Glavni dejavnik pri ustvarjanju optimalne mikroklime je temperatura zraka (stopnja njegovega segrevanja, izražena v stopinjah), ki v največji meri določa vpliv okolja na človeka.

AT vivo Na površju Zemlje se temperatura atmosferskega zraka giblje od -88 do + 60 ° C, medtem ko temperatura notranjih organov človeka zaradi termoregulacije njegovega telesa ostaja udobna, blizu 37 ° C. . Pri opravljanju težkega dela in pri visokih temperaturah okolja se lahko telesna temperatura osebe dvigne za nekaj stopinj. Najvišja temperatura notranjih organov, ki jo človek lahko prenese, je 43 °C, najnižja pa 25 °C.

Velik vpliv na mikroklimo ima tudi vlažnost.

Za vlažnost zraka so značilni naslednji koncepti:

absolutna vlažnost (AMPAK), ki je izražen z delnim tlakom vodne pare (Pa) ali v utežnih enotah v določeni prostornini zraka (g / m 3);

maksimalna vlažnost (F)- količina vlage pri polni nasičenosti zraka pri določeni temperaturi (g / m 3);

relativna vlažnost (R) izraženo v %, P \u003d A / Fx \ 00%.

Visoka relativna vlažnost (razmerje med vsebnostjo vodnih hlapov v 1 m3 zraka in njihovo največjo možno vsebnostjo v tej prostornini) pri visokih temperaturah zraka prispeva k pregrevanju telesa, pri nizkih temperaturah pa poveča prenos toplote s površine kože. , kar vodi v hipotermijo telesa. Nizka vlažnost vodi do intenzivnega izhlapevanja vlage iz sluznic, njihovega sušenja in razpokanja, nato pa do kontaminacije s patogenimi mikrobi.

Optimalna mikroklima za določeno osebo se določi le na podlagi njegove subjektivne ocene. Znano je, da subjektivni občutek toplote ali mraza ni odvisen le od podnebne razmere, temveč tudi dejavnike, kot so telesna konstitucija, starost, spol, teža dela, oblačila itd. Zato v praksi običajno govorimo o obsegih optimalne temperature in vlažnost zraka.

Normalno toplotno počutje je takrat, ko okolje v celoti zazna oddajanje toplote človeka. Če se telesna proizvodnja toplote ne more v celoti prenesti v okolje, se temperatura notranjih organov dvigne, takšno toplotno počutje pa označujemo s pojmom »vroče«. V nasprotnem primeru - "hladno".

Tako je toplotno počutje človeka oziroma toplotno ravnovesje v sistemu »človek-okolje« odvisno od temperature okolja, gibljivosti in relativne vlažnosti zraka, atmosferskega tlaka, temperature okoliških predmetov in intenzivnosti fizičnega obremenitve. dejavnost.

Na primer, znižanje temperature in povečanje hitrosti gibanja zraka prispevata k povečanju konvektivnega prenosa toplote in procesa prenosa toplote med izhlapevanjem znoja, kar lahko povzroči hipotermijo telesa. Povečanje hitrosti gibanja zraka poslabša zdravje, saj prispeva k povečanju konvektivnega prenosa toplote in procesa prenosa toplote med izhlapevanjem znoja.

Parametri mikroklime zračnega okolja, ki določajo optimalno presnovo v telesu in v katerih ni neprijetnih občutkov in napetosti v sistemu termoregulacije, se imenujejo udobni ali optimalni. Območje, v katerem okolju popolnoma odstrani toploto, ki jo proizvaja telo, in ni napetosti v termoregulacijskem sistemu, imenovanem cona udobja. Pogoji, v katerih je kršeno normalno toplotno stanje osebe, se imenujejo neprijetni. Z rahlo napetostjo v sistemu termoregulacije in rahlim nelagodjem se vzpostavijo sprejemljivi meteorološki pogoji. Dovoljene vrednosti indikatorjev mikroklime so določene v primerih, ko v skladu s tehnološkimi zahtevami, tehničnimi in ekonomskimi načeli niso zagotovljeni optimalni standardi.

