies inflammatoires des organes génitaux féminins (appendices).
Comment s'aider soi-même ?
- Si possible, changez le climat pour sécher
- Réduire l'exposition au temps humide et mouillé
- Réchauffez-vous lorsque vous quittez la maison
- Prend des vitamines
- Traiter et prévenir les maladies chroniques en temps opportun
Comment les fluctuations de la température de l'air affectent-elles le bien-être humain ?
Pour le corps humain température optimale environnement, est de 18 degrés, c'est la température recommandée pour le maintien dans la pièce où vous dormez.
Les changements soudains de température s'accompagnent d'une modification de la teneur en oxygène de l'air atmosphérique, ce qui nuit considérablement au bien-être d'une personne.
L'homme est créature, qui a besoin d'oxygène pour vivre et se sentir naturellement bien.
À déclin température ambiante, l'air est saturé en oxygène, et lorsqu'il se réchauffe, au contraire, il y a moins d'oxygène dans l'air et donc il nous est difficile de respirer par temps chaud.
Lorsque monte la température de l'air et la pression atmosphérique diminuent - tout d'abord, les personnes atteintes de maladies cardiovasculaires et respiratoires en souffrent.
Lorsque, au contraire, la température baisse et que la pression atmosphérique augmente, c'est particulièrement difficile pour les patients hypertendus, les asthmatiques, les personnes atteintes de maladies du tube digestif et celles qui souffrent de lithiase urinaire.
Avec une fluctuation forte et importante de la température ambiante, d'environ 10 degrés pendant la journée, une grande quantité d'histamine est produite dans le corps.
L'histamine est une substance qui provoque le développement de réactions allergiques dans le corps chez les personnes en bonne santé, sans parler des personnes allergiques.
Comment s'aider soi-même ?
A cet égard, avant un coup de froid vif, limitez l'utilisation d'aliments pouvant provoquer des allergies (agrumes, chocolat, café, tomates)
Durant chaleur extrème, le corps perd une grande quantité de liquide, et donc dans heure d'été buvez plus d'eau purifiée - cela aidera à sauver votre cœur, vos vaisseaux sanguins et vos reins.
Écoutez toujours les prévisions météorologiques. La possession d'informations sur les changements de température vous aidera à réduire le risque d'exacerbation de maladies chroniques et vous évitera peut-être l'apparition de nouveaux problèmes de santé ?!
Que sont les orages magnétiques
et
Comment affectent-ils le bien-être d'une personne?
Les éruptions solaires, les éclipses et d'autres facteurs géophysiques et cosmiques affectent la santé humaine.
Vous avez probablement remarqué qu'au cours des 15 à 25 dernières années, parallèlement aux prévisions météorologiques, ils parlent d'orages magnétiques et mettent en garde contre d'éventuelles exacerbations de maladies chez certaines catégories de personnes ?
Chacun de nous réagit aux orages magnétiques, mais tout le monde ne le remarque pas, et encore moins l'associe à un orage magnétique.
Selon les statistiques, c'est les jours d'orages magnétiques que se produisent le plus grand nombre d'appels d'ambulance concernant crises hypertensives, crises cardiaques et accidents vasculaires cérébraux.
De nos jours, non seulement le nombre d'hospitalisations dans les services de cardiologie et de neurologie augmente, mais le nombre de décès dus aux crises cardiaques et aux accidents vasculaires cérébraux augmente également.
Pourquoi les orages magnétiques nous empêchent-ils de vivre ?
Lors d'orages magnétiques, le travail de l'hypophyse est inhibé.
L'hypophyse est une glande située dans le cerveau qui produit de la mélatonine.
La mélatonine est une substance qui, à son tour, contrôle le travail des glandes sexuelles et du cortex surrénal, et le métabolisme et l'adaptation de notre corps aux conditions environnementales défavorables dépendent du cortex surrénalien.
Il était une fois, même des études ont été menées dans lesquelles il a été prouvé que pendant les orages magnétiques, la production de mélatonine est supprimée et que davantage de cortisol, l'hormone du stress, est libéré dans le cortex surrénalien.
Une exposition prolongée ou fréquente aux orages magnétiques sur le corps peut entraîner une perturbation des biorythmes, qui sont également contrôlés par la glande pituitaire. Cela peut entraîner non seulement une détérioration du bien-être, mais aussi Problèmes sérieux avec la santé (par exemple : névroses, syndrome de fatigue chronique, troubles hormonaux).
En conclusion, je tiens à dire que les personnes qui passent peu de temps à l'extérieur souffrent plus souvent des changements climatiques et que, par conséquent, même de légères fluctuations météorologiques peuvent nuire à leur santé.
"11 façons de se débarrasser de la dépendance aux intempéries"
1. Durcissement
2. Natation
3. Marcher, courir
4. Promenades fréquentes au grand air
5. Aliments sains et nutritifs
6. Assez de sommeil
7. Correction de la sphère émotionnelle (training autogène, relaxation, yoga, massage, conversation avec un psychologue)
8. Prendre des vitamines
9. Mangez des aliments de saison
10. Rejet mauvaises habitudes
11. Normalisation du poids
Conseils pour les changements de temps soudains
- Limitez l'activité physique.
- Évitez le stress émotionnel et physique supplémentaire.
- Ne pas trop manger ni abuser du sel.
- Marchez à l'extérieur pendant au moins 1 heure avant de vous coucher.
- Prenez des tranquillisants.
- N'oubliez pas les vitamines C et B.
Contrôlez votre tension artérielle et n'oubliez pas de prendre les médicaments prescrits par votre cardiologue. Neurologue, pneumologue ou allergologue.
Avec une augmentation de la pression artérielle, massez le cou et la colonne vertébrale thoracique.
2.1. Structure l'atmosphère terrestre. L'impact de l'air atmosphérique sur la santé humaine
L'atmosphère a une structure multicouche. La troposphère est adjacente à la surface de la Terre - la couche d'air la plus dense dont la taille varie de 8 à 18 km à différentes latitudes. Au-dessus de la troposphère se trouve stratosphère- une couche d'air d'une taille pouvant atteindre 40 à 60 km, dans laquelle se forment des molécules d'ozone qui constituent la couche d'ozone de l'atmosphère. Une couche d'air encore plus raréfiée s'étend sur la stratosphère jusqu'à 80 km - mésosphère, ce qui précède suit thermosphère- une couche de l'atmosphère jusqu'à 300 km d'altitude, dont la température atteint 1500°C. Derrière elle se trouve ionosphère- une couche d'air ionisé dont la taille, selon la période de l'année et du jour, est de 500 à 1000 km. Encore plus haut sont placés séquentiellement exosphère(jusqu'à 3000 km), dont la densité ne diffère presque pas de la densité de l'espace extra-atmosphérique sans air, et la limite supérieure de l'atmosphère terrestre - magnétosphère(de 3000 à 50000 km), qui comprend les ceintures de rayonnement.
L'environnement aérien - l'atmosphère - l'enveloppe gazeuse de la Terre affecte de manière significative les processus énergétiques et hydrologiques, la quantité et la qualité du rayonnement solaire. La composante météorologique et microclimatique de l'environnement aérien comprend la température de l'air, son humidité et sa mobilité, le rayonnement solaire non ionisant et la pression barométrique. Les facteurs physiques en tant que composants de l'environnement et des espaces clos assurent la vie et la santé humaines. Le rayonnement solaire et la température de l'air déterminent l'état thermique d'une personne, ses fonctions vitales : croissance, développement, résistance, processus métaboliques, santé.
2.2. Facteurs physiques de l'atmosphère, leurs caractéristiques hygiéniques et leur influence sur le corps (température, humidité, mobilité de l'air, pression barométrique, état électrique de l'air, rayonnement thermique, ionisation de l'air)
Les paramètres physiques de l'environnement aérien comprennent : la température, l'humidité, la vitesse de déplacement (mobilité) de l'air ; Pression atmosphérique ; radiation solaire; état électrique (décharges de foudre, ionisation de l'air, champ électrique de l'atmosphère) ; radioactivité.
