Principalul factor în crearea unui microclimat optim este temperatura aerului (gradul de încălzire a acestuia, exprimat în grade), care determină în cea mai mare măsură influența mediului asupra unei persoane.

ÎN conditii naturale Pe suprafața Pământului, temperatura aerului atmosferic variază de la -88 la + 60 °C, în timp ce temperatura organelor interne ale unei persoane, datorită termoreglării corpului său, rămâne confortabilă, aproape de 37 °C. . Când efectuați lucrări grele și la temperaturi ambientale ridicate, temperatura corpului unei persoane poate crește cu câteva grade. Cea mai ridicată temperatură a organelor interne pe care o poate rezista o persoană este de 43 °C, cea minimă este de 25 °C.

Umiditatea aerului are, de asemenea, un impact semnificativ asupra microclimatului.

Umiditatea aerului este caracterizată de următoarele concepte:

umiditate absolută (O), care se exprimă prin presiunea parțială a vaporilor de apă (Pa), sau în unități de greutate într-un anumit volum de aer (g/m3);

umiditate maximă (F)- cantitatea de umiditate la saturarea deplină a aerului la o temperatură dată (g/m 3);

umiditatea relativa (P) exprimat in %, P = A/Fx\00%.

Umiditatea relativă ridicată (raportul dintre conținutul de vapori de apă din 1 m 3 de aer și conținutul lor maxim posibil în acest volum) la temperaturi ridicate ale aerului contribuie la supraîncălzirea corpului, în timp ce la temperaturi scăzute crește transferul de căldură de la suprafața pielea, ceea ce duce la hipotermie a organismului. Umiditatea scăzută duce la evaporarea intensă a umidității din membranele mucoase, uscarea și crăparea acestora și apoi la contaminarea cu microbi patogeni.

Microclimatul optim pentru o anumită persoană este determinat doar pe baza lui aprecieri subiective. Este bine cunoscut faptul că senzația subiectivă de căldură sau frig depinde nu numai de conditiile climatice, dar și factori precum constituția corpului, vârsta, sexul, gradul de severitate a muncii, îmbrăcămintea etc. Prin urmare, în practică despre care vorbim de obicei despre intervale temperaturi optimeși umiditatea aerului.

Bunăstarea termică normală apare atunci când emisia de căldură a unei persoane este complet percepută de mediu. Dacă producția de căldură a corpului nu poate fi transferată complet în mediu, temperatura organelor interne crește, iar o astfel de bunăstare termică este caracterizată de conceptul de „fierbinte”. În caz contrar - „rece”.

Astfel, bunăstarea termică a unei persoane, sau echilibrul termic în sistemul „persoană - mediu”, depinde de temperatura mediului, de mobilitatea și umiditatea relativă a aerului, de presiunea atmosferică, de temperatura obiectelor din jur și de intensitatea fizică. activitate.

De exemplu, o scădere a temperaturii și o creștere a vitezei aerului contribuie la creșterea schimbului de căldură convectiv și la procesul de transfer de căldură în timpul evaporării transpirației, ceea ce poate duce la hipotermie a corpului. Creșterea vitezei de mișcare a aerului agravează starea de bine, deoarece îmbunătățește transferul de căldură convectiv și procesul de transfer de căldură în timpul evaporării transpirației.

Parametrii microclimatului aerului care determină metabolismul optim în organism și în care nu există senzații neplăcute sau tensiune în sistemul de termoreglare se numesc comozi sau optimi. Zona în care mediu elimină complet căldura generată de corp și nu există tensiune în sistemul de termoreglare, numit zonă de confort. Condițiile în care starea termică normală a unei persoane este perturbată sunt numite inconfortabile. Cu o ușoară tensiune în sistemul de termoreglare și un ușor disconfort se stabilesc condiții meteorologice acceptabile. Valorile acceptabile ale indicatorilor de microclimat se stabilesc în cazurile în care, conform cerințelor tehnologice, principiilor tehnice și economice, nu sunt prevăzute standarde optime.

ATMOSFERA Pământului(greacă atmos abur + bilă sphaira) - carcasă de gaz, înconjurând Pământul. Masa atmosferei este de aproximativ 5,15 10 15 Semnificația biologică a atmosferei este enormă. În atmosferă, schimbul de masă și energie are loc între vii și natura neînsuflețită, între lumea vegetală și cea animală. Azotul atmosferic este absorbit de microorganisme; Din dioxid de carbon și apă, folosind energia soarelui, plantele sintetizează substanțe organice și eliberează oxigen. Prezența unei atmosfere asigură conservarea apei pe Pământ, care este și o condiție importantă pentru existența organismelor vii.

Studiile efectuate folosind rachete geofizice de mare altitudine, sateliți artificiali Pământului și stații automate interplanetare au stabilit că atmosfera pământului se întinde pe mii de kilometri. Limitele atmosferei sunt instabile, sunt influențate de câmpul gravitațional al Lunii și de presiunea fluxului razelor solare. Deasupra ecuatorului, în regiunea umbrei pământului, atmosfera atinge altitudini de aproximativ 10.000 km, iar deasupra polilor limitele ei sunt la 3.000 km distanță de suprafața pământului. Cea mai mare parte a atmosferei (80-90%) este situată la altitudini de până la 12-16 km, ceea ce se explică prin natura exponențială (neliniară) a scăderii densității acesteia (rarefacție). mediu gazos pe măsură ce altitudinea crește.

Existența majorității organismelor vii în condiții naturale este posibilă în limitele și mai înguste ale atmosferei, până la 7-8 km, unde are loc combinația necesară de factori atmosferici precum compoziția gazelor, temperatura, presiunea și umiditatea. Mișcarea aerului și ionizarea sunt, de asemenea, de importanță igienă. precipitare, starea electrică a atmosferei.

Compoziția gazelor

Atmosfera este un amestec fizic de gaze (Tabelul 1), în principal azot și oxigen (78,08 și 20,95 vol.%). Raportul gazelor atmosferice este aproape același până la altitudini de 80-100 km. Constanța părții principale a compoziției de gaz a atmosferei este determinată de echilibrarea relativă a proceselor de schimb de gaze între natura vie și cea neînsuflețită și amestecarea continuă a maselor de aer în direcțiile orizontale și verticale.

Tabelul 1. CARACTERISTICI ALE COMPOZIȚIEI CHIMICE A AERULUI ATMOSFERIC USC LA SUPRAFAȚA PĂMÂNTULUI

La altitudini de peste 100 km, există o modificare a procentului de gaze individuale asociate cu stratificarea difuză a acestora sub influența gravitației și a temperaturii. În plus, sub influența ultravioletelor cu lungime de undă scurtă și a razelor X la o altitudine de 100 km sau mai mult, are loc disocierea moleculelor de oxigen, azot și dioxid de carbon în atomi. La altitudini mari aceste gaze se găsesc sub formă de atomi puternic ionizați.

Conținutul de dioxid de carbon din atmosfera diferitelor regiuni ale Pământului este mai puțin constant, ceea ce se datorează parțial distribuției inegale a marilor întreprinderi industriale care poluează aerul, precum și distribuției inegale a vegetației pe Pământ, bazine cu apă, absorbind dioxidul de carbon. De asemenea, variabil în atmosferă este și conținutul de aerosoli (vezi) - particule suspendate în aer cu dimensiuni variind de la câțiva milimicroni la câteva zeci de microni - formate ca urmare a erupțiilor vulcanice, a exploziilor artificiale puternice și a poluării de la întreprinderile industriale. Concentrația de aerosoli scade rapid cu altitudinea.

Cea mai variabilă și importantă dintre componentele variabile ale atmosferei este vaporii de apă, a căror concentrație la suprafața pământului poate varia de la 3% (la tropice) la 2 × 10 -10% (în Antarctica). Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât mai multă umiditate, celelalte lucruri fiind egale, poate fi în atmosferă și invers. Cea mai mare parte a vaporilor de apă este concentrată în atmosferă la altitudini de 8-10 km. Conținutul de vapori de apă din atmosferă depinde de influența combinată a evaporării, condensului și transportului orizontal. La altitudini mari, din cauza scaderii temperaturii si a condensarii vaporilor, aerul este aproape uscat.

Atmosfera Pământului, pe lângă oxigenul molecular și atomic, conține și cantități mici de ozon (vezi), a cărui concentrație este foarte variabilă și variază în funcție de altitudine și perioada anului. Majoritatea ozonului este conținut în regiunea polară spre sfârșitul nopții polare, la o altitudine de 15-30 km, cu o scădere bruscă în sus și în jos. Ozonul apare ca urmare a efectului fotochimic al radiației solare ultraviolete asupra oxigenului, în principal la altitudini de 20-50 km. Moleculele de oxigen diatomic se dezintegrează parțial în atomi și, unind moleculele necompuse, formează molecule triatomice de ozon (o formă polimerică, alotropă de oxigen).

Prezența în atmosferă a unui grup de așa-numite gaze inerte (heliu, neon, argon, cripton, xenon) este asociată cu apariția continuă a proceselor naturale de dezintegrare radioactivă.