OZRAČJE ZEMLJE(grško atmos para + krogla sphaira) - plinasta lupina, obdaja zemljo. Masa ozračja je približno 5,15·10 15 Biološki pomen ozračja je ogromen. V ozračju poteka izmenjava mase in energije med živimi in nežive narave, med floro in favno. Atmosferski dušik asimilirajo mikroorganizmi; rastline zaradi sončne energije sintetizirajo organske snovi iz ogljikovega dioksida in vode ter sproščajo kisik. Prisotnost ozračja zagotavlja ohranitev vode na Zemlji, kar je tudi pomemben pogoj za obstoj živih organizmov.

Študije, izvedene s pomočjo višinskih geofizičnih raket, umetnih zemeljskih satelitov in medplanetarnih avtomatskih postaj so pokazale, da se zemeljska atmosfera razprostira na tisoče kilometrov. Meje ozračja so nestabilne, nanje vplivata gravitacijsko polje lune in pritisk toka sončne svetlobe. Nad ekvatorjem v območju zemeljske sence sega atmosfera okoli 10.000 km, nad poli pa so njene meje oddaljene 3000 km od zemeljske površine. Glavna masa atmosfere (80-90%) je v višinah do 12-16 km, kar je razloženo z eksponentno (nelinearno) naravo zmanjšanja gostote (razredčenje) njene plinsko okolje ko se nadmorska višina povečuje.

Obstoj večine živih organizmov v naravnih razmerah je možen v še ožjih mejah atmosfere, do 7-8 km, kjer je kombinacija atmosferskih dejavnikov, kot so plinska sestava, temperatura, tlak in vlažnost, potrebnih za aktivni potek potekajo biološki procesi. Gibanje in ionizacija zraka sta tudi higiensko pomembna, padavine, električno stanje ozračja.

Sestava plina

Ozračje je fizikalna zmes plinov (tabela 1), predvsem dušika in kisika (78,08 in 20,95 vol. %). Razmerje atmosferskih plinov je skoraj enako do nadmorske višine 80-100 km. Konstantnost glavnega dela plinske sestave ozračja je posledica relativnega uravnoteženja procesov izmenjave plinov med živo in neživo naravo ter stalnega mešanja zračnih mas v vodoravni in navpični smeri.

Tabela 1. ZNAČILNOSTI KEMIJSKE SESTAVE SUHEGA ATMOSFERskega ZRAKA BLIZU ZEMLJINEGA POVRŠJA

Na nadmorski višini nad 100 km se odstotek posameznih plinov spreminja zaradi njihove difuzne stratifikacije pod vplivom gravitacije in temperature. Poleg tega se pod delovanjem kratkovalovnih ultravijoličnih in rentgenskih žarkov na nadmorski višini 100 km ali več molekule kisika, dušika in ogljikovega dioksida disociirajo na atome. Na velikih nadmorskih višinah so ti plini v obliki visoko ioniziranih atomov.

Vsebnost ogljikovega dioksida v ozračju različnih območij Zemlje je manj konstantna, kar je deloma posledica neenakomerne porazdelitve velikih industrijskih podjetij, ki onesnažujejo zrak, pa tudi neenakomerne porazdelitve vegetacije na Zemlji, vodni bazeni absorbira ogljikov dioksid. V ozračju je spremenljiva tudi vsebnost aerosolov (glej) - delci, suspendirani v zraku, velikosti od nekaj milimikronov do nekaj deset mikronov - nastali kot posledica vulkanskih izbruhov, močnih umetnih eksplozij, onesnaženja industrijskih podjetij. Koncentracija aerosolov z nadmorsko višino hitro upada.

Najbolj nestabilna in pomembna spremenljiva komponenta atmosfere je vodna para, katere koncentracija na zemeljski površini se lahko spreminja od 3% (v tropih) do 2 × 10 -10% (na Antarktiki). Višja kot je temperatura zraka, več vlage, ceteris paribus, je lahko v ozračju in obratno. Glavnina vodne pare je koncentrirana v atmosferi do nadmorske višine 8-10 km. Vsebnost vodne pare v ozračju je odvisna od skupnega vpliva procesov izhlapevanja, kondenzacije in horizontalnega transporta. V višinah je zaradi znižanja temperature in kondenzacije hlapov zrak praktično suh.