Température de l'air. L'une des conditions de la mise en œuvre du cours normal des processus de la vie est la constance de la température, en violation de laquelle le développement de changements graves, parfois irréversibles, est possible.
Lorsqu'il est exposé au corps basses températures air, il y a une violation du trophisme tissulaire avec le développement ultérieur de la névrite, de la myosite; une diminution de la résistance de l'organisme due au facteur réflexe, qui contribue au développement de conditions pathologiques de nature infectieuse et non infectieuse. Un refroidissement local (en particulier des jambes) peut entraîner des rhumes : amygdalite, infection virale respiratoire aiguë, pneumonie. Cela est dû à une diminution réflexe de la température de la muqueuse des voies respiratoires supérieures (nasopharynx).
Avec une exposition prolongée haute température l'air a perturbé le métabolisme de l'eau, du sel et des vitamines, en particulier lors de l'exécution d'un travail physique. Une transpiration accrue entraîne une perte de liquide, de sels et de vitamines hydrosolubles. À haute température de l'air, l'activité du tractus gastro-intestinal change. Excrétion des ions chlorure du corps un grand nombre l'eau entraîne une inhibition de la sécrétion gastrique et une diminution de l'action bactéricide du suc gastrique, ce qui crée des conditions favorables au développement de processus inflammatoires dans le tractus gastro-intestinal. L'influence de la température élevée de l'air affecte également négativement l'état fonctionnel de la centrale système nerveux(CNS), qui se manifeste par un affaiblissement de l'attention, une violation de la précision et de la coordination des mouvements, un ralentissement des réactions. Cela contribue à une diminution de la qualité du travail et à une augmentation des accidents du travail.
La complication la plus courante est la surchauffe ou l'hyperthermie thermique (tableau 2.1).
Tableau 2.1 - Les principaux signes de surchauffe du corps
Dans les cas graves, une surchauffe se produit sous la forme d'un coup de chaleur. Il y a une augmentation rapide de la température jusqu'à 41 ° C et plus, une diminution de la pression artérielle, une perte de conscience, une composition sanguine altérée, des convulsions. La respiration devient fréquente (jusqu'à 50-60 par minute), superficielle. À la suite d'une violation de l'équilibre eau-sel à des températures élevées, une maladie convulsive peut se développer. Lors des premiers secours, il est nécessaire de prendre des mesures pour refroidir le corps (douche froide, bain, etc.).
Un état thermique confortable de l'environnement et d'une personne est considéré à une température de l'air de 17 à 22 ° C, le maximum autorisé - à une limite supérieure de 25 ° C et à une limite inférieure de 14 ° C; extrêmement tolérable - respectivement à 35°C et 10°C ; extrême - à 40°C et 40-50°C. Dans ce dernier cas, les vêtements d'hiver ordinaires ne peuvent maintenir l'équilibre thermique du corps.
L'humidité de l'air. L'humidité de l'air atmosphérique est déterminée par l'évaporation de l'eau de la surface des océans, des mers et, dans une moindre mesure, des lacs, des rivières, des sols humides et du couvert végétal. facteurs de production, ainsi que l'évaporation de l'humidité de la surface de la peau.
Le degré d'humidité de l'air est déterminé par les concepts d'humidité absolue, maximale et relative. Lors de la réalisation d'études sur le terrain, on trouve l'humidité absolue, maximale, relative, le déficit de saturation, le déficit d'humidité physiologique, le point de rosée.
Humidité absolue est déterminé par la quantité de vapeur d'eau en grammes, qui est contenue dans 1 m 3 d'air dans ce moment(ou l'élasticité de la vapeur d'eau dans l'air en millimètres colonne de mercure).
Humidité maximale caractérisé par la quantité limite de vapeur d'eau (en grammes pour 1 m 3 d'air) saturant l'air à une température donnée ; il peut aussi être exprimé en millimètres de mercure.
humidité relative est le rapport exprimé en pourcentage humidité absolue au maximum ou, à défaut, le pourcentage de saturation de l'air en vapeur d'eau au moment de l'observation. Cette dernière valeur est principalement utilisée dans la pratique sanitaire.
déficit de saturation est la différence entre l'humidité maximale et l'humidité absolue.
Déficit hydrique physiologique - le rapport de la quantité de vapeur d'eau réellement contenue dans l'air à leur quantité maximale pouvant être contenue dans l'air à la température de la surface du corps humain et des poumons, c'est-à-dire respectivement à 34 et 37°C. Le déficit hydrique physiologique montre combien de grammes d'eau chaque mètre cube d'air inhalé peut extraire du corps.
point de rosée - la température à laquelle la vapeur d'eau contenue dans l'air sature l'espace de 1 m 3 d'air.
L'humidité relative et le déficit de saturation sont de la plus haute importance hygiénique, car ils déterminent le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau et permettent de juger de l'intensité et du taux d'évaporation de la sueur de la surface du corps à une température donnée. Plus l'humidité relative est faible, plus l'évaporation de l'eau sera rapide, donc plus le transfert de chaleur par évaporation de la sueur sera intense.
La valeur optimale de l'humidité relative se situe dans la plage de 40 à 60 %, inférieure acceptable - 30 %, supérieure acceptable - 70 %, inférieure extrême - 10 à 20 % et supérieure extrême 80 à 100 %.
Mouvement aérien. Le principal facteur qui détermine le mouvement de l'air (vent) est la différence de pression et de température. La valeur hygiénique de la mobilité de l'air est déterminée par l'effet du transfert de chaleur. L'influence de la mobilité de l'air directement sur une personne entraîne une augmentation du transfert de chaleur à partir de la surface du corps. À basse température ambiante, cela provoque un refroidissement du corps, à des températures de l'air élevées, augmentant le transfert de chaleur par convection et évaporation, protège le corps de la surchauffe
Pression atmosphérique. L'atmosphère, soumise à la force de gravité, exerce une pression sur la surface de la Terre et sur tous les objets qui s'y trouvent. Au niveau de la mer à 15°C, cette valeur est de 760 mm Hg. Art. Du fait que la pression externe est complètement équilibrée par la pression interne, notre corps ne ressent pratiquement pas la lourdeur de l'atmosphère. Une augmentation et une diminution significatives de la pression atmosphérique sont possibles, ce qui peut entraîner des changements néfastes dans le corps.
Pression atmosphérique réduite contribue au développement d'un complexe de symptômes chez les personnes, connu sous le nom de mal de haute altitude (des montagnes). Il peut survenir lors de la montée à une hauteur et, en règle générale, survient chez les pilotes et les grimpeurs en l'absence de mesures (instruments) qui protègent contre l'influence de la basse pression atmosphérique. Dans le tissu pulmonaire, il y a un échange de gaz sanguins et d'air alvéolaire. Diffusant à travers les membranes, les gaz tendent vers un état d'équilibre, passant d'une région de haute pression à une zone basse pression.
Le mal d'altitude survient à la suite d'une diminution de la pression partielle d'oxygène dans l'air inhalé, ce qui entraîne une privation d'oxygène des tissus.
Lorsque la pression partielle d'oxygène diminue, la saturation en oxygène de l'hémoglobine diminue, suivie d'une perturbation de l'apport d'oxygène aux cellules. Les premiers symptômes d'un manque d'oxygène sont déterminés lors de la montée à une hauteur de 3000 m sans appareil à oxygène.
Les mesures d'acclimatation au manque d'oxygène comprennent l'entraînement dans des chambres de pression, le maintien dans des conditions de haute altitude, le durcissement, etc. Influence positive apporte une quantité accrue de vitamines C, P, B1, B2, B6, PP, acide folique.