Semnificația biologică a gazelor atmosfera este foarte grozava. Pentru majoritatea organismelor pluricelulare, un anumit conținut de oxigen molecular în gaz sau mediu acvatic este un factor indispensabil în existența lor, care în timpul respirației determină eliberarea de energie din substanțele organice create inițial în timpul fotosintezei. Nu este o coincidență că limitele superioare ale biosferei (parte a suprafeței globși partea inferioară a atmosferei unde există viață) sunt determinate de prezența suficientului oxigen. În procesul de evoluție, organismele s-au adaptat la un anumit nivel de oxigen din atmosferă; o modificare a conținutului de oxigen, fie în scădere, fie în creștere, are un efect advers (vezi Răul de altitudine, Hiperoxie, Hipoxie).

Forma alotropică de ozon a oxigenului are, de asemenea, un efect biologic pronunțat. La concentrații care nu depășesc 0,0001 mg/l, ceea ce este tipic pentru zonele de stațiune și coastele mării, ozonul are un efect de vindecare - stimulează respirația și activitatea cardiovasculară și îmbunătățește somnul. Odată cu creșterea concentrației de ozon, apare efectul său toxic: iritarea ochilor, inflamația necrotică a mucoaselor tractului respirator, exacerbare boli pulmonare, nevroze autonome. Combinându-se cu hemoglobina, ozonul formează methemoglobină, ceea ce duce la perturbarea funcției respiratorii a sângelui; transferul de oxigen de la plămâni la țesuturi devine dificil și se dezvoltă sufocarea. Oxigenul atomic are un efect advers similar asupra organismului. Ozonul joacă un rol semnificativ în crearea regimurilor termice ale diferitelor straturi ale atmosferei datorită absorbției extrem de puternice a radiației solare și a radiațiilor terestre. Ozonul absoarbe cel mai intens razele ultraviolete și infraroșii. Razele solare cu lungimi de undă mai mici de 300 nm sunt aproape complet absorbite de ozonul atmosferic. Astfel, Pământul este înconjurat de un fel de „ecran de ozon” care protejează multe organisme de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete de la Soare, Azotul. aerul atmosferic are o semnificație biologică importantă, în primul rând ca sursă a așa-zisului. azot fix - o resursă de hrană vegetală (și în cele din urmă animală). Semnificația fiziologică a azotului este determinată de participarea sa la crearea nivelului de presiune atmosferică necesar proceselor de viață. În anumite condiții de schimbare a presiunii, azotul joacă un rol major în dezvoltarea unui număr de tulburări în organism (vezi Boala de decompresie). Sunt controversate ipotezele că azotul slăbește efectul toxic al oxigenului asupra organismului și este absorbit din atmosferă nu numai de microorganisme, ci și de animalele superioare.

Gazele inerte ale atmosferei (xenon, cripton, argon, neon, heliu) la presiunea parțială pe care o creează în condiții normale pot fi clasificate drept gaze indiferente din punct de vedere biologic. Cu o creștere semnificativă a presiunii parțiale, aceste gaze au un efect narcotic.

Prezența dioxidului de carbon în atmosferă asigură acumularea de energie solară în biosferă prin fotosinteza compușilor complecși ai carbonului, care apar, se schimbă și se descompun continuu în timpul vieții. Acest sistem dinamic este menținut prin activitatea algelor și a plantelor terestre care captează energie lumina soareluiși folosindu-l pentru a transforma dioxidul de carbon (vezi) și apa în diverși compuși organici cu eliberare de oxigen. Extinderea ascendentă a biosferei este parțial limitată de faptul că, la altitudini de peste 6-7 km, plantele care conțin clorofilă nu pot trăi din cauza presiunii parțiale scăzute a dioxidului de carbon. Dioxidul de carbon este, de asemenea, foarte activ din punct de vedere fiziologic, deoarece joacă un rol important în reglarea proceselor metabolice, a activității centralei. sistemul nervos, respirația, circulația sângelui, regimul de oxigen al organismului. Totuși, această reglare este mediată de influența dioxidului de carbon produs de organismul însuși, și nu care provine din atmosferă. În țesuturile și sângele animalelor și oamenilor, presiunea parțială a dioxidului de carbon este de aproximativ 200 de ori mai mare decât presiunea sa în atmosferă. Și numai cu o creștere semnificativă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă (mai mult de 0,6-1%) se observă tulburări în organism, desemnate prin termenul de hipercapnie (vezi). Eliminarea completă a dioxidului de carbon din aerul inhalat nu poate avea un efect negativ direct asupra corpului uman și animalelor.

Dioxidul de carbon joacă un rol în absorbția radiațiilor cu undă lungă și în menținerea „efectului de seră” care crește temperaturile la suprafața Pământului. Se studiază și problema influenței asupra condițiilor termice și a altor condiții atmosferice a dioxidului de carbon, care pătrunde în aer în cantități uriașe ca deșeuri industriale.

Vaporii de apă atmosferici (umiditatea aerului) afectează și corpul uman, în special schimbul de căldură cu mediul.

Ca urmare a condensării vaporilor de apă în atmosferă, se formează nori și cad precipitații (ploaie, grindină, zăpadă). Vaporii de apă, împrăștiind radiația solară, participă la crearea regimului termic al Pământului și a straturilor inferioare ale atmosferei și la formarea condițiilor meteorologice.

Presiunea atmosferică

Presiunea atmosferică (barometrică) este presiunea exercitată de atmosferă sub influența gravitației pe suprafața Pământului. Mărimea acestei presiuni în fiecare punct al atmosferei este egală cu greutatea coloanei de aer de deasupra cu o singură bază, extinzându-se deasupra locului de măsurare până la limitele atmosferei. Presiunea atmosferică se măsoară cu un barometru (cm) și se exprimă în milibari, în newtoni pe metru pătrat sau înălțimea coloanei de mercur într-un barometru în milimetri, redusă la 0° și valoarea normală a accelerației gravitației. În tabel Tabelul 2 prezintă cele mai utilizate unități de măsură a presiunii atmosferice.

Schimbările de presiune apar din cauza încălzirii neuniforme a maselor de aer situate deasupra pământului și apei la diferite latitudini geografice. Pe măsură ce temperatura crește, densitatea aerului și presiunea pe care o creează scade. O acumulare uriașă de aer în mișcare rapidă cu presiune scăzută (cu o scădere a presiunii de la periferie la centrul vortexului) se numește ciclon, cu presiune mare (cu o creștere a presiunii spre centrul vortexului) - un anticiclon. Pentru prognoza meteo, sunt importante modificările neperiodice ale presiunii atmosferice care apar în mase vaste în mișcare și sunt asociate cu apariția, dezvoltarea și distrugerea anticiclonilor și cicloanelor. Modificări deosebit de mari ale presiunii atmosferice sunt asociate cu mișcarea rapidă a ciclonilor tropicali. În acest caz, presiunea atmosferică se poate schimba cu 30-40 mbar pe zi.

Scăderea presiunii atmosferice în milibari pe o distanță de 100 km se numește gradient barometric orizontal. De obicei, gradientul barometric orizontal este de 1-3 mbar, dar în ciclonii tropicali crește uneori la zeci de milibari la 100 km.

Odată cu creșterea altitudinii, presiunea atmosferică scade logaritmic: la început foarte brusc, apoi din ce în ce mai puțin vizibil (Fig. 1). Prin urmare, curba de modificare a presiunii barometrice este exponențială.

Scăderea presiunii pe unitatea de distanță verticală se numește gradient barometric vertical. Adesea folosesc valoarea sa inversă - etapa barometrică.

Deoarece presiunea barometrică este suma presiunilor parțiale ale gazelor care formează aerul, este evident că odată cu creșterea altitudinii, odată cu scăderea presiunii totale a atmosferei, presiunea parțială a gazelor care formează aerul. scade de asemenea. Presiunea parțială a oricărui gaz din atmosferă este calculată prin formula

unde P x ​​este presiunea parțială a gazului, P z este presiunea atmosferică la înălțimea Z, X% este procentul de gaz a cărui presiune parțială trebuie determinată.

Orez. 1. Modificarea presiunii barometrice în funcție de altitudine.

Orez. 2. Modificări ale presiunii parțiale a oxigenului din aerul alveolar și saturația sângelui arterial cu oxigen în funcție de schimbările de altitudine la respirația aerului și oxigenului. Respirația oxigenului începe la o altitudine de 8,5 km (experiment într-o cameră de presiune).

Orez. 3. Curbe comparative ale valorilor medii ale conștiinței active la o persoană în minute la diferite altitudini după o ascensiune rapidă în timp ce respiră aer (I) și oxigen (II). La altitudini de peste 15 km, conștiința activă este la fel de afectată atunci când respiră oxigen și aer. La altitudini de până la 15 km, respirația cu oxigen prelungește semnificativ perioada de conștiință activă (experiment într-o cameră de presiune).

Deoarece compoziția procentuală a gazelor atmosferice este relativ constantă, pentru a determina presiunea parțială a oricărui gaz trebuie doar să cunoașteți presiunea barometrică totală la o altitudine dată (Fig. 1 și Tabelul 3).

Tabelul 3. TABELUL ATMOSFEREI STANDARD (GOST 4401-64) 1

1 Dată sub formă prescurtată și completată cu coloana „Presiunea parțială a oxigenului”.

La determinarea presiunii parțiale a gazului în aer umed este necesar să se scadă presiunea (elasticitatea) vaporilor saturați din valoarea presiunii barometrice.