Zemljina atmosfera poleg molekularnega in atomskega kisika vsebuje majhno količino ozona (glej), katerega koncentracija je zelo spremenljiva in se spreminja glede na višino in letni čas. Večina ozona se nahaja v območju polov do konca polarne noči na nadmorski višini 15-30 km z močnim zmanjšanjem navzgor in navzdol. Ozon nastane kot posledica fotokemičnega delovanja ultravijoličnega sončnega sevanja na kisik, predvsem na nadmorskih višinah 20-50 km. V tem primeru se dvoatomne molekule kisika delno razgradijo na atome in z združevanjem nerazgrajenih molekul tvorijo triatomne molekule ozona (polimerna, alotropna oblika kisika).

Prisotnost v ozračju skupine tako imenovanih inertnih plinov (helij, neon, argon, kripton, ksenon) je povezana z neprekinjenim tokom naravnih procesov radioaktivnega razpada.

Biološki pomen plinov atmosfera je zelo velika. Za večino večceličnih organizmov je določena vsebnost molekularnega kisika v plinu oz vodno okolje je nepogrešljiv dejavnik njihovega obstoja, saj povzroča sproščanje energije med dihanjem iz organskih snovi, ki nastanejo na začetku med fotosintezo. Ni naključje, da so zgornje meje biosfere (del površja globus in spodnji del atmosfere, kjer obstaja življenje) določa prisotnost zadostne količine kisika. V procesu evolucije so se organizmi prilagodili na določeno raven kisika v ozračju; spreminjanje vsebnosti kisika v smeri zmanjševanja ali povečevanja ima škodljiv učinek (glej Višinska bolezen, Hiperoksija, Hipoksija).

Ozonsko-alotropna oblika kisika ima tudi izrazit biološki učinek. Pri koncentracijah, ki ne presegajo 0,0001 mg / l, kar je značilno za letovišča in morske obale, ima ozon zdravilni učinek - spodbuja dihanje in kardiovaskularno aktivnost, izboljša spanec. S povečanjem koncentracije ozona se kaže njegov toksični učinek: draženje oči, nekrotično vnetje sluznice dihalnih poti, poslabšanje pljučnih bolezni, avtonomne nevroze. V kombinaciji s hemoglobinom ozon tvori methemoglobin, kar vodi do motenj dihalne funkcije krvi; postane otežen prenos kisika iz pljuč v tkiva, razvijejo se pojavi zadušitve. Podoben škodljiv učinek na telo ima atomski kisik. Ozon igra pomembno vlogo pri ustvarjanju toplotnih režimov različnih plasti ozračja zaradi izjemno močne absorpcije sončnega sevanja in zemeljskega sevanja. Ozon najintenzivneje absorbira ultravijolične in infrardeče žarke. Sončne žarke z valovno dolžino manj kot 300 nm atmosferski ozon skoraj v celoti absorbira. Tako je Zemlja obdana z nekakšnim »ozonskim zaslonom«, ki mnoge organizme ščiti pred škodljivimi učinki ultravijoličnega sevanja Sonca, dušika atmosferski zrak je velikega biološkega pomena predvsem kot vir ti. fiksirani dušik – vir rastlinske (in končno živalske) hrane. Fiziološki pomen dušika je določen z njegovo udeležbo pri ustvarjanju ravni atmosferskega tlaka, potrebnega za življenjske procese. V določenih pogojih sprememb tlaka ima dušik pomembno vlogo pri razvoju številnih motenj v telesu (glej Dekompresijska bolezen). Predpostavke, da dušik oslabi toksični učinek kisika na telo in ga iz ozračja absorbirajo ne le mikroorganizmi, ampak tudi višje živali, so sporne.

Inertne pline atmosfere (ksenon, kripton, argon, neon, helij) pri parcialnem tlaku, ki ga ustvarijo v normalnih pogojih, lahko uvrstimo med biološko indiferentne pline. Z znatnim povečanjem parcialnega tlaka imajo ti plini narkotični učinek.