Augmentation de la pression atmosphérique est le principal facteur de production dans la construction de tunnels sous-marins, de métros, d'opérations de plongée, etc. Les personnes sont soumises à une exposition à court terme (instantanée) à une pression élevée lorsque des bombes, des mines, des obus, des tirs et des lancements de roquettes explosent. Le plus souvent, le travail dans des conditions de haute pression atmosphérique est effectué dans des chambres-caissons ou des combinaisons spéciales. Lorsque l'on travaille dans des caissons, on distingue trois périodes : la compression, le séjour dans des conditions de haute pression et la décompression.
La compression se caractérise par des troubles fonctionnels mineurs : acouphènes, congestion, douleurs dues à la pression mécanique de l'air sur le tympan. Les personnes formées supportent cette étape facilement, sans inconfort.
Le séjour dans des conditions d'hypertension artérielle s'accompagne généralement de troubles fonctionnels légers : une diminution du rythme cardiaque et respiratoire, une diminution de la tension artérielle maximale et une augmentation de la tension artérielle minimale, une diminution de la sensibilité cutanée et de l'ouïe.
Dans la zone d'augmentation de la pression atmosphérique, le sang et les tissus du corps sont saturés de gaz de l'air (saturation), principalement de l'azote. Cette saturation se poursuit jusqu'à ce que la pression partielle d'azote dans l'air ambiant s'égalise avec la pression partielle d'azote dans les tissus.
Le sang est saturé le plus rapidement, le tissu adipeux est le plus lent. Dans le même temps, le tissu adipeux est saturé d'azote 5 fois plus que le sang ou d'autres tissus. La quantité totale d'azote dissous dans le corps à pression atmosphérique élevée peut atteindre 4 à 6 litres contre 1 litre d'azote dissous à pression normale.
Pendant la période de décompression, le processus inverse est observé dans le corps - l'élimination des gaz des tissus (désaturation). Avec une décompression bien organisée, l'azote dissous sous forme de gaz est libéré par les poumons (150 ml d'azote en 1 minute). Cependant, lors d'une décompression rapide, l'azote n'a pas le temps d'être libéré et reste dans le sang et les tissus sous forme de bulles, la plus grande quantité s'accumulant dans le tissu nerveux et le tissu sous-cutané. De là et d'autres organes, l'azote pénètre dans la circulation sanguine et provoque une embolie gazeuse (maladie du caisson). Le danger d'embolie gazeuse survient lorsque la pression partielle d'azote dans les tissus est plus de 2 fois supérieure à la pression partielle d'azote dans l'air alvéolaire. caractéristique de cette maladie sont des douleurs tiraillantes dans les articulations et les muscles. Avec l'embolie des vaisseaux sanguins du système nerveux central, des vertiges, des maux de tête, la démarche, la parole et des convulsions sont observés. Dans les cas graves, une parésie des membres, des troubles urinaires surviennent, les poumons, le cœur, les yeux, etc. sont touchés. Pour prévenir le développement éventuel d'un accident de décompression, il est important bonne organisation décompression et respect du régime d'exploitation.
La pression barométrique pour la Biélorussie est déterminée à 740-745 mm Hg. Art. Fluctuations quotidiennes de la pression atmosphérique de 3 à 5 mm Hg. Art. n'ont pas d'effet significatif sur le corps d'une personne en bonne santé. Avec une diminution de la fonctionnalité du corps, la sensibilité aux changements de pression barométrique augmente.
État électrique de l'air. Le terme "électricité atmosphérique" est généralement compris comme un ensemble complexe de phénomènes, comprenant l'ionisation de l'air, les champs électriques et magnétiques de l'atmosphère.
Ionisation de l'air. L'essence physique de l'ionisation de l'air réside dans l'action de divers facteurs ionisants sur les molécules d'air : éléments radioactifs, cosmiques, rayonnement UV, électrique, décharges de foudre, effet balloélectrique, utilisation d'ioniseurs d'air.
L'ionisation de l'air est comprise comme la désintégration des molécules et des atomes avec la formation d'ions de l'air. En conséquence, un électron se détache de la molécule et il devient chargé positivement, et l'électron libre détaché, ayant rejoint l'une des molécules neutres, lui donne une charge négative. Par conséquent, une paire de particules chargées de manière opposée se forme dans l'atmosphère - des ions négatifs et positifs.
Les complexes moléculaires (10-15 molécules) avec une charge élémentaire sont appelés ions normaux ou légers. Ils ont une taille de 10-8 cm et ont une mobilité relativement élevée. En collision avec des particules plus grosses constamment présentes dans l'atmosphère, des ions légers se déposent dessus et leur transmettent leur charge. Des ions secondaires apparaissent, notamment des ions d'air moyens (10-6 cm) et lourds (10-5 cm).
La composition ionique de l'air est un indicateur hygiénique important. L'exposition humaine aux ions légers négatifs de l'air est un facteur biologique favorable. Au contraire, des concentrations excessivement élevées d'ions positifs, en particulier lourds, indiquent une mauvaise qualité hygiénique de l'air.
Le rapport du nombre d'ions lourds au nombre d'ions légers détermine le régime d'ionisation de l'air. Pour caractériser l'ionisation de l'air, le coefficient d'unipolarité (q) est utilisé, montrant le rapport du nombre d'ions positifs au nombre d'ions négatifs. Plus l'air est pollué, plus ce coefficient est élevé.
La quantité d'ions légers dépend des conditions géographiques, géologiques, météorologiques, du niveau de radioactivité environnementale et de la pollution de l'air. Avec une augmentation de l'humidité de l'air, le nombre d'ions lourds augmente en raison de la recombinaison des ions avec les gouttes d'humidité. Une diminution de la pression atmosphérique favorise la libération des émanations de radium du sol, ce qui entraîne une augmentation de la quantité d'ions légers. L'effet ionisant de l'eau pulvérisée se manifeste par une ionisation accrue de l'air, particulièrement visible près des fontaines, le long des berges rivières orageuses, aux réservoirs.
Champ électrique. La terre dans son ensemble a les propriétés d'un conducteur chargé négativement et l'atmosphère - une charge positive. En conséquence, les ions des deux signes se déplacent et un courant électrique vertical apparaît. Avec une augmentation de la pression atmosphérique, une diminution de la transparence de l'air et la formation de brouillards, le champ électrique peut augmenter de 2 à 5 fois. Naturellement, des changements aussi importants peuvent avoir un impact négatif sur le bien-être des personnes malades et affaiblies.
Un champ magnétique. Un changement rapide du champ magnétique (perturbations magnétiques et orages) se produit en raison d'une augmentation de l'afflux de particules chargées de la surface du Soleil pendant une période d'activité accrue. Il a été établi que ces changements peuvent affecter l'état fonctionnel du SNC, provoquant une augmentation des processus d'inhibition. Pendant la période des orages magnétiques, la fréquence des exacerbations des maladies neuropsychiatriques augmente fortement.
Radiation solaire est le facteur le plus important pour l'existence de la vie sur Terre. D'un point de vue physique, l'énergie solaire est un flux de rayonnement électromagnétique de différentes longueurs d'onde. La composition spectrale du rayonnement solaire varie dans une large gamme allant des ondes longues aux ondes ultracourtes. D'un point de vue hygiénique, la partie optique du spectre solaire présente un intérêt particulier, qui se divise en trois gammes : les rayons infrarouges d'une longueur d'onde de 28 000 à 760 nm, la partie visible du spectre - de 760 à 400 nm et la partie UV - de 400 à 10 nm.
Il a été établi que le rayonnement solaire a un effet biologique puissant : il stimule les processus physiologiques de l'organisme, modifie le métabolisme, améliore le bien-être d'une personne et augmente sa capacité de travail.
Radioactivité atmosphérique. La radioactivité naturelle de l'atmosphère dépend de la présence dans celle-ci de gaz tels que le radon, l'actinon et le thoron, qui sont le produit de désintégration du radium, de l'actinium et du thorium. L'air contient du carbone 14, de l'argon 41, du fluor 18, du soufre 32 et un certain nombre d'autres isotopes formés à la suite du bombardement d'atomes d'azote, d'hydrogène et d'oxygène par des flux de particules de rayonnement cosmique.