Formula pentru determinarea presiunii parțiale a gazului în aerul umed va fi ușor diferită de cea a aerului uscat:

unde pH 2 O este presiunea vaporilor de apă. La t° 37°, presiunea vaporilor de apă saturați este de 47 mm Hg. Artă. Această valoare este utilizată la calcularea presiunilor parțiale ale gazelor din aer alveolar în condiții de sol și de mare altitudine.

Efectul asupra organismului a crescut și tensiune arterială scăzută. Modificările presiunii barometrice în sus sau în jos au o varietate de efecte asupra corpului animalelor și oamenilor. Efectul presiunii crescute este asociat cu acțiunea fizică și chimică mecanică și penetrantă a mediului gazos (așa-numitele efecte de compresie și penetrare).

Efectul de compresie se manifesta prin: compresie volumetrica generala cauzata de o crestere uniforma a fortelor mecanice de presiune asupra organelor si tesuturilor; mecanonarcoză cauzată de compresia volumetrică uniformă la presiune barometrică foarte mare; presiune locală neuniformă asupra țesuturilor care limitează cavitățile care conțin gaz atunci când există o legătură întreruptă între aerul exterior și aerul din cavitate, de exemplu, urechea medie, cavitățile paranazale (vezi Barotrauma); creșterea densității gazului în sistem respiratie externa, care determină o creștere a rezistenței la mișcările respiratorii, în special în timpul respirației forțate (stres fizic, hipercapnie).

Efectul de penetrare poate duce la efectul toxic al oxigenului și al gazelor indiferente, o creștere a conținutului cărora în sânge și țesuturi provoacă o reacție narcotică atunci când se utilizează un amestec de azot-oxigen la om; presiune de 4-8 atm. O creștere a presiunii parțiale a oxigenului reduce inițial nivelul de funcționare al sistemelor cardiovasculare și respiratorii din cauza opririi influenței de reglare a hipoxemiei fiziologice. Când presiunea parțială a oxigenului în plămâni crește cu mai mult de 0,8-1 ata, apare efectul său toxic (leziune a țesutului pulmonar, convulsii, colaps).

Efectele de penetrare și compresie ale presiunii crescute a gazului sunt utilizate în medicina clinică în tratamentul diferitelor boli cu afectarea generală și locală a aportului de oxigen (vezi Baroterapie, Oxigenoterapia).

O scădere a presiunii are un efect și mai pronunțat asupra organismului. În condițiile unei atmosfere extrem de rarefiate, principalul factor patogenetic care duce la pierderea cunoștinței în câteva secunde și la moarte în 4-5 minute, este scăderea presiunii parțiale a oxigenului în aerul inhalat și apoi în alveolar. aer, sânge și țesuturi (Fig. 2 și 3). Hipoxia moderată determină dezvoltarea reacțiilor adaptative ale sistemelor respirator și hemodinamic, care vizează menținerea alimentării cu oxigen în primul rând organelor vitale (creier, inimă). Cu o lipsă pronunțată de oxigen, procesele oxidative sunt inhibate (datorită enzimelor respiratorii), iar procesele aerobe de producere a energiei în mitocondrii sunt perturbate. Acest lucru duce mai întâi la perturbarea funcțiilor organelor vitale și apoi la deteriorarea structurală ireversibilă și moartea corpului. Dezvoltarea reacțiilor adaptative și patologice, modificările stării funcționale a corpului și performanța unei persoane atunci când presiunea atmosferică scade sunt determinate de gradul și rata de scădere a presiunii parțiale a oxigenului din aerul inhalat, durata șederii la altitudine. , intensitatea muncii efectuate și starea inițială a corpului (vezi Răul de altitudine).

O scădere a presiunii la altitudini (chiar dacă este exclusă deficiența de oxigen) provoacă tulburări grave în organism, unite prin conceptul de „tulburări de decompresie”, care includ: flatulență la altitudine mare, barotită și barozinuzită, boala de decompresie la altitudine mare și -emfizem tisular de altitudine.

Flatulența la mare altitudine se dezvoltă datorită expansiunii gazelor în tractului gastrointestinal cu scăderea presiunii barometrice pe peretele abdominal la urcarea la altitudini de 7-12 km sau mai mult. Eliberarea gazelor dizolvate în conținutul intestinal este, de asemenea, de o anumită importanță.

Expansiunea gazelor duce la întinderea stomacului și a intestinelor, ridicarea diafragmei, modificări ale poziției inimii, iritarea aparatului receptor al acestor organe și apariția reflexelor patologice care afectează respirația și circulația sângelui. Apare adesea dureri ascuțite în zona abdominală. Fenomene similare apar uneori printre scafandri când se ridică de la adâncime la suprafață.

Mecanismul de dezvoltare a barotitei și barozinuzitei, manifestat printr-o senzație de congestie și, respectiv, durere în urechea medie sau cavitățile paranazale, este similar cu dezvoltarea flatulenței de mare altitudine.

O scădere a presiunii, pe lângă expansiunea gazelor conținute în cavitățile corpului, determină și eliberarea de gaze din lichide și țesuturi în care acestea au fost dizolvate în condiții de presiune la nivelul mării sau la adâncime și formarea de bule de gaz în corpul.

Acest proces de eliberare a gazelor dizolvate (în primul rând azot) determină dezvoltarea bolii de decompresie (vezi).

Orez. 4. Dependența punctului de fierbere al apei de altitudinea deasupra nivelului mării și presiunea barometrică. Numerele de presiune sunt situate sub numerele de altitudine corespunzătoare.

Pe măsură ce presiunea atmosferică scade, punctul de fierbere al lichidelor scade (Fig. 4). La o altitudine de peste 19 km, unde presiunea barometrică este egală cu (sau mai mică decât) elasticitatea vaporilor saturați la temperatura corpului (37°), poate apărea „fierberea” fluidului interstițial și intercelular al corpului, rezultând în vene mari, în cavitatea pleurei, stomacului, pericardului, în țesutul gras lax, adică în zonele cu presiune hidrostatică și interstițială scăzută, se formează bule de vapori de apă și se dezvoltă emfizemul tisular de mare altitudine. „Fierberea” la altitudine mare nu afectează structurile celulare, fiind localizată doar în lichidul intercelular și sânge.

Bulele de abur masive pot bloca inima și circulația sângelui și pot perturba funcționarea sistemelor și organelor vitale. Aceasta este o complicație gravă a înfometării acute de oxigen care se dezvoltă la altitudini mari. Prevenirea emfizemului tisular de mare altitudine poate fi realizată prin crearea unei contrapresiuni externe asupra corpului, folosind echipamente de înaltă altitudine.

Procesul de scădere a presiunii barometrice (decompresie) sub anumiți parametri poate deveni un factor dăunător. În funcție de viteză, decompresia este împărțită în lină (lentă) și explozivă. Acesta din urmă are loc în mai puțin de 1 secundă și este însoțit de o bubuitură puternică (ca la tragere) și formarea de ceață (condensarea vaporilor de apă datorită răcirii aerului în expansiune). În mod obișnuit, decompresia explozivă are loc la altitudini atunci când geamul unei cabine sub presiune sau al costumului sub presiune se sparge.

În timpul decompresiei explozive, plămânii sunt primii afectați. O creștere rapidă a presiunii în exces intrapulmonar (cu mai mult de 80 mm Hg) duce la întinderea semnificativă a țesutului pulmonar, care poate provoca ruptura plămânilor (dacă se extind de 2,3 ori). Decompresia explozivă poate provoca, de asemenea, leziuni ale tractului gastrointestinal. Cantitatea de presiune în exces care apare în plămâni va depinde în mare măsură de rata de expirare a aerului din ei în timpul decompresiei și de volumul de aer din plămâni. Este deosebit de periculos dacă căile aeriene superioare sunt închise în momentul decompresiei (în timpul înghițirii, ținerii respirației) sau decompresia coincide cu faza de inhalare profundă, când plămânii sunt umpluți cu o cantitate mare de aer.

Temperatura atmosferică

Temperatura atmosferei scade inițial odată cu creșterea altitudinii (în medie de la 15° la sol la -56,5° la o altitudine de 11-18 km). Gradientul vertical de temperatură în această zonă a atmosferei este de aproximativ 0,6° la fiecare 100 m; se modifică pe parcursul zilei și anului (Tabelul 4).

Tabelul 4. MODIFICĂRI ÎN GRADIENTUL VERTICAL DE TEMPERATURĂ PENTRU BANDA DE MEDIU A TERITORIULUI URSS

Orez. 5. Modificări ale temperaturii atmosferice la diferite altitudini. Limitele sferelor sunt indicate prin linii punctate.

La altitudini de 11 - 25 km, temperatura devine constantă și se ridică la -56,5°; apoi temperatura începe să crească, atingând 30-40° la o altitudine de 40 km, și 70° la o altitudine de 50-60 km (Fig. 5), ceea ce este asociat cu absorbția intensă a radiației solare de către ozon. De la o altitudine de 60-80 km, temperatura aerului scade din nou ușor (la 60°), apoi crește progresiv și este de 270° la o altitudine de 120 km, 800° la 220 km, 1500° la o altitudine de 300 km. , și

la granița cu spațiul cosmic - mai mult de 3000°. Trebuie remarcat faptul că, datorită rarefării mari și a densității scăzute a gazelor la aceste altitudini, capacitatea lor de căldură și capacitatea de a încălzi corpurile mai reci este foarte nesemnificativă. În aceste condiții, transferul de căldură de la un corp la altul are loc numai prin radiație. Toate schimbările considerate de temperatură în atmosferă sunt asociate cu absorbția energiei termice de la Soare de către masele de aer - direct și reflectat.