Prisotnost ogljikovega dioksida v atmosferi zagotavlja kopičenje sončne energije v biosferi zaradi fotosinteze kompleksnih ogljikovih spojin, ki med življenjem nenehno nastajajo, se spreminjajo in razgrajujejo. Ta dinamični sistem vzdržujejo aktivnosti alg in kopenskih rastlin, ki zajemajo energijo sončna svetloba in ga uporabi za pretvorbo ogljikovega dioksida (glej) in vode v različne organske spojine s sproščanjem kisika. Širjenje biosfere navzgor je delno omejeno z dejstvom, da na nadmorski višini več kot 6-7 km rastline, ki vsebujejo klorofil, ne morejo živeti zaradi nizkega parcialnega tlaka ogljikovega dioksida. Ogljikov dioksid je zelo aktiven tudi v fiziološkem smislu, saj ima pomembno vlogo pri uravnavanju presnovnih procesov, delovanju centralnega živčni sistem, dihanje, krvni obtok, kisikov režim telesa. Vendar je ta regulacija posredovana z vplivom ogljikovega dioksida, ki ga proizvaja telo samo, in ne iz ozračja. V tkivih in krvi živali in ljudi je parcialni tlak ogljikovega dioksida približno 200-krat višji od njegovega tlaka v ozračju. In le z znatnim povečanjem vsebnosti ogljikovega dioksida v atmosferi (več kot 0,6-1%) se v telesu pojavijo motnje, označene z izrazom hiperkapnija (glej). Popolna izločitev ogljikovega dioksida iz vdihanega zraka ne more neposredno negativno vplivati ​​na človeški in živalski organizem.

Ogljikov dioksid ima vlogo pri absorpciji dolgovalovnega sevanja in ohranjanju "učinka tople grede", ki zvišuje temperaturo blizu zemeljske površine. Preučuje se tudi problem vpliva ogljikovega dioksida, ki v velikih količinah vstopa v zrak kot odpadek industrije, na toplotne in druge režime ozračja.

Atmosferska vodna para (zračna vlaga) vpliva tudi na človeško telo, predvsem na izmenjavo toplote z okoljem.

Zaradi kondenzacije vodne pare v ozračju nastanejo oblaki in padajo padavine (dež, toča, sneg). Vodna para, ki razprši sončno sevanje, sodeluje pri ustvarjanju toplotnega režima Zemlje in spodnjih plasti atmosfere, pri oblikovanju meteoroloških razmer.

Atmosferski tlak

Atmosferski tlak (barometrični) je tlak, ki ga atmosfera pod vplivom gravitacije izvaja na površje Zemlje. Vrednost tega tlaka na vsaki točki atmosfere je enaka teži zgornjega stolpca zraka z enotsko osnovo, ki se razteza nad mestom meritve do meja atmosfere. Atmosferski tlak merimo z barometrom (glej) in izražamo v milibarih, v newtonih na kvadratni meter ali višino stolpca živega srebra v barometru v milimetrih, zmanjšano na 0 ° in normalno vrednost gravitacijskega pospeška. V tabeli. 2 prikazuje najpogosteje uporabljene enote za atmosferski tlak.

Sprememba tlaka nastane zaradi neenakomernega segrevanja zračnih mas, ki se nahajajo nad kopnim in vodo na različnih geografskih širinah. Ko se temperatura dvigne, se zmanjšata gostota zraka in tlak, ki ga ustvarja. Ogromno kopičenje hitro premikajočega se zraka z zmanjšanim tlakom (z zmanjšanjem tlaka od obrobja proti središču vrtinca) imenujemo ciklon, s povečanim tlakom (z naraščanjem tlaka proti središču vrtinca) - ciklon. anticiklon. Za vremensko napoved so pomembne neperiodične spremembe atmosferskega tlaka, ki se pojavljajo v premikajočih se ogromnih masah in so povezane z nastankom, razvojem in uničenjem anticiklonov in ciklonov. Posebej velike spremembe atmosferskega tlaka so povezane s hitrim gibanjem tropskih ciklonov. Hkrati se lahko atmosferski tlak spreminja za 30-40 mbar na dan.

Padec atmosferskega tlaka v milibarih na razdalji 100 km se imenuje horizontalni barometrični gradient. Običajno je horizontalni barometrični gradient 1–3 mbar, v tropskih ciklonih pa včasih naraste na desetine milibarov na 100 km.