La contamination radioactive artificielle de la biosphère est due aux essais d'armes atomiques, aux accidents dans une centrale nucléaire et à l'utilisation généralisée de sources de rayonnements ionisants dans l'industrie, l'agriculture, la médecine et d'autres branches de la science et de la technologie.
La pression atmosphérique fait référence à la pression de l'air atmosphérique à la surface de la Terre et des objets qui s'y trouvent. Le degré de pression correspond au poids de l'air atmosphérique avec une base d'une certaine surface et configuration.
L'unité de base pour mesurer la pression atmosphérique dans le système SI est le Pascal (Pa). En plus des Pascals, d'autres unités de mesure sont également utilisées :
- Bar (1 Ba=100000 Pa);
- millimètre de mercure (1 mm Hg = 133,3 Pa);
- kilogramme de force par centimètre carré (1 kgf / cm 2 \u003d 98066 Pa);
- atmosphère technique (1 at = 98066 Pa).
Les unités de mesure ci-dessus sont utilisées à des fins techniques, à l'exception des millimètres de mercure, qui sont utilisés pour les prévisions météorologiques.
Le baromètre est le principal instrument de mesure de la pression atmosphérique. Les appareils sont divisés en deux types - liquides et mécaniques. La conception du premier est basée sur un flacon rempli de mercure et immergé avec une extrémité ouverte dans un récipient avec de l'eau. L'eau dans le récipient transmet la pression de la colonne d'air atmosphérique au mercure. Sa hauteur agit comme un indicateur de pression.
Les baromètres mécaniques sont plus compacts. Le principe de leur fonctionnement réside dans la déformation d'une plaque métallique sous l'influence de la pression atmosphérique. La plaque déformable appuie sur le ressort, et cela, à son tour, met en mouvement la flèche du dispositif.
Effet de la pression atmosphérique sur le temps
La pression atmosphérique et son effet sur l'état du temps varient selon le lieu et l'heure. Elle varie en fonction de l'altitude au-dessus du niveau de la mer. De plus, il existe des changements dynamiques associés au mouvement des zones de haute pression (anticyclones) et de basse pression (cyclones).
Les changements de temps associés à la pression atmosphérique se produisent en raison du mouvement des masses d'air entre les zones de pression différente. Le mouvement des masses d'air forme un vent dont la vitesse dépend de la différence de pression dans les zones locales, de leur échelle et de la distance les unes des autres. De plus, le mouvement des masses d'air entraîne un changement de température.
La pression atmosphérique standard est de 101325 Pa, 760 mm Hg. Art. ou 1,01325 bars. Cependant, une personne peut facilement tolérer une large gamme de pression. Par exemple, dans la ville de Mexico, la capitale du Mexique avec une population de près de 9 millions d'habitants, moyen la pression atmosphérique est de 570 mm Hg. Art.
Ainsi, la valeur de la pression standard est déterminée exactement. Une pression confortable a une plage importante. Cette valeur est tout à fait individuelle et dépend entièrement des conditions dans lesquelles une personne particulière est née et a vécu. Ainsi, un mouvement brusque d'une zone de pression relativement élevée vers une zone de pression plus faible peut affecter le travail système circulatoire. Cependant, avec une acclimatation prolongée Influence négative revient à rien.
Haute et basse pression atmosphérique
Dans les zones anticycloniques, le temps est calme, le ciel est dégagé et le vent est modéré. Une pression atmosphérique élevée en été entraîne de la chaleur et des sécheresses. Dans les zones de basse pression, le temps est principalement nuageux avec du vent et des précipitations. Grâce à ces zones, un temps frais et nuageux avec des pluies s'installe en été et des chutes de neige se produisent en hiver. La différence de haute pression dans les deux zones est l'un des facteurs conduisant à la formation d'ouragans et de vents de tempête.
ATMOSPHERE DE LA TERRE(vapeur atmos grecque + boule sphaira) - coquille gazeuse entourant la Terre. La masse de l'atmosphère est d'environ 5,15·10 15 L'importance biologique de l'atmosphère est énorme. Dans l'atmosphère, il y a un échange de masse-énergie entre les êtres vivants et nature inanimée, entre flore et faune. L'azote atmosphérique est assimilé par les microorganismes ; les plantes synthétisent des substances organiques à partir du dioxyde de carbone et de l'eau grâce à l'énergie du soleil et libèrent de l'oxygène. La présence de l'atmosphère assure la préservation de l'eau sur Terre, qui est également une condition importante pour l'existence des organismes vivants.
Des études menées à l'aide de fusées géophysiques à haute altitude, de satellites terrestres artificiels et de stations automatiques interplanétaires ont établi que l'atmosphère terrestre s'étend sur des milliers de kilomètres. Les limites de l'atmosphère sont instables, elles sont affectées par le champ gravitationnel de la lune et la pression du flux rayons de soleil. Au-dessus de l'équateur dans la région de l'ombre terrestre, l'atmosphère atteint des hauteurs d'environ 10 000 km et au-dessus des pôles, ses limites sont à 3 000 km de la surface de la Terre. La masse principale de l'atmosphère (80-90%) se situe à des altitudes allant jusqu'à 12-16 km, ce qui s'explique par la nature exponentielle (non linéaire) de la diminution de la densité (raréfaction) de son environnement gazeuxà mesure que l'altitude augmente.
L'existence de la plupart des organismes vivants dans vivo c'est possible dans des limites encore plus étroites de l'atmosphère, jusqu'à 7-8 km, où se produit une combinaison de facteurs atmosphériques tels que la composition du gaz, la température, la pression et l'humidité, nécessaires au déroulement actif des processus biologiques. Le mouvement et l'ionisation de l'air, les précipitations atmosphériques et l'état électrique de l'atmosphère sont également d'une importance hygiénique.
Composition du gaz
L'atmosphère est un mélange physique de gaz (tableau 1), principalement de l'azote et de l'oxygène (78,08 et 20,95 vol. %). Le rapport des gaz atmosphériques est presque le même jusqu'à des altitudes de 80 à 100 km. La constance de la majeure partie de la composition gazeuse de l'atmosphère est due à l'équilibrage relatif des processus d'échange de gaz entre la nature animée et inanimée et au mélange continu des masses d'air dans les directions horizontale et verticale.
Tableau 1. CARACTÉRISTIQUES DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L'AIR ATMOSPHÉRIQUE SEC PRÈS DE LA SURFACE TERRESTRE
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Composition du gaz |
Concentration volumique, % |
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Oxygène |
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Gaz carbonique |
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Protoxyde d'azote |
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Le dioxyde de soufre |
0 à 0,0001 |
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0 à 0,000007 en été, 0 à 0,000002 en hiver |
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dioxyde d'azote |
0 à 0,000002 |
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Monoxyde de carbone |
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À des altitudes supérieures à 100 km, le pourcentage de gaz individuels change en raison de leur stratification diffuse sous l'influence de la gravité et de la température. De plus, sous l'action de la partie à courte longueur d'onde des rayons ultraviolets et des rayons X à une altitude de 100 km ou plus, les molécules d'oxygène, d'azote et de dioxyde de carbone se dissocient en atomes. A haute altitude, ces gaz se présentent sous la forme d'atomes hautement ionisés.
La teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère des différentes régions de la Terre est moins constante, ce qui est en partie dû à la répartition inégale des grandes entreprises industrielles qui polluent l'air, ainsi qu'à la répartition inégale de la végétation et des bassins d'eau qui absorbent le dioxyde de carbone sur la terre. Également modifiable dans l'atmosphère et le contenu aérosols(voir) - particules en suspension dans l'air dont la taille varie de quelques millimicrons à plusieurs dizaines de microns - formées à la suite d'éruptions volcaniques, de puissantes explosions artificielles, de la pollution par des entreprises industrielles. La concentration des aérosols diminue rapidement avec l'altitude.