În partea inferioară a atmosferei de lângă suprafața Pământului, distribuția temperaturii depinde de afluxul radiației solare și, prin urmare, are un caracter preponderent latitudinal, adică liniile de temperatură egală - izoterme - sunt paralele cu latitudinile. Deoarece atmosfera din straturile inferioare este încălzită de suprafața pământului, modificarea temperaturii orizontale este puternic influențată de distribuția continentelor și oceanelor, ale căror proprietăți termice sunt diferite. De obicei, cărțile de referință indică temperatura măsurată în timpul observațiilor meteorologice din rețea cu un termometru instalat la o înălțime de 2 m deasupra suprafeței solului. Cele mai ridicate temperaturi (până la 58°C) sunt observate în deșerturile Iranului, iar în URSS - în sudul Turkmenistanului (până la 50°), cele mai scăzute (până la -87°) în Antarctica și în URSS - în zonele Verkhoyansk și Oymyakon (până la -68 ° ). Iarna, gradientul vertical de temperatură în unele cazuri, în loc de 0,6°, poate depăși 1° la 100 m sau chiar poate lua o valoare negativă. În timpul zilei în timp cald an, poate fi egal cu multe zeci de grade la 100 m Există și un gradient de temperatură orizontal, care se referă de obicei la o distanță de 100 km normală la izotermă. Mărimea gradientului de temperatură orizontal este de zecimi de grad la 100 km și în zonele frontale poate depăşi 10° la 100 m.

Corpul uman este capabil să mențină homeostazia termică (vezi) într-un interval destul de restrâns de fluctuații ale temperaturii aerului exterior - de la 15 la 45 °. Diferențele semnificative de temperatură atmosferică în apropierea Pământului și la altitudini necesită utilizarea unor mijloace tehnice speciale de protecție pentru a asigura un echilibru termic între corpul uman și mediul extern în timpul zborurilor la mare altitudine și în spațiu.

Modificările caracteristice ale parametrilor atmosferici (temperatura, presiunea, compoziția chimică, starea electrică) fac posibilă împărțirea condiționată a atmosferei în zone sau straturi. troposfera- cel mai apropiat strat de Pământ, a cărui limită superioară se extinde până la 17-18 km la ecuator, până la 7-8 km la poli și până la 12-16 km la latitudinile mijlocii. Troposfera se caracterizează printr-o cădere exponențială de presiune, prezența unui gradient vertical constant de temperatură, mișcări orizontale și verticale masele de aer, modificări semnificative ale umidității aerului. Troposfera conține cea mai mare parte a atmosferei, precum și o parte semnificativă a biosferei; Aici apar toate tipurile principale de nori, se formează mase de aer și fronturi, se dezvoltă cicloni și anticicloni. În troposferă, din cauza reflectării razelor solare de către stratul de zăpadă al Pământului și a răcirii straturilor de aer de suprafață, are loc o așa-numită inversiune, adică o creștere a temperaturii în atmosferă de jos în sus în loc de scăderea obișnuită.

În timpul sezonului cald, în troposferă are loc amestecul constant turbulent (dezordonat, haotic) al maselor de aer și transferul de căldură prin curenți de aer (convecție). Convecția distruge ceața și reduce praful din stratul inferior al atmosferei.

Al doilea strat al atmosferei este stratosferă.

Pornește din troposferă într-o zonă îngustă (1-3 km) cu o temperatură constantă (tropopauză) și se extinde la altitudini de aproximativ 80 km. O caracteristică a stratosferei este subțirea progresivă a aerului, intensitatea extrem de mare a radiațiilor ultraviolete, absența vaporilor de apă, prezența unor cantități mari de ozon și creșterea treptată a temperaturii. Conținutul ridicat de ozon provoacă un număr de fenomene optice(miraje), provoacă reflexia sunetelor și are un impact semnificativ asupra intensității și compoziției spectrale a radiațiilor electromagnetice. În stratosferă există un amestec constant de aer, astfel încât compoziția sa este similară cu cea a troposferei, deși densitatea sa la limitele superioare ale stratosferei este extrem de scăzută. Vânturile predominante în stratosferă sunt de vest, iar în zona superioară are loc o tranziție către vânturile de est.

Al treilea strat al atmosferei este ionosferă, care începe din stratosferă și se extinde până la altitudini de 600-800 km.

Caracteristicile distinctive ale ionosferei sunt rarefierea extremă a mediului gazos, concentrația mare de ioni moleculari și atomici și electroni liberi, precum și temperatura ridicată. Ionosfera influențează propagarea undelor radio, determinând refracția, reflectarea și absorbția acestora.

Principala sursă de ionizare în straturile înalte ale atmosferei este radiația ultravioletă de la Soare. În acest caz, electronii sunt eliminați din atomii de gaz, atomii se transformă în ioni pozitivi, iar electronii eliminați rămân liberi sau sunt capturați de molecule neutre pentru a forma ioni negativi. Ionizarea ionosferei este influențată de meteoriți, radiații corpusculare, de raze X și gamma de la Soare, precum și de procesele seismice ale Pământului (cutremure, erupții vulcanice, explozii puternice), care generează unde acustice în ionosferă, crescând amplitudinea și viteza oscilațiilor particulelor atmosferice și promovarea ionizării moleculelor și atomilor de gaz (vezi Aeroionizare).

Conductivitatea electrică în ionosferă, asociată cu concentrația mare de ioni și electroni, este foarte mare. Conductivitatea electrică crescută a ionosferei joacă un rol important în reflectarea undelor radio și apariția aurorelor.

Ionosfera este regiunea de zboruri ale sateliților Pământului artificial și intercontinentale rachete balistice. În prezent, medicina spațială studiază posibilele efecte ale condițiilor de zbor din această parte a atmosferei asupra corpului uman.

Al patrulea strat exterior al atmosferei - exosfera. De aici, gazele atmosferice sunt dispersate în spațiu datorită disipării (depășirea forțelor gravitaționale de către molecule). Apoi are loc o tranziție treptată de la atmosferă la interplanetar spațiul cosmic. Exosfera diferă de aceasta din urmă prin prezența unui număr mare de electroni liberi, formând a 2-a și a 3-a centură de radiație a Pământului.

Împărțirea atmosferei în 4 straturi este foarte arbitrară. Astfel, după parametrii electrici, întreaga grosime a atmosferei este împărțită în 2 straturi: neutronosfera, în care predomină particulele neutre, și ionosfera. Pe baza temperaturii, se disting troposfera, stratosfera, mezosfera si termosfera, separate prin tropopauza, stratosfera si respectiv mezopauza. Stratul atmosferei situat intre 15 si 70 km si caracterizat printr-un continut ridicat de ozon se numeste ozonosfera.

În scopuri practice, este convenabil să se utilizeze atmosfera standard internațională (MCA), pentru care sunt acceptate următoarele condiții: presiunea la nivelul mării la t° 15° este egală cu 1013 mbar (1,013 X 10 5 nm 2, sau 760 mm Hg); temperatura scade cu 6,5° la 1 km la un nivel de 11 km (stratosfera condiționată), apoi rămâne constantă. În URSS, a fost adoptată atmosfera standard GOST 4401 - 64 (Tabelul 3).

Precipitare. Deoarece cea mai mare parte a vaporilor de apă atmosferici este concentrată în troposferă, procesele de tranziții de fază ale apei care provoacă precipitații au loc predominant în troposferă. Norii troposferici acoperă de obicei aproximativ 50% din întreaga suprafață a pământului, în timp ce norii din stratosferă (la altitudini de 20-30 km) și din apropierea mezopauzei, numiți sidefați și respectiv noctilucenți, sunt observați relativ rar. Ca urmare a condensării vaporilor de apă în troposferă, se formează nori și au loc precipitații.

Pe baza naturii precipitațiilor, precipitațiile sunt împărțite în 3 tipuri: grele, torențiale și burnițe. Cantitatea de precipitații este determinată de grosimea stratului de apă căzută în milimetri; Precipitațiile sunt măsurate folosind pluviometre și pluviometre. Intensitatea precipitațiilor este exprimată în milimetri pe minut.

Distribuția precipitațiilor în anotimpuri și zile individuale, precum și pe teritoriu, este extrem de neuniformă, ceea ce se datorează circulației atmosferice și influenței suprafeței Pământului. Da, pe Insulele HawaiiÎn medie, cad 12.000 mm pe an, iar în cele mai uscate zone din Peru și Sahara, precipitațiile nu depășesc 250 mm și, uneori, nu cad timp de câțiva ani. În dinamica anuală a precipitațiilor se disting următoarele tipuri: ecuatorială - cu precipitații maxime după primăvară și echinocțiul de toamnă; tropical - cu precipitații maxime vara; muson - cu un vârf foarte pronunțat vara și iarna uscată; subtropical - cu precipitații maxime iarna și vara uscată; continental latitudini temperate- cu precipitatii maxime vara; latitudini maritime temperate – cu precipitatii maxime iarna.