Z višanjem nadmorske višine atmosferski tlak pada v logaritemskem razmerju: sprva zelo močno, nato pa vse manj opazno (slika 1). Zato je krivulja zračnega tlaka eksponentna.

Zmanjšanje tlaka na enoto navpične razdalje imenujemo navpični barometrični gradient. Pogosto uporabljajo njegovo recipročno vrednost - barometrični korak.

Ker je zračni tlak vsota parcialnih tlakov plinov, ki tvorijo zrak, je očitno, da se z dvigom v višino, skupaj z zmanjšanjem celotnega atmosferskega tlaka, delni tlak plinov, ki tvorijo tudi zrak navzgor se zmanjša. Vrednost parcialnega tlaka katerega koli plina v ozračju se izračuna po formuli

kjer je P x ​​​​parcialni tlak plina, P z je atmosferski tlak na nadmorski višini Z, X% je odstotek plina, katerega delni tlak je treba določiti.

riž. 1. Sprememba zračnega tlaka glede na višino nad morsko gladino.

riž. 2. Sprememba parcialnega tlaka kisika v alveolarnem zraku in nasičenost arterijske krvi s kisikom glede na spremembo nadmorske višine pri dihanju zraka in kisika. Dihanje kisika se začne z višine 8,5 km (poskus v tlačni komori).

riž. 3. Primerjalne krivulje povprečnih vrednosti aktivne zavesti pri osebi v minutah na različnih višinah po hitrem dvigu med dihanjem zraka (I) in kisika (II). V višinah nad 15 km je aktivna zavest enako motena pri vdihavanju kisika in zraka. Na višinah do 15 km dihanje s kisikom bistveno podaljša dobo aktivne zavesti (poskus v tlačni komori).

Ker je odstotna sestava atmosferskih plinov razmeroma konstantna, je za določitev parcialnega tlaka katerega koli plina potrebno poznati le skupni zračni tlak na določeni nadmorski višini (slika 1 in tabela 3).

Tabela 3. TABELA STANDARDNE ATMOSFERE (GOST 4401-64) 1

1 Podano v skrajšani obliki in dopolnjeno s stolpcem "Parcialni tlak kisika".

Pri določanju parcialnega tlaka plina v vlažen zrak od barometričnega tlaka morate odšteti tlak (elastičnost) nasičenih hlapov.

Formula za določanje parcialnega tlaka plina v vlažnem zraku bo nekoliko drugačna kot za suh zrak:

kjer je pH 2 O elastičnost vodne pare. Pri t° 37° je elastičnost nasičene vodne pare 47 mm Hg. Umetnost. Ta vrednost se uporablja pri izračunu parcialnih tlakov plinov v alveolarnem zraku v tleh in na visoki nadmorski višini.

Učinek na telo povečanega in zmanjšan pritisk. Spremembe zračnega tlaka navzgor ali navzdol imajo različne učinke na organizem živali in ljudi. Učinek povečanega tlaka je povezan z mehanskim in prodornim fizikalnim in kemičnim delovanjem plinastega medija (tako imenovani kompresijski in prodorni učinki).

Učinek stiskanja se kaže v: splošnem volumetričnem stiskanju, zaradi enakomernega povečanja sil mehanskega pritiska na organe in tkiva; mehanonarkoza zaradi enakomerne volumetrične kompresije pri zelo visokem zračnem tlaku; lokalni neenakomeren pritisk na tkiva, ki omejujejo votline, ki vsebujejo plin, ko je prekinjena povezava med zunanjim zrakom in zrakom v votlini, na primer srednje uho, pomožne votline nosu (glej barotravmo); povečanje gostote plina v sistemu zunanje dihanje, kar povzroči povečanje odpornosti na dihalne gibe, zlasti pri prisilnem dihanju (vadba, hiperkapnija).