Le plus instable et le plus important des composants variables de l'atmosphère est la vapeur d'eau, dont la concentration à la surface de la terre peut varier de 3 % (sous les tropiques) à 2 × 10 -10 % (en Antarctique). Plus la température de l'air est élevée, plus il peut y avoir d'humidité, ceteris paribus, dans l'atmosphère et vice versa. La majeure partie de la vapeur d'eau est concentrée dans l'atmosphère jusqu'à des altitudes de 8 à 10 km. La teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère dépend de l'influence combinée des processus d'évaporation, de condensation et de transport horizontal. À haute altitude, en raison d'une baisse de température et de la condensation des vapeurs, l'air est pratiquement sec.
L'atmosphère de la Terre, en plus de l'oxygène moléculaire et atomique, contient en petites quantités et ozone(voir), dont la concentration est très variable et varie selon l'altitude et la saison. La majeure partie de l'ozone est contenue dans la région des pôles à la fin de la nuit polaire à une altitude de 15 à 30 km avec une forte diminution de haut en bas. L'ozone résulte de l'action photochimique du rayonnement solaire ultraviolet sur l'oxygène, principalement à des altitudes de 20 à 50 km. Dans ce cas, les molécules d'oxygène diatomique se décomposent partiellement en atomes et, joignant les molécules non décomposées, forment des molécules d'ozone triatomiques (forme polymère allotropique de l'oxygène).
La présence dans l'atmosphère d'un groupe de gaz dits inertes (hélium, néon, argon, krypton, xénon) est associée au flux continu de processus naturels de désintégration radioactive.
L'importance biologique des gaz l'ambiance est très grande. Pour la plupart des organismes multicellulaires, une certaine teneur en oxygène moléculaire dans un gaz ou Environnement aquatique est un facteur indispensable à leur existence, provoquant la libération d'énergie lors de la respiration à partir de substances organiques créées initialement au cours de la photosynthèse. Ce n'est pas un hasard si les limites supérieures de la biosphère (partie de la surface le globe et la partie inférieure de l'atmosphère où la vie existe) sont déterminées par la présence d'une quantité suffisante d'oxygène. Au cours de l'évolution, les organismes se sont adaptés à un certain niveau d'oxygène dans l'atmosphère ; changer la teneur en oxygène dans le sens de la diminution ou de l'augmentation a un effet néfaste (voir. maladie de l'altitude , Hyperoxie , hypoxie).
La forme ozone-allotropique de l'oxygène a également un effet biologique prononcé. À des concentrations ne dépassant pas 0,0001 mg / l, ce qui est typique des zones de villégiature et des côtes maritimes, l'ozone a un effet cicatrisant - il stimule la respiration et l'activité cardiovasculaire, améliore le sommeil. Avec une augmentation de la concentration d'ozone, son effet toxique se manifeste: irritation des yeux, inflammation nécrotique des muqueuses des voies respiratoires, exacerbation des maladies pulmonaires, névroses autonomes. Entrant en combinaison avec l'hémoglobine, l'ozone forme de la méthémoglobine, ce qui entraîne une violation de la fonction respiratoire du sang; le transfert d'oxygène des poumons vers les tissus devient difficile, les phénomènes d'étouffement se développent. L'oxygène atomique a un effet néfaste similaire sur le corps. L'ozone joue un rôle important dans la création des régimes thermiques des différentes couches de l'atmosphère en raison de l'absorption extrêmement forte du rayonnement solaire et du rayonnement terrestre. L'ozone absorbe le plus intensément les rayons ultraviolets et infrarouges. Les rayons solaires d'une longueur d'onde inférieure à 300 nm sont presque entièrement absorbés par l'ozone atmosphérique. Ainsi, la Terre est entourée d'une sorte d '"écran d'ozone" qui protège de nombreux organismes des effets nocifs du rayonnement ultraviolet du soleil.L'azote dans l'air atmosphérique est d'une grande importance biologique, principalement en tant que source de soi-disant. azote fixe - une ressource alimentaire végétale (et finalement animale). L'importance physiologique de l'azote est déterminée par sa participation à la création du niveau de pression atmosphérique nécessaire aux processus vitaux. Dans certaines conditions de changements de pression, l'azote joue un rôle majeur dans le développement d'un certain nombre de troubles dans le corps (voir. maladie de décompression). Les hypothèses selon lesquelles l'azote affaiblit l'effet toxique de l'oxygène sur le corps et est absorbé de l'atmosphère non seulement par les micro-organismes, mais également par les animaux supérieurs, sont controversées.
Les gaz inertes de l'atmosphère (xénon, krypton, argon, néon, hélium) à la pression partielle qu'ils créent dans des conditions normales peuvent être classés comme gaz biologiquement indifférents. Avec une augmentation significative de la pression partielle, ces gaz ont un effet narcotique.
La présence de dioxyde de carbone dans l'atmosphère assure l'accumulation d'énergie solaire dans la biosphère grâce à la photosynthèse de composés carbonés complexes, qui apparaissent, changent et se décomposent en permanence au cours de la vie. Ce système dynamique est maintenu grâce à l'activité des algues et Plantes terrestres qui captent l'énergie du soleil et l'utilisent pour transformer gaz carbonique(voir) et de l'eau en une variété de composés organiques avec libération d'oxygène. L'extension vers le haut de la biosphère est partiellement limitée par le fait qu'à des altitudes supérieures à 6-7 km, les plantes contenant de la chlorophylle ne peuvent pas vivre en raison de la faible pression partielle de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est également très actif sur le plan physiologique, car il joue un rôle important dans la régulation des processus métaboliques, l'activité du système nerveux central, la respiration, la circulation sanguine et le régime d'oxygène du corps. Cependant, cette régulation est médiée par l'influence du dioxyde de carbone produit par le corps lui-même, et non par l'atmosphère. Dans les tissus et le sang des animaux et des humains, la pression partielle du dioxyde de carbone est environ 200 fois supérieure à sa pression dans l'atmosphère. Et seulement avec une augmentation significative de la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère (plus de 0,6 à 1%), il y a des violations dans le corps, désignées par le terme hypercapnie(cm.). L'élimination complète du dioxyde de carbone de l'air inhalé ne peut pas avoir d'effet néfaste direct sur les organismes humains et animaux.
Le dioxyde de carbone joue un rôle dans l'absorption du rayonnement à grande longueur d'onde et dans le maintien de «l'effet de serre» qui augmente la température près de la surface de la Terre. Le problème de l'influence sur les régimes thermiques et autres de l'atmosphère du dioxyde de carbone, qui pénètre dans l'air en quantités énormes en tant que déchet de l'industrie, est également à l'étude.
La vapeur d'eau atmosphérique (humidité de l'air) affecte également le corps humain, en particulier l'échange de chaleur avec l'environnement.
Suite à la condensation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, des nuages se forment et des précipitations (pluie, grêle, neige) tombent. La vapeur d'eau, diffusant le rayonnement solaire, participe à la création du régime thermique de la Terre et des basses couches de l'atmosphère, à la formation des conditions météorologiques.
Pression atmosphérique
La pression atmosphérique (barométrique) est la pression exercée par l'atmosphère sous l'influence de la gravité sur la surface de la Terre. La valeur de cette pression en chaque point de l'atmosphère est égale au poids de la colonne d'air sus-jacente à base unitaire, s'étendant au-dessus du lieu de mesure jusqu'aux limites de l'atmosphère. Mesurer la pression atmosphérique baromètre(voir) et exprimée en millibars, en newtons par mètre carré soit la hauteur de la colonne de mercure d'un baromètre en millimètres, ramenée à 0° et la valeur normale de l'accélération de la pesanteur. En tableau. 2 montre les unités de pression atmosphérique les plus couramment utilisées.