Întregul complex atmosferico-fizic de factori climatici și meteorologici care alcătuiește vremea este utilizat pe scară largă pentru promovarea sănătății, întărire și în scopuri medicinale (vezi Climatoterapie). Împreună cu aceasta, s-a stabilit că fluctuațiile bruște ale acestor factori atmosferici pot afecta negativ procesele fiziologice din organism, determinând dezvoltarea diferitelor stări patologice și exacerbarea bolilor numite reacții meteotrope (vezi Climatopatologie). De o importanță deosebită în această privință sunt perturbările atmosferice frecvente pe termen lung și fluctuațiile bruște bruște ale factorilor meteorologici.

Reacțiile meteorotrope sunt observate mai des la persoanele care suferă de boli ale sistemului cardiovascular, poliartrită, astm bronșic, ulcer peptic și boli de piele.

Bibliografie: Belinsky V. A. și Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Biosfera și resursele sale, ed. V. A. Kovdy, M., 1971; Danilov A.D. Chimia ionosferei, Leningrad, 1967; Kolobkov N.V. Atmosfera și viața ei, M., 1968; Kalitin N.H. Fundamentele fizicii atmosferice aplicate în medicină, Leningrad, 1935; Matveev L. T. Fundamentele meteorologiei generale, Fizica atmosferei, Leningrad, 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Air ionization and its hygienic signification, M., 1963, bibliogr.; aka, Metode de cercetare igienica, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P.N. Curs de meteorologie, L., 1962; Umansky S.P. Man in Space, M., 1970; Hvostikov I. A. Straturile înalte ale atmosferei, Leningrad, 1964; X r g i a n A. X. Fizica atmosferei, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorologie și climatologie pentru facultățile geografice, Leningrad, 1968.

Efectul tensiunii arteriale ridicate și scăzute asupra organismului- Armstrong G. Medicină aviatică, trad. din engleză, M., 1954, bibliogr.; Zaltsman G.L. Fundamentele fiziologice ale șederii unei persoane în condiții de presiune ridicată a gazelor din mediu, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D.I și Khromushkin A.I. Sisteme de susținere a vieții umane în timpul zborurilor la mare altitudine și în spațiu, M., 1968, bibliogr.; Isakov P.K și colab. Teoria și practica medicinei aviatice, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. și Chernyakov I. N. Tissue oxygen under extreme flight factors, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Medicina subacvatica, trad. din engleză, M., 1971, bibliogr.; Busby D. E. Medicină clinică spațială, Dordrecht, 1968.

I. N. Cernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.

2.1. Structura atmosfera pământului. Influența aerului atmosferic asupra sănătății umane

Atmosfera are o structură multistrat. Troposfera este adiacentă suprafeței pământului - cel mai dens strat de aer măsoară de la 8 la 18 km în diferite latitudini. Deasupra troposferei se află stratosferă- un strat de aer cu dimensiunea de până la 40-60 km, în care se formează molecule de ozon, alcătuind stratul de ozon al atmosferei. Un strat de aer și mai rarefiat de până la 80 km se extinde deasupra stratosferei - mezosferă, urmează cele de mai sus termosferă- un strat al atmosferei de până la 300 km înălțime, temperatura în care ajunge la 1500°C. În spatele lui se află ionosferă- un strat de aer ionizat, ale cărui dimensiuni, în funcție de perioada anului și de zi, sunt de 500-1000 km. Chiar mai sus sunt plasate secvenţial exosfera(până la 3000 km), a cărei densitate nu este aproape deloc diferită de densitatea spațiului exterior fără aer, iar limita superioară a atmosferei Pământului este magnetosferă(de la 3000 la 50000 km), care include curele de radiații.

Mediul aer - atmosfera - învelișul de gaz al Pământului influențează semnificativ procesele energetice și hidrologice, cantitatea și calitatea radiației solare. Componenta meteorologică și microclimatică a mediului aerian constă în temperatura aerului, umiditatea și mobilitatea acestuia, radiația solară neionizantă și presiunea barometrică. Factorii fizici ca componente ale mediului și spațiilor interioare asigură viața și sănătatea omului. Radiația solară și temperatura aerului determină starea termică a unei persoane, funcțiile sale vitale: creștere, dezvoltare, rezistență, procese metabolice, sănătate.

2.2. Factorii fizici ai atmosferei, caracteristicile lor igienice și impactul asupra organismului (temperatura, umiditatea, mobilitatea aerului, presiunea barometrică, starea electrică a aerului, radiația termică, ionizarea aerului)

Parametrii fizici ai mediului aerian includ: temperatura, umiditatea, viteza aerului (mobilitatea); presiunea atmosferică; radiația solară; stare electrică (descărcări de fulgere, ionizare aer, câmp electric atmosferic); radioactivitate.

Temperatura aerului. Una dintre condițiile pentru desfășurarea normală a proceselor de viață este constanta temperaturii, dacă este încălcată, se pot dezvolta modificări severe, uneori ireversibile.

Când afectează organismul temperaturi scăzute aer, există o încălcare a trofismului tisular cu dezvoltarea ulterioară a nevritei și miozitei; o scădere a rezistenței organismului datorită factorului reflex, care contribuie la dezvoltarea stărilor patologice atât de natură infecțioasă, cât și neinfecțioasă. Răcirea locală (în special a picioarelor) poate duce la răceli: dureri în gât, infecție virală respiratorie acută, pneumonie. Acest lucru se datorează unei scăderi reflexe a temperaturii membranei mucoase a tractului respirator superior (nazofaringe).

Expunere pe termen lung temperatură ridicată metabolismul aerului, apei-sare și vitaminelor este perturbat, mai ales la efectuarea muncii fizice. Transpirația crescută duce la pierderea de lichide, săruri și vitamine solubile în apă. La temperaturi ridicate ale aerului, activitatea tractului gastrointestinal se modifică. Eliberarea ionului de clor din organism și aportul de cantități mari de apă conduc la inhibarea secreției gastrice și la scăderea capacității bactericide a sucului gastric, ceea ce creează condiții favorabile pentru dezvoltarea proceselor inflamatorii în tractul gastrointestinal. Influența temperaturii ridicate a aerului afectează negativ și starea funcțională a sistemului nervos central (SNC), care se manifestă prin slăbirea atenției, deteriorarea preciziei și coordonării mișcărilor și reacții mai lente. Acest lucru contribuie la scăderea calității muncii și la o creștere a accidentelor de muncă.

Cea mai frecventă complicație este supraîncălzirea sau hipertermia termică (Tabelul 2.1).

Tabelul 2.1 - Principalele semne de supraîncălzire a corpului

În cazurile severe, supraîncălzirea are loc sub formă de insolație. Se observă o creștere rapidă a temperaturii la 41 ° C și peste, o scădere a tensiunii arteriale, pierderea conștienței, compoziția anormală a sângelui și convulsii. Respirația devine frecventă (până la 50-60 pe minut) și superficială. Ca urmare a încălcării echilibrului apă-sare la temperaturi ridicate, se poate dezvolta o boală convulsivă. La acordarea primului ajutor, este necesar să se ia măsuri de răcire a corpului (duș rece, baie etc.).

Starea termică a mediului și o persoană este considerată confortabilă la o temperatură a aerului de 17-22°C, maximul admis este la limita superioară de 25°C și limita inferioară de 14°C; extrem de tolerabil - la 35°C, respectiv 10°C; extrem - la 40°C și -40-50°C. În acest din urmă caz, îmbrăcămintea obișnuită de iarnă nu poate menține echilibrul termic al corpului.

Umiditatea aerului. Umiditatea aerului atmosferic este determinată de evaporarea apei de la suprafața oceanelor, a mărilor și, într-o măsură mai mică, a lacurilor, râurilor, a solului umed și a vegetației În spații închise, gospodărești (spălatul rufelor, gătitul etc.) și factorii de producție, precum și evaporarea umidității, joacă un rol semnificativ de la suprafața pielii.

Gradul de umiditate a aerului este determinat de conceptele de umiditate absolută, maximă și relativă. La efectuarea studiilor de teren se constată umiditatea absolută, maximă, relativă, deficit de saturație, deficit de umiditate fiziologic și punctul de rouă.

Umiditate absolută determinată de cantitatea de vapori de apă în grame conținută în 1 m 3 de aer la un moment dat (sau elasticitatea vaporilor de apă din aer în milimetri de mercur).

Umiditate maximă caracterizat prin cantitatea maximă de vapori de apă (în grame la 1 m 3 de aer) care saturează aerul la o temperatură dată; poate fi exprimat și în milimetri de mercur.

Umiditatea relativă se numește raport exprimat ca procent umiditate absolută la maxim sau, cu alte cuvinte, procentul de saturație a aerului cu vapori de apă în momentul observării. Această ultimă valoare este utilizată în principal în practica sanitară.

Deficit de saturație - diferenta dintre umiditatea maxima si absoluta.

Deficiență fiziologică de umiditate - raportul dintre cantitatea de vapori de apă conținută efectiv în aer și cantitatea maximă care poate fi conținută în aer la temperatura suprafeței corpului uman și a plămânilor, i.e. la 34, respectiv 37°C. Deficitul fiziologic de umiditate arată câte grame de apă pot fi extrase din organism de fiecare metru cub de aer inhalat.

Punct de rouă - temperatura la care vaporii de apa din aer satureaza spatiul de 1 m 3 de aer.

Umiditatea relativă și deficitul de saturație sunt de cea mai mare importanță igienică, deoarece determină gradul de saturație a aerului cu vapori de apă și fac posibilă aprecierea intensității și ratei de evaporare a transpirației de la suprafața corpului la o anumită temperatură. Cu cât umiditatea relativă este mai mică, cu atât se va produce mai rapid evaporarea apei, prin urmare, cu atât transferul de căldură va fi mai intens prin evaporarea transpirației.