Le changement de pression se produit en raison du réchauffement inégal des masses d'air situées au-dessus de la terre et de l'eau à différentes latitudes géographiques. Lorsque la température augmente, la densité de l'air et la pression qu'il crée diminuent. Une énorme accumulation d'air en mouvement rapide avec une pression réduite (avec une diminution de la pression de la périphérie au centre du vortex) s'appelle un cyclone, avec une pression accrue (avec une augmentation de la pression vers le centre du vortex) - un anticyclone. Pour les prévisions météorologiques, les changements non périodiques de la pression atmosphérique sont importants, qui se produisent dans de vastes masses en mouvement et sont associés à l'émergence, au développement et à la destruction d'anticyclones et de cyclones. Des changements particulièrement importants de la pression atmosphérique sont associés au mouvement rapide des cyclones tropicaux. Dans le même temps, la pression atmosphérique peut varier de 30 à 40 mbar par jour.
La chute de pression atmosphérique en millibars sur une distance de 100 km s'appelle le gradient barométrique horizontal. En règle générale, le gradient barométrique horizontal est de 1 à 3 mbar, mais dans les cyclones tropicaux, il atteint parfois des dizaines de millibars par 100 km.
Au fur et à mesure que l'altitude augmente, la pression atmosphérique diminue selon une relation logarithmique : d'abord très fortement, puis de moins en moins sensiblement (Fig. 1). Par conséquent, la courbe de pression barométrique est exponentielle.
La diminution de la pression par unité de distance verticale est appelée gradient barométrique vertical. Souvent, ils utilisent l'inverse de celui-ci - le pas barométrique.
Puisque la pression barométrique est la somme des pressions partielles des gaz qui forment l'air, il est évident qu'avec l'élévation d'une altitude, accompagnée d'une diminution de la pression totale de l'atmosphère, la pression partielle des gaz qui composent dans l'air diminue également. La valeur de la pression partielle de tout gaz dans l'atmosphère est calculée par la formule
où P x est la pression partielle du gaz, P z est la pression atmosphérique à l'altitude Z, X% est le pourcentage de gaz dont la pression partielle est à déterminer.
Riz. 1. Changement de pression barométrique en fonction de la hauteur au-dessus du niveau de la mer.
Riz. 2. Modification de la pression partielle d'oxygène dans l'air alvéolaire et saturation le sang artériel oxygène en fonction du changement d'altitude lors de la respiration d'air et d'oxygène. La respiration d'oxygène commence à partir d'une hauteur de 8,5 km (expérience dans une chambre à pression).
Riz. 3. Courbes comparatives des valeurs moyennes de la conscience active chez une personne en minutes à différentes hauteurs après une montée rapide en respirant de l'air (I) et de l'oxygène (II). À des altitudes supérieures à 15 km, la conscience active est également perturbée lors de la respiration d'oxygène et d'air. À des altitudes allant jusqu'à 15 km, la respiration d'oxygène prolonge considérablement la période de conscience active (expérience dans une chambre à pression).
Étant donné que la composition en pourcentage des gaz atmosphériques est relativement constante, pour déterminer la pression partielle d'un gaz, il suffit de connaître la pression barométrique totale à une hauteur donnée (Fig. 1 et Tableau 3).
Tableau 3. TABLEAU D'ATMOSPHÈRE STANDARD (GOST 4401-64) 1
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Hauteur géométrique (m) |
Température |
pression barométrique |
Pression partielle d'oxygène (mmHg) |
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mmHg Art. |
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1 Donné sous forme abrégée et complété par la colonne "Pression partielle d'oxygène".
Lors de la détermination de la pression partielle d'un gaz dans l'air humide, la pression (élasticité) des vapeurs saturées doit être soustraite de la pression barométrique.
La formule pour déterminer la pression partielle d'un gaz dans l'air humide sera légèrement différente de celle de l'air sec :
où pH 2 O est l'élasticité de la vapeur d'eau. A t° 37°, l'élasticité de la vapeur d'eau saturée est de 47 mm Hg. Art. Cette valeur est utilisée dans le calcul des pressions partielles des gaz dans l'air alvéolaire dans des conditions au sol et à haute altitude.
L'effet sur le corps de l'augmentation et de la Pression réduite. Les changements de pression barométrique à la hausse ou à la baisse ont divers effets sur l'organisme des animaux et des humains. L'influence de l'augmentation de la pression est associée à l'action physique et chimique mécanique et pénétrante du milieu gazeux (les effets dits de compression et de pénétration).
L'effet de compression se manifeste par : une compression volumétrique générale, due à une augmentation uniforme des forces de pression mécanique sur les organes et les tissus ; mécanonarcose due à une compression volumétrique uniforme à très haute pression barométrique ; pression inégale locale sur les tissus qui limitent les cavités gazeuses en cas de rupture de liaison entre l'air extérieur et l'air de la cavité, par exemple l'oreille moyenne, les cavités accessoires du nez (cf. barotraumatisme); une augmentation de la densité des gaz dans le système respiratoire externe, ce qui entraîne une augmentation de la résistance aux mouvements respiratoires, notamment lors de la respiration forcée (exercice, hypercapnie).
L'effet pénétrant peut entraîner l'effet toxique de l'oxygène et des gaz indifférents, dont une augmentation de la teneur dans le sang et les tissus provoque une réaction narcotique, les premiers signes d'une coupure lors de l'utilisation d'un mélange azote-oxygène chez l'homme se produisent à un pression de 4-8 atmosphères. Une augmentation de la pression partielle d'oxygène réduit initialement le niveau de fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et respiratoire en raison de l'arrêt de l'effet régulateur de l'hypoxémie physiologique. Avec une augmentation de la pression partielle d'oxygène dans les poumons supérieure à 0,8-1 ata, son effet toxique se manifeste (dommages au tissu pulmonaire, convulsions, collapsus).
Les effets pénétrants et compressifs de l'augmentation de la pression du milieu gazeux sont utilisés en médecine clinique dans le traitement de diverses maladies avec altération générale et locale de l'apport d'oxygène (voir. barothérapie , Oxygénothérapie).
L'abaissement de la pression a un effet encore plus prononcé sur le corps. Dans des conditions d'atmosphère extrêmement raréfiée, le principal facteur pathogénique entraînant une perte de conscience en quelques secondes et la mort en 4 à 5 minutes est une diminution de la pression partielle d'oxygène dans l'air inhalé, puis dans les alvéoles. l'air, le sang et les tissus (Fig. 2 et 3). L'hypoxie modérée provoque le développement de réactions adaptatives du système respiratoire et de l'hémodynamique, visant à maintenir l'apport d'oxygène, principalement aux organes vitaux (cerveau, cœur). Avec un manque prononcé d'oxygène, les processus oxydatifs sont inhibés (en raison des enzymes respiratoires) et les processus aérobies de production d'énergie dans les mitochondries sont perturbés. Cela conduit d'abord à une panne des fonctions des organes vitaux, puis à des dommages structurels irréversibles et à la mort du corps. Le développement de réactions adaptatives et pathologiques, un changement de l'état fonctionnel du corps et des performances humaines avec une diminution de la pression atmosphérique est déterminé par le degré et le taux de diminution de la pression partielle d'oxygène dans l'air inhalé, la durée du séjour en hauteur, l'intensité du travail effectué, l'état initial du corps (cf. maladie de l'altitude).
Une diminution de la pression en altitude (même à l'exclusion du manque d'oxygène) provoque des troubles graves de l'organisme, réunis par le concept de "troubles de la décompression", qui comprennent : les flatulences de haute altitude, la barotite et la barosinusite, le mal de décompression de haute altitude et emphysème tissulaire de haute altitude.