Valoarea optimă a umidității relative este în intervalul 40-60%, acceptabilă inferioară - 30%, acceptabilă superioară - 70%, extremă inferioară - 10-20% și extremă superioară 80-100%.

Mișcarea aerului. Principalul factor care determină mișcarea aerului (vânt) este diferența de presiune și temperatură. Valoarea igienica a mobilitatii aerului este determinata de efectul transferului de caldura. Influența mobilității aerului direct asupra unei persoane duce la o creștere a transferului de căldură de la suprafața corpului. La temperaturi ambientale scăzute, acest lucru provoacă răcirea corpului la temperaturi ridicate ale aerului, crescând transferul de căldură prin convecție și evaporare, protejează corpul de supraîncălzire

Presiunea atmosferică. Atmosfera, supusă forței gravitaționale, exercită presiune asupra suprafeței Pământului și asupra tuturor obiectelor aflate pe acesta. La nivelul mării la o temperatură de 15°C această valoare este de 760 mmHg. Artă. Datorită faptului că presiunea externă este complet echilibrată de presiunea internă, corpul nostru practic nu simte greutatea atmosferei. Este posibilă o creștere și o scădere semnificativă a presiunii atmosferice, ceea ce poate duce la modificări adverse ale corpului.

Presiune atmosferică scăzută contribuie la dezvoltarea unui complex de simptome la oameni cunoscut sub numele de rău de înălțime. Poate apărea la urcarea la înălțime și, de regulă, apare la piloți și alpiniști în lipsa unor măsuri (dispozitive) care să protejeze împotriva influenței presiunii atmosferice scăzute. În țesutul pulmonar are loc un schimb de gaze din sânge și aer alveolar. Difuzând prin membrane, gazele tind să atingă o stare de echilibru, trecând dintr-o zonă de înaltă presiune într-o zonă de joasă presiune.

Răul de altitudine apare ca urmare a scăderii presiunii parțiale a oxigenului din aerul inhalat, ceea ce duce la lipsa de oxigen a țesuturilor.

Pe măsură ce presiunea parțială a oxigenului scade, saturația cu oxigen a hemoglobinei scade cu o întrerupere ulterioară a alimentării cu oxigen a celulelor. Primele simptome ale deficienței de oxigen sunt determinate la urcarea la o altitudine de 3000 m fără un dispozitiv de oxigen.

Măsurile de aclimatizare la deficiența de oxigen includ antrenamentul în camere de presiune, rămânerea în condiții de mare altitudine, întărirea etc. Luarea unor cantități crescute de vitamine C, P, B1, B2, B6, PP și acid folic are un efect pozitiv.

Creșterea presiunii atmosferice este principalul factor de producție în construcția de tuneluri subacvatice, metrouri, lucrări de scufundări etc. Impact pe termen scurt (instantaneu). presiune mare persoanele sunt expuse la explozii de bombe, mine, obuze, împușcături și lansări de rachete. Cel mai adesea, munca în condiții de presiune atmosferică ridicată se desfășoară în camere speciale de cheson sau costume spațiale. Când se lucrează în chesoane, se disting trei perioade: compresie, expunere la presiune ridicată și decompresie.

Compresia se caracterizează prin tulburări funcționale minore: tinitus, congestie, durere datorată presiunii mecanice a aerului asupra timpanului. Oamenii instruiți tolerează cu ușurință această etapă, fără disconfort.

Starea în condiții de hipertensiune arterială este de obicei însoțită de tulburări funcționale ușoare: scăderea pulsului și a frecvenței respiratorii, scăderea tensiunii arteriale maxime și minime, scăderea sensibilității pielii și a auzului.

Într-o zonă de presiune atmosferică ridicată, sângele și țesuturile corpului sunt saturate cu gaze de aer (saturație), în principal azot. Această saturație continuă până când presiunea parțială a azotului din aerul ambiant este egală cu presiunea parțială a azotului din țesuturi.

Sângele este saturat cel mai repede, țesutul adipos este saturat mai lent. În același timp, țesutul adipos este saturat cu azot de 5 ori mai mult decât sângele sau alte țesuturi. Cantitatea totală de azot dizolvat în organism la presiune atmosferică ridicată poate ajunge la 4-6 litri față de 1 litru de azot dizolvat la presiune normală.

În timpul perioadei de decompresie, în organism se observă un proces invers - îndepărtarea gazelor din țesuturi (desaturare). Cu o decompresie organizată corespunzător, azotul dizolvat sub formă de gaz este eliberat prin plămâni (150 ml de azot în 1 minut). Cu toate acestea, la decompresie rapidă, azotul nu are timp să fie eliberat și rămâne în sânge și țesuturi sub formă de bule, cel mai mare număr dintre acestea acumulându-se în țesutul nervos și țesutul subcutanat. De aici și din alte organe, azotul intră în sânge și provoacă embolie gazoasă (boala cheson). Pericolul emboliei gazoase apare atunci când presiunea parțială a azotului în țesuturi este de peste 2 ori mai mare decât presiunea parțială a azotului în aerul alveolar. Un semn caracteristic al acestei boli este durerea sâcâitoare la articulații și mușchi. Cu embolie a vaselor de sânge ale sistemului nervos central, amețeli și durere de cap, tulburare de mers, tulburare de vorbire, convulsii. În cazuri severe apar pareze ale membrelor, tulburări urinare, sunt afectați plămânii, inima, ochii etc. Pentru a preveni posibila dezvoltare a bolii de decompresie, este importantă organizarea corectă a decompresiei și respectarea regimului de lucru.

Presiunea barometrică pentru Belarus este determinată la 740-745 mm Hg. Artă. Fluctuațiile zilnice ale presiunii atmosferice sunt de 3-5 mm Hg. Artă. nu au un efect semnificativ asupra organismului persoană sănătoasă. Pe măsură ce capacitățile funcționale ale corpului scad, sensibilitatea la modificările presiunii barometrice crește.

Starea electrică a aerului. Termenul „electricitate atmosferică” se referă de obicei la un întreg complex de fenomene, inclusiv ionizarea aerului, câmpurile electrice și magnetice ale atmosferei.

Ionizarea aerului. Esența fizică a ionizării aerului constă în acțiunea diferiților factori ionizanți asupra moleculelor de aer: elemente radioactive, cosmice, radiații UV, electrice, descărcări de fulgere, efect baloelectric și utilizarea ionizatoarelor de aer.

Ionizarea aerului se referă la dezintegrarea moleculelor și atomilor cu formarea de ioni de aer. Ca urmare, un electron este separat de moleculă și devine încărcat pozitiv, iar electronul liber detașat, unind una dintre moleculele neutre, îi conferă o sarcină negativă. Prin urmare, în atmosferă se formează o pereche de particule încărcate opus - ioni negativi și pozitivi.

Complexele moleculare (10-15 molecule) cu o singură sarcină elementară se numesc ioni normali sau ușori. Au o dimensiune de 10-8 cm și au o mobilitate relativ mare. Ciocnind cu particule mai mari care sunt prezente în mod constant în atmosferă, ionii de lumină se așează asupra lor și le transmit încărcătura lor. Apar ioni secundari, inclusiv ioni de aer medii (10-6 cm) și grei (10-5 cm).

Compoziția ionică a aerului este un important indicator igienic. Expunerea omului la ionii negativi ai aerului este un factor biologic benefic. Dimpotrivă, concentrațiile excesiv de mari de ioni pozitivi, în special cei grei, indică o calitate scăzută a aerului igienic.

Raportul dintre numărul de ioni grei și numărul de ioni ușori determină regimul de ionizare al aerului. Pentru a caracteriza ionizarea aerului se folosește coeficientul de unipolaritate (q), care arată raportul dintre numărul de ioni pozitivi și numărul de ioni negativi. Cu cât aerul este mai poluat, cu atât este mai mare acest coeficient.

Cantitatea de ioni de lumină depinde de condițiile geografice, geologice, de vreme, de nivelul de radioactivitate a mediului și de poluarea aerului. Pe măsură ce umiditatea aerului crește, numărul de ioni grei crește datorită recombinării ionilor cu picăturile de umiditate. O scădere a presiunii atmosferice favorizează eliberarea de radiu din sol, ceea ce duce la creșterea cantității de ioni de lumină. Efectul ionizant al apei pulverizate se manifestă prin ionizarea crescută a aerului, care se observă mai ales lângă fântâni, de-a lungul malurilor râurilor furtunoase și în apropierea rezervoarelor.

Câmp electric. Pământul în ansamblu are proprietățile unui conductor încărcat negativ, în timp ce atmosfera are proprietățile unui conductor încărcat pozitiv. Ca rezultat, ionii ambelor semne se mișcă și apare un curent electric vertical. Odată cu creșterea presiunii atmosferice, scăderea transparenței aerului și formarea de ceață, câmpul electric poate crește de 2-5 ori. Desigur, schimbări atât de mari pot avea un impact negativ asupra bunăstării persoanelor bolnave și slăbite.

Câmp magnetic. Schimbările rapide ale câmpului magnetic (tulburări magnetice și furtuni) apar ca urmare a unui aflux crescut de particule încărcate de la suprafața Soarelui în perioada de activitate crescută. S-a stabilit că aceste modificări pot afecta starea funcțională a sistemului nervos central, determinând o creștere a proceselor de inhibiție. În timpul furtunilor magnetice, frecvența exacerbărilor bolilor neuropsihiatrice crește brusc.