Les flatulences à haute altitude se développent en raison de l'expansion des gaz dans le tractus gastro-intestinal avec une diminution de la pression barométrique sur la paroi abdominale lors de la montée à des altitudes de 7 à 12 km ou plus. La libération de gaz dissous dans le contenu intestinal est d'une certaine importance.
L'expansion des gaz entraîne un étirement de l'estomac et des intestins, une élévation du diaphragme, une modification de la position du cœur, une irritation de l'appareil récepteur de ces organes et des réflexes pathologiques qui perturbent la respiration et la circulation sanguine. Il y a souvent des douleurs aiguës dans l'abdomen. Des phénomènes similaires se produisent parfois chez les plongeurs lorsqu'ils remontent de la profondeur à la surface.
Le mécanisme de développement de la barotite et de la barosinusite, se manifestant par une sensation de congestion et de douleur, respectivement, dans l'oreille moyenne ou les cavités accessoires du nez, est similaire au développement de flatulences de haute altitude.
La diminution de la pression, en plus de dilater les gaz contenus dans les cavités corporelles, provoque également la libération de gaz à partir de liquides et de tissus dans lesquels ils ont été dissous sous pression au niveau de la mer ou en profondeur, et la formation de bulles de gaz dans le corps .
Ce processus de libération de gaz dissous (principalement de l'azote) provoque le développement maladie de décompression(cm.).
Riz. 4. Dépendance du point d'ébullition de l'eau à l'altitude et à la pression barométrique. Les numéros de pression sont situés sous les numéros d'altitude correspondants.
Avec une diminution de la pression atmosphérique, le point d'ébullition des liquides diminue (Fig. 4). À une altitude supérieure à 19 km, où la pression barométrique est égale (ou inférieure) à l'élasticité des vapeurs saturées à la température du corps (37 °), une «ébullition» du liquide interstitiel et intercellulaire du corps peut se produire, entraînant une grosses veines, dans la cavité de la plèvre, de l'estomac, du péricarde , dans le tissu adipeux lâche, c'est-à-dire dans les zones à faible pression hydrostatique et interstitielle, des bulles de vapeur d'eau se forment, un emphysème tissulaire de haute altitude se développe. L'"ébullition" d'altitude n'affecte pas les structures cellulaires, étant localisée uniquement dans le liquide intercellulaire et le sang.
Des bulles de vapeur massives peuvent bloquer le travail du cœur et la circulation sanguine et perturber le fonctionnement des systèmes et organes vitaux. C'est une complication grave de l'aigu manque d'oxygène se développant à haute altitude. La prévention de l'emphysème tissulaire à haute altitude peut être obtenue en créant une contre-pression externe sur le corps avec un équipement à haute altitude.
Le processus même d'abaissement de la pression barométrique (décompression) sous certains paramètres peut devenir un facteur préjudiciable. Selon la vitesse, la décompression est divisée en douce (lente) et explosive. Ce dernier se déroule en moins d'1 seconde et s'accompagne d'un fort bang (comme dans un tir), de la formation de brouillard (condensation de vapeur d'eau due au refroidissement de l'air en expansion). En règle générale, la décompression explosive se produit à des altitudes lorsque le vitrage d'un cockpit pressurisé ou d'une combinaison pressurisée se brise.
En décompression explosive, les poumons sont les premiers à souffrir. Une augmentation rapide de la surpression intrapulmonaire (plus de 80 mm Hg) entraîne un étirement important du tissu pulmonaire, ce qui peut provoquer une rupture des poumons (avec leur expansion de 2,3 fois). La décompression explosive peut également endommager le tractus gastro-intestinal. La quantité de surpression qui se produit dans les poumons dépendra en grande partie du débit d'air sortant de ceux-ci pendant la décompression et du volume d'air dans les poumons. C'est particulièrement dangereux si les voies respiratoires supérieures au moment de la décompression se révèlent fermées (lors de la déglutition, en retenant le souffle) ou si la décompression coïncide avec la phase d'inspiration profonde, lorsque les poumons sont remplis d'une grande quantité d'air.
Température atmosphérique
La température de l'atmosphère diminue initialement avec l'altitude (en moyenne, de 15° près du sol à -56,5° à une altitude de 11-18 km). Le gradient vertical de température dans cette zone de l'atmosphère est d'environ 0,6° tous les 100 m ; elle change au cours de la journée et de l'année (tableau 4).
Tableau 4. ÉVOLUTION DU GRADIENT VERTICAL DE TEMPÉRATURE SUR LA BANDE MOYENNE DU TERRITOIRE DE L'URSS
Riz. 5. Changement de température de l'atmosphère à différentes hauteurs. Les limites des sphères sont indiquées par une ligne pointillée.
À des altitudes de 11 à 25 km, la température devient constante et s'élève à -56,5 °; puis la température commence à monter, atteignant 30–40° à 40 km d'altitude, et 70° à 50–60 km d'altitude (Fig. 5), ce qui est associé à une absorption intense du rayonnement solaire par l'ozone. A partir d'une altitude de 60-80 km, la température de l'air diminue à nouveau légèrement (jusqu'à 60°C), puis augmente progressivement et atteint 270°C à 120 km d'altitude, 800°C à 220 km d'altitude, 1500 °C à 300 km d'altitude, et
à la frontière avec l'espace extra-atmosphérique - plus de 3000 °. Il convient de noter qu'en raison de la forte raréfaction et de la faible densité des gaz à ces hauteurs, leur capacité thermique et leur capacité à chauffer des corps plus froids sont très faibles. Dans ces conditions, le transfert de chaleur d'un corps à un autre ne se fait que par rayonnement. Tous les changements de température considérés dans l'atmosphère sont associés à l'absorption par les masses d'air de l'énergie thermique du Soleil - directe et réfléchie.
Dans la partie inférieure de l'atmosphère près de la surface de la Terre, la distribution de la température dépend de l'afflux de rayonnement solaire et a donc un caractère principalement latitudinal, c'est-à-dire que les lignes d'égale température - les isothermes - sont parallèles aux latitudes. Étant donné que l'atmosphère des couches inférieures est chauffée à partir de la surface de la Terre, le changement de température horizontal est fortement influencé par la répartition des continents et des océans, dont les propriétés thermiques sont différentes. Habituellement, les ouvrages de référence indiquent la température mesurée lors des observations météorologiques du réseau avec un thermomètre installé à une hauteur de 2 m au-dessus de la surface du sol. Les températures les plus élevées (jusqu'à 58°C) sont observées dans les déserts d'Iran, et en URSS - dans le sud du Turkménistan (jusqu'à 50°), les plus basses (jusqu'à -87°) en Antarctique, et dans le URSS - dans les régions de Verkhoyansk et Oymyakon (jusqu'à -68° ). En hiver, le gradient vertical de température dans certains cas, au lieu de 0,6°, peut dépasser 1° par 100 m voire prendre une valeur négative. Heureux dans temps chaud année, il peut être égal à plusieurs dizaines de degrés par 100 m.Il existe également un gradient de température horizontal, qui se réfère généralement à une distance de 100 km le long de la normale à l'isotherme. L'amplitude du gradient de température horizontal est de dixièmes de degré par 100 km, et dans les zones frontales, il peut dépasser 10° par 100 m.
Le corps humain est capable de maintenir la chaleur homéostasie(voir) dans une plage assez étroite de fluctuations de la température extérieure - de 15 à 45 °. Des différences importantes de température de l'atmosphère près de la Terre et en hauteur nécessitent l'utilisation de moyens techniques de protection spéciaux pour assurer l'équilibre thermique entre le corps humain et l'environnement dans les vols à haute altitude et spatiaux.