Radiația solară este cel mai important factor pentru existența vieții pe Pământ. Din punct de vedere fizic, energia solară este un flux de radiații electromagnetice cu lungimi de undă diferite. Compoziția spectrală a radiației solare variază într-o gamă largă de la unde lungi la unde ultrascurte. Din punct de vedere igienic, prezintă un interes deosebit partea optică a spectrului solar, care este împărțită în trei intervale: raze infraroșii cu lungimi de undă de la 28.000 la 760 nm, partea vizibilă a spectrului - de la 760 la 400 nm și partea UV - de la 400 la 10 nm.

S-a stabilit că radiația solară are un efect biologic puternic: stimulează procesele fiziologice din organism, modifică metabolismul, îmbunătățește bunăstarea unei persoane și îi crește performanța.

Radioactivitate în aer. Radioactivitatea naturală a atmosferei depinde de prezența gazelor precum radonul, actinonul și toronul, care sunt produsul de descompunere al radiului, actiniului și toriului. Aerul conține carbon-14, argon-41, fluor-18, sulf-32 și o serie de alți izotopi formați ca urmare a bombardării atomilor de azot, hidrogen și oxigen de către fluxurile de particule de radiație cosmică.

Contaminarea radioactivă artificială a biosferei este cauzată de testele armelor atomice, accidente la centralele nucleare și utilizarea pe scară largă a surselor de radiații ionizante în industrie, agricultură, medicină și alte ramuri ale științei și tehnologiei.

Modul în care condițiile meteorologice afectează organismul depinde de abilitățile sale de adaptare: unii reacționează la ele, alții nu le observă deloc și există și cei care pot prezice vremea în funcție de modul în care se simt. Se crede că persoanele cu un sistem nervos dezechilibrat - persoanele melancolice și colerice - sunt deosebit de susceptibile la dependența de condițiile meteorologice. La persoanele sanguine și flegmatice, cel mai adesea se manifestă fie pe fondul imunității slăbite, fie cu o boală cronică. Cu toate acestea, meteosensibilitatea ca diagnostic este tipică în special pentru cei care suferă deja de un fel de boală. De regulă, acestea sunt patologii ale sistemului respirator și cardiovascular, boli ale sistemului nervos și artrită reumatoidă.

Ce factori meteorologici ne afectează bunăstarea? Șeful secției de neurologie a Spitalului Clinic 122, profesorul Alexander Elchaninov, consideră că cei mai importanți factori meteorologici sunt: ​​temperatura aerului, umiditatea, viteza vântului și presiunea barometrică (atmosferică). Corpul uman este influențat și de factori heliofizici – câmpurile magnetice.

Temperatura aerului

Are cel mai vizibil efect asupra bunăstării unei persoane în combinație cu umiditatea aerului. Cel mai confortabil este considerat a fi o combinație de temperatură 18-20C° și umiditate 40-60%. În același timp, fluctuațiile temperaturii aerului în intervalul 1-10°C sunt considerate favorabile, 10-15°C - nefavorabile și peste 15°C - foarte nefavorabile. – explică profesorul Elchaninov. - Temperatura confortabila pentru dormit - de la 16°C la 18°C.

Conținutul de oxigen din aer depinde direct de temperatura aerului. Când se răcește, se saturează cu oxigen, iar când se încălzește, dimpotrivă, se rarifică. De regulă, pe vreme caldă, presiunea atmosferică scade și ea și, ca urmare, cei care suferă de boli ale sistemului respirator și cardiovascular se simt rău.

Dacă, pe fondul presiunii ridicate, temperatura aerului scade și este însoțită de ploi reci, atunci este deosebit de dificil pentru pacienții hipertensivi, astmatici și persoanele cu pietre la rinichi și colelitiază. Schimbările bruște de temperatură (8-10 °C pe zi) sunt periculoase pentru cei care suferă de alergii și astmatici.

Temperaturi extreme

Potrivit lui Serghei Boytsov, directorul Centrului de Cercetare de Stat pentru Medicină Preventivă, în timpul căldurii anormale oamenii se simt cel mai bine cu un mecanism normal de termoreglare, în care sistemul cardiovascular este implicat activ, crescând circulația sângelui direct sub piele. Dar dacă temperatura aerului depășește 38 de grade, nu mai ajută: temperatura externă devine mai mare decât cea internă, iar riscul de tromboză apare pe fondul centralizării fluxului sanguin și al îngroșării sângelui. Prin urmare, la căldură există un risc mare de accident vascular cerebral. Medicii sfătuiesc ca, în timpul căldurii anormale, să stați în casă cât mai mult posibil, cu aer condiționat sau cel puțin un ventilator și să evitați soarele și activitățile fizice inutile. Alte recomandări depind de starea de sănătate a persoanei.

Un anticiclon este o presiune atmosferică crescută care aduce cu sine vreme fără vânt, senină, fără schimbări bruște de temperatură și umiditate.

Un ciclon este o scădere a presiunii atmosferice, care este însoțită de tulburare, umiditate ridicată, precipitații și creșterea temperaturii aerului.

Pe vreme extrem de rece, organismul poate deveni hipotermic datorită transferului crescut de căldură. Combinația dintre temperatură scăzută cu umiditate ridicată și viteza mare a aerului este deosebit de periculoasă. Mai mult, datorită mecanismelor reflexe, senzația de frig apare nu numai în zona de influență, ci și în părți ale corpului care par a fi departe de aceasta. Deci, dacă picioarele tale sunt înghețate, nasul tău va îngheța inevitabil și o senzație de frig va apărea în gât, în urma căreia se dezvoltă ARVI și boli ale organelor ORL. De asemenea, dacă ți-e frig, să zicem, în timp ce aștepți transport public, este activat un alt mecanism reflex, în care apare spasmul vaselor renale, sunt posibile și tulburări circulatorii și scăderea imunității. De regulă, temperaturile extrem de scăzute provoacă reacții de tip spastic. Orice proceduri și acțiuni care măresc circulația sângelui ajută să le facă față: gimnastică, băi fierbinți pentru picioare, saună, baie, duș de contrast.

Umiditate

La temperaturi ridicate, umiditatea aerului (saturarea aerului cu vapori de apă) scade, iar pe vreme ploioasă poate ajunge la 80-90%. În timpul sezonului de încălzire, umiditatea aerului din apartamentele noastre scade la 15-20% (pentru comparație: în deșertul Sahara umiditatea este de 25%). Adesea, uscăciunea aerului din casă, și nu umiditatea ridicată de afară, devine cauza tendinței de a raceli: membranele mucoase ale nazofaringelui se usucă, reducându-i funcțiile de protecție, ceea ce face mai ușor ca virusurile respiratorii să „prindă rădăcini”. Pentru a evita uscarea crescută a nazofaringelui, persoanelor alergice și celor care suferă frecvent de boli ORL li se recomandă clătirea cu o soluție de apă minerală ușor sărată sau plată.

La umiditate ridicată Cei care suferă de boli ale căilor respiratorii, articulațiilor și rinichilor sunt cei mai expuși riscului de a se îmbolnăvi, mai ales dacă umiditatea este însoțită de vreme rece.

Fluctuațiile nivelului de umiditate de la 5 la 20% sunt evaluate ca fiind mai mult sau mai puțin favorabile pentru organism și de la 20 la 30% ca nefavorabile.

Vânt

Viteza de mișcare a aerului – vântul este perceput de noi ca fiind confortabil sau incomod în funcție de umiditatea și temperatura aerului. Așadar, în zona de confort termic (17-27C°) cu vânt calm și ușor (1-4 m/s) omul se simte bine. Cu toate acestea, de îndată ce temperatura crește, va experimenta senzații similare dacă mișcarea aerului devine mai rapidă. Dimpotrivă, la temperaturi scăzute, viteza mare a vântului crește senzația de frig. Atât vântul de munte-vale, cât și alte regimuri de vânt (adiere, foehn) au o periodicitate zilnică. Important au fluctuații de zi cu zi regimul vântului: o diferență de viteză a aerului în intervalul de 0,7 m/s este favorabilă, iar 8-17 m/s este nefavorabilă.

Presiunea atmosferică

Oamenii sensibili la vreme cred asta rol principal presiunea atmosferică influențează răspunsul lor la vreme. Acest lucru este atât adevărat, cât și nu adevărat. Pentru că ne afectează în principal corpul în combinație cu alte fenomene naturale. Este în general acceptat că o stare meteorologică este observată la o presiune atmosferică de aproximativ 1013 mbar, adică 760 mm Hg. Art., spune profesorul Alexander Elchaninov.