Changements caractéristiques des paramètres atmosphériques (température, pression, composition chimique, état électrique) permettent de diviser conditionnellement l'atmosphère en zones, ou couches. Troposphère- la couche la plus proche de la Terre, dont la limite supérieure s'étend à l'équateur jusqu'à 17-18 km, aux pôles - jusqu'à 7-8 km, aux latitudes moyennes - jusqu'à 12-16 km. La troposphère est caractérisée par une chute de pression exponentielle, la présence d'un gradient de température vertical constant, des mouvements horizontaux et verticaux des masses d'air et des changements importants de l'humidité de l'air. La troposphère contient la majeure partie de l'atmosphère, ainsi qu'une partie importante de la biosphère ; ici apparaissent tous les principaux types de nuages, des masses d'air et des fronts se forment, des cyclones et des anticyclones se développent. Dans la troposphère, en raison de la réflexion des rayons du soleil par la couverture de neige de la Terre et du refroidissement des couches d'air superficielles, se produit ce qu'on appelle l'inversion, c'est-à-dire une augmentation de la température dans l'atmosphère par le bas au lieu de la diminution habituelle.
Pendant la saison chaude, un mélange turbulent constant (aléatoire, chaotique) des masses d'air et un transfert de chaleur par les flux d'air (convection) se produisent dans la troposphère. La convection détruit les brouillards et réduit la teneur en poussière de la basse atmosphère.
La deuxième couche de l'atmosphère est stratosphère.
Elle part de la troposphère sous la forme d'une zone étroite (1-3 km) à température constante (tropopause) et s'étend jusqu'à des hauteurs d'environ 80 km. Une caractéristique de la stratosphère est la raréfaction progressive de l'air, l'intensité exceptionnellement élevée du rayonnement ultraviolet, l'absence de vapeur d'eau, la présence d'une grande quantité d'ozone et l'augmentation progressive de la température. La forte teneur en ozone provoque un certain nombre phénomènes optiques(mirages), provoque la réflexion des sons et a un impact important sur l'intensité et la composition spectrale du rayonnement électromagnétique. Dans la stratosphère, il y a un mélange constant d'air, de sorte que sa composition est similaire à l'air de la troposphère, bien que sa densité aux limites supérieures de la stratosphère soit extrêmement faible. Les vents dominants dans la stratosphère sont des vents d'ouest et dans la zone supérieure, il y a une transition vers des vents d'est.
La troisième couche de l'atmosphère est ionosphère, qui part de la stratosphère et s'étend jusqu'à des altitudes de 600 à 800 km.
Les caractéristiques distinctives de l'ionosphère sont l'extrême raréfaction du milieu gazeux, une forte concentration d'ions moléculaires et atomiques et d'électrons libres, ainsi que Chauffer. L'ionosphère affecte la propagation des ondes radio, provoquant leur réfraction, leur réflexion et leur absorption.
La principale source d'ionisation dans les hautes couches de l'atmosphère est le rayonnement ultraviolet du Soleil. Dans ce cas, les électrons sont expulsés des atomes de gaz, les atomes se transforment en ions positifs et les électrons expulsés restent libres ou sont capturés par des molécules neutres avec formation d'ions négatifs. L'ionisation de l'ionosphère est influencée par les météores, le rayonnement corpusculaire, X et gamma du Soleil, ainsi que les processus sismiques de la Terre (tremblements de terre, éruptions volcaniques, explosions puissantes), qui génèrent des ondes acoustiques dans l'ionosphère, amplifiant l'amplitude et la vitesse des oscillations des particules atmosphériques et contribuant à l'ionisation des molécules de gaz et des atomes (voir Fig. Aéroionisation).
La conductivité électrique dans l'ionosphère, associée à une forte concentration d'ions et d'électrons, est très élevée. L'augmentation de la conductivité électrique de l'ionosphère joue un rôle important dans la réflexion des ondes radio et l'apparition des aurores.
L'ionosphère est le domaine des vols de satellites artificiels de la Terre et intercontinentaux missiles balistiques. Actuellement, la médecine spatiale étudie les effets possibles sur le corps humain des conditions de vol dans cette partie de l'atmosphère.
Quatrième couche externe de l'atmosphère - exosphère. De là, les gaz atmosphériques sont dispersés dans l'espace mondial en raison de la dissipation (surmontant les forces de gravité par les molécules). Ensuite, il y a une transition progressive de l'atmosphère vers l'espace extra-atmosphérique interplanétaire. L'exosphère se distingue de cette dernière par la présence d'un grand nombre d'électrons libres qui forment les 2e et 3e ceintures de rayonnement de la Terre.
La division de l'atmosphère en 4 couches est très arbitraire. Ainsi, selon les paramètres électriques, toute l'épaisseur de l'atmosphère est divisée en 2 couches : la neutrosphère, dans laquelle prédominent les particules neutres, et l'ionosphère. La température distingue la troposphère, la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère, séparées respectivement par la tropo-, la strato- et la mésopause. La couche de l'atmosphère située entre 15 et 70 km et caractérisée par une forte teneur en ozone est appelée l'ozonosphère.
Pour des raisons pratiques, il convient d'utiliser l'Atmosphère Standard Internationale (MCA), pour laquelle les conditions suivantes sont acceptées : la pression au niveau de la mer à t°15° est de 1013 mbar (1.013 X 10 5 nm 2 , soit 760 mm Hg ); la température diminue de 6,5° par 1 km jusqu'à un niveau de 11 km (stratosphère conditionnelle), puis reste constante. En URSS, l'atmosphère standard GOST 4401 - 64 a été adoptée (tableau 3).
Précipitation. Étant donné que la majeure partie de la vapeur d'eau atmosphérique est concentrée dans la troposphère, les processus de transitions de phase de l'eau, qui provoquent des précipitations, se déroulent principalement dans la troposphère. Les nuages de la troposphère couvrent généralement environ 50% de la surface totale de la Terre, tandis que les nuages dans la stratosphère (à des altitudes de 20 à 30 km) et près de la mésopause, appelés respectivement nuages nacrés et noctilescents, sont observés relativement rarement. Suite à la condensation de la vapeur d'eau dans la troposphère, des nuages se forment et des précipitations se produisent.
Selon la nature des précipitations, les précipitations sont divisées en 3 types : continues, torrentielles, bruines. La quantité de précipitations est déterminée par l'épaisseur de la couche d'eau tombée en millimètres; les précipitations sont mesurées par des pluviomètres et des pluviomètres. L'intensité des précipitations est exprimée en millimètres par minute.
La répartition des précipitations à certaines saisons et certains jours, ainsi que sur le territoire, est extrêmement inégale, en raison de la circulation de l'atmosphère et de l'influence de la surface de la Terre. Oui, sur Îles hawaïennes en moyenne, il tombe 12 000 mm par an, et dans les régions les plus sèches du Pérou et du Sahara, les précipitations ne dépassent pas 250 mm, et parfois ne tombent pas avant plusieurs années. Dans la dynamique annuelle des précipitations, on distingue les types suivants: équatorial - avec un maximum de précipitations après le printemps et équinoxe d'automne; tropical - avec un maximum de précipitations en été; mousson - avec un pic très prononcé en été et un hiver sec; subtropical - avec des précipitations maximales en hiver et un été sec; continental latitudes tempérées- avec un maximum de précipitations en été ; latitudes tempérées marines - avec un maximum de précipitations en hiver.
L'ensemble du complexe atmosphérique-physique des facteurs climatiques et météorologiques qui composent le temps est largement utilisé pour la promotion de la santé, le durcissement et à des fins médicinales (voir. Climatothérapie). Parallèlement à cela, il a été établi que de fortes fluctuations de ces facteurs atmosphériques peuvent affecter négativement les processus physiologiques dans le corps, provoquant le développement de diverses conditions pathologiques et l'exacerbation de maladies, appelées réactions météotropes (voir. Climatopathologie). À cet égard, les perturbations fréquentes et à long terme de l'atmosphère et les fluctuations brusques des facteurs météorologiques revêtent une importance particulière.
Les réactions météotropes sont observées plus souvent chez les personnes souffrant de maladies du système cardiovasculaire, de polyarthrite, d'asthme bronchique, d'ulcère peptique, de maladies de la peau.
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