Dacă, pe măsură ce presiunea atmosferică scade, conținutul de oxigen din atmosferă scade brusc, umiditatea și temperatura cresc, tensiunea arterială iar viteza fluxului sanguin scade, ca urmare, respirația devine dificilă, apare greutatea în cap și funcționarea sistemului cardiovascular este perturbată. Când presiunea atmosferică scade, persoanele hipotensive se simt cel mai rău dintre toate, ceea ce se manifestă prin pastilenia (umflarea) severă a țesuturilor, tahicardie, tahipnee (respirație frecventă), adică simptome care caracterizează aprofundarea hipoxiei (foametea de oxigen) cauzată de presiunea atmosferică scăzută. . Pentru pacienții hipertensivi, o astfel de vreme le îmbunătățește starea de bine: tensiunea arterială scade și numai odată cu creșterea hipoxiei apar somnolență, oboseală, dificultăți de respirație și dureri ischemice ale inimii, adică aceleași simptome pe care le întâmpină imediat pacienții hipotensivi pe o astfel de vreme. . Când, odată cu creșterea presiunii atmosferice, temperatura scade, conținutul de oxigen din aer crește, pacienții hipertensivi se simt rău, deoarece tensiunea arterială crește și viteza fluxului sanguin crește. Oamenii hipotoni trăiesc bine pe o astfel de vreme, simt un val de forță.

Activitatea solară

Suntem copiii soarelui dacă nu ar fi acolo, n-ar mai exista viață. Datorită vântului solar notoriu și modificărilor activității solare, câmpul magnetic al Pământului, permeabilitatea stratului de ozon și standardele condițiilor meteorologice se modifică. Soarele este cel care influențează funcționarea ciclică a corpului uman, care funcționează în concordanță cu anotimpurile. Avem o nevoie înnăscută de o anumită cantitate de lumină solară, lumină solară și căldură. Nu e de mirare în timpul iernii scurte orele de zi Aproape toată lumea suferă de sindrom hiposolar: somnolență crescută, oboseală, depresie, apatie, scăderea performanței și a atenției. Putem spune că numărul zile însoriteîntr-un an este mult mai important pentru organism decât o schimbare a, să zicem, presiunea atmosferică. Prin urmare, locuitorii din țările de coastă, de exemplu, din țările mediteraneene, sau din munții înalți, trăiesc mai confortabil decât locuitorii din Sankt Petersburg sau exploratorii polari.

Vremea - în casă

influenţa conditiile meteo nu putem. Dar putem reduce riscurile pentru sănătate asociate cu influența mediului extern. Principalul lucru de reținut este că sensibilitatea la vreme nu se manifestă ca o problemă independentă, ca un vagon în spatele unei locomotive, urmează o anumită boală, cel mai adesea cronică; Prin urmare, în primul rând, este necesar să îl identificați și să îl tratați. În caz de exacerbare a bolii pe fundal vreme rea, ar trebui să luați medicamente prescrise de medic pentru patologia de bază (migrenă, distonie vegetativ-vasculară, atacuri de panică, nevroze și neurastenie). Și, în plus, în conformitate cu prognoza meteo, trebuie să dezvolți anumite reguli de conduită pentru tine. De exemplu, „pacienții cu inimă” reacționează brusc la umiditate ridicată aerul și apropierea unei furtuni, ceea ce înseamnă că în astfel de zile este necesar să evitați activitatea fizică și asigurați-vă că luați medicamentele prescrise de un medic.

• Pentru oricine a cărui sănătate se modifică din cauza condițiilor climatice în schimbare, este important să aibă mai multă grijă de sănătatea lor în astfel de zile: nu suprasolicita, dormi suficient, evita consumul de băuturi alcoolice, precum și activitatea fizică. Amânați, de exemplu, alergatul de dimineață, altfel, să zicem, pe vreme caldă, puteți fugi de un atac de cord și puteți avea un accident vascular cerebral. Orice emoțional sau activitate fizicăîn condiții meteorologice nefavorabile, acesta este stresul care poate duce la perturbări ale reglării autonome, tulburări ale ritmului cardiac, creșteri ale tensiunii arteriale și exacerbare a bolilor cronice.
• Monitorizați-vă presiunea barometrică pentru a înțelege cum să vă controlați tensiunea arterială. De exemplu, cu presiune atmosferică scăzută, pacienții hipertensivi trebuie să reducă aportul de medicamente care scad tensiunea arterială, iar pacienții hipotensivi ar trebui să ia adaptogeni (ginseng, eleuterococ, iarbă de lămâie) și să bea cafea. În general, trebuie amintit că vara, pe vreme caldă și caldă, are loc o redistribuire a sângelui de la organele interne către piele, astfel încât tensiunea arterială vara este mai mică decât iarna.
• Locuitorii din Sankt Petersburg, ca orice altă metropolă, își petrec cea mai mare parte a vieții în interior. Și cu cât ne „ascundem” mai mult timp în confort de factorii climatici externi, cu atât echilibrul dintre corpul uman și mediul extern este perturbat, iar capacitățile sale de adaptare sunt reduse. Ar trebui să creștem rezistența organismului la schimbările meteorologice nefavorabile. Prin urmare, dacă nu există contraindicații, antrenați nervos autonom și sistemul cardiovascular. Un duș de contrast sau rece, o baie rusească, saună, mersul pe jos, de preferință înainte de culcare vă vor ajuta în acest sens.
• Organizați-vă activitatea fizică - crește tensiunea arterială, scade nivelul de oxigen din țesuturi, crește metabolismul, generarea de căldură și transferul de căldură. Bun antrenament cardiovascular și cardiovascular sistemul respirator mers rapid timp de 1 oră, jogging ușor, înot. Oamenii instruiți tolerează cu ușurință schimbările de vreme, care au un efect similar asupra organismului.
• Se recomandă să dormi cu fereastra deschisă. Mai mult decât atât, somnul ar trebui să fie suficient - când te trezești, ar trebui să simți că ai dormit suficient.
• Monitorizați nivelul de umiditate și lumină artificială din apartament.
• Îmbrăcați-vă „pentru vreme”, astfel încât corpul dumneavoastră să fie confortabil în toate condițiile meteorologice.
• Dacă observați că vă simțiți dependent de vreme, uitați să călătoriți în țări îndepărtate „din iarnă în vară” sau „din vară în iarnă”. Eșecul adaptării sezoniere este periculos chiar și pentru oamenii practic sănătoși.

Irina Dontsova

Doctor Peter

Presiunea atmosferică se referă la presiunea grosimii aerului atmosferic de pe suprafața Pământului și a obiectelor situate pe acesta. Gradul de presiune corespunde greutății aerului atmosferic cu o bază de o anumită zonă și configurație.

Unitatea principală de măsură a presiunii atmosferice în sistemul SI este Pascal (Pa). Pe lângă pascali, se mai folosesc și alte unități de măsură:

• Bar (1 Ba=100000 Pa);
• milimetru de mercur (1 mm Hg = 133,3 Pa);
• kilogram de forță pe centimetru pătrat (1 kgf/cm 2 =98066 Pa);
• atmosferă tehnică (1 at = 98066 Pa).

Unitățile de mai sus sunt utilizate în scopuri tehnice, cu excepția milimetrilor de mercur, care este utilizat pentru prognozele meteo.

Instrumentul principal pentru măsurarea presiunii atmosferice este barometrul. Dispozitivele sunt împărțite în două tipuri - lichide și mecanice. Designul primului se bazează pe baloane umplute cu mercur și scufundate cu capătul deschis într-un vas cu apă. Apa din vas transmite presiunea coloanei de aer atmosferic către mercur. Înălțimea sa acționează ca un indicator al presiunii.

Barometrele mecanice sunt mai compacte. Principiul funcționării lor constă în deformarea unei plăci metalice sub influența presiunii atmosferice. Placa de deformare apasă pe arc, care, la rândul său, pune în mișcare acul dispozitivului.

Influența presiunii atmosferice asupra vremii

Presiunea atmosferică și efectul acesteia asupra condițiilor meteorologice variază în funcție de loc și timp. Acesta variază în funcție de altitudinea deasupra nivelului mării. Mai mult, există modificări dinamice asociate cu deplasarea zonelor de înaltă presiune (anticicloni) și de joasă presiune (cicloni).

Modificările vremii asociate cu presiunea atmosferică apar datorită mișcării maselor de aer între zone cu presiune diferită. Mișcarea maselor de aer este formată de vânt, a cărui viteză depinde de diferența de presiune din zonele locale, de scara lor și de distanța dintre ele. În plus, mișcările maselor de aer duc la schimbări de temperatură.

Presiunea atmosferică standard este de 101325 Pa, 760 mmHg. Artă. sau 1,01325 bar. Cu toate acestea, o persoană poate tolera în siguranță gamă largă presiune. De exemplu, în orașul Mexico City, capitala Mexicului cu o populație de aproape 9 milioane de oameni, presiunea atmosferică medie este de 570 mm Hg. Artă.

Astfel, valoarea presiunii standard este determinată cu precizie. Și presiunea confortabilă are o gamă semnificativă. Această valoare este destul de individuală și depinde complet de condițiile în care s-a născut și a trăit o anumită persoană. Astfel, o mișcare bruscă dintr-o zonă cu presiune relativ ridicată într-o zonă cu presiune mai scăzută poate afecta funcționarea sistemului circulator. Cu toate acestea, cu aclimatizare prelungită impact negativ se estompează.

Presiune atmosferică ridicată și scăzută

În zonele cu presiune ridicată vremea este calmă, cerul este senin și vântul este moderat. Presiunea atmosferică ridicată vara duce la căldură și secetă. În zonele cu presiune scăzută vremea este predominant înnorată, cu vânt și precipitații. Datorită unor astfel de zone, vara este răcoare vreme înnorată cu ploaie, iar iarna sunt ninsori. Diferența de presiune ridicată în cele două zone este unul dintre factorii care duc la formarea uraganelor și a vântului de furtună.