Prodorni učinek lahko povzroči toksični učinek kisika in indiferentnih plinov, katerih povečanje vsebnosti v krvi in ​​tkivih povzroči narkotično reakcijo, prvi znaki reza pri uporabi mešanice dušika in kisika pri ljudeh se pojavijo pri tlak 4-8 ​​atm. Povečanje parcialnega tlaka kisika sprva zmanjša raven delovanja kardiovaskularnega in dihalnega sistema zaradi zaustavitve regulatornega učinka fiziološke hipoksemije. S povečanjem parcialnega tlaka kisika v pljučih za več kot 0,8-1 ata se pokaže njegov toksični učinek (poškodba pljučnega tkiva, konvulzije, kolaps).

Prebojni in kompresijski učinki povečanega tlaka plinastega medija se uporabljajo v klinični medicini pri zdravljenju različnih bolezni s splošno in lokalno moteno oskrbo s kisikom (glej Baroterapija, Kisikova terapija).

Znižanje pritiska ima še izrazitejši učinek na telo. V pogojih izjemno redke atmosfere je glavni patogenetski dejavnik, ki vodi do izgube zavesti v nekaj sekundah in smrti v 4-5 minutah, zmanjšanje parcialnega tlaka kisika v vdihanem zraku in nato v alveolarnem zrak, kri in tkiva (sl. 2 in 3). Zmerna hipoksija povzroči razvoj adaptivnih reakcij dihalnega sistema in hemodinamike, katerih cilj je ohraniti oskrbo s kisikom predvsem vitalnih organov (možganov, srca). Pri izrazitem pomanjkanju kisika so oksidativni procesi zavrti (zaradi dihalnih encimov) in moteni so aerobni procesi proizvodnje energije v mitohondrijih. To vodi najprej do motenj v delovanju vitalnih organov, nato pa do nepopravljive strukturne okvare in smrti telesa. Razvoj adaptivnih in patoloških reakcij, sprememba funkcionalnega stanja telesa in človekove zmogljivosti z znižanjem atmosferskega tlaka je določena s stopnjo in hitrostjo zmanjšanja parcialnega tlaka kisika v vdihanem zraku, trajanjem bivanja. na višini, intenzivnost opravljenega dela, začetno stanje telesa (glej Višinska bolezen).

Znižanje tlaka na nadmorski višini (tudi ob izključitvi pomanjkanja kisika) povzroči resne motnje v telesu, ki jih združuje koncept "dekompresijske motnje", ki vključuje: višinsko napenjanje, barotitis in barosinusitis, višinsko dekompresijsko bolezen. in višinski tkivni emfizem.

Napenjanje na visoki nadmorski višini se razvije zaradi širjenja plinov v prebavila z zmanjšanjem barometričnega tlaka na trebušno steno pri dvigovanju na višino 7-12 km ali več. Posebno pomembno je sproščanje plinov, raztopljenih v črevesni vsebini.

Razširitev plinov vodi do raztezanja želodca in črevesja, dviga diafragme, spreminjanja položaja srca, draženja receptorskega aparata teh organov in povzročanja patoloških refleksov, ki motijo ​​dihanje in krvni obtok. Pogosto so ostre bolečine v trebuhu. Podobni pojavi se včasih pojavijo pri potapljačih pri dvigu iz globine na površje.

Mehanizem razvoja barotitisa in barosinusitisa, ki se kaže z občutkom zamašenosti oziroma bolečine v srednjem ušesu ali pomožnih votlinah nosu, je podoben razvoju napenjanja na visoki nadmorski višini.

Znižanje tlaka poleg širjenja plinov, ki se nahajajo v telesnih votlinah, povzroča tudi sproščanje plinov iz tekočin in tkiv, v katerih so bili raztopljeni pod pritiskom na morski gladini ali v globini, ter nastanek plinskih mehurčkov v telesu. .

Ta proces izločanja raztopljenih plinov (predvsem dušika) povzroči razvoj dekompresijske bolezni (glej).

riž. 4. Odvisnost vrelišča vode od nadmorske višine in zračnega tlaka. Številke tlaka se nahajajo pod ustreznimi višinskimi številkami.

Z znižanjem atmosferskega tlaka se vrelišče tekočin zniža (slika 4). Na nadmorski višini več kot 19 km, kjer je zračni tlak enak (ali manjši) od elastičnosti nasičenih hlapov pri telesni temperaturi (37 °), lahko pride do "vrenja" intersticijske in medcelične tekočine telesa, kar povzroči velike vene, v plevralni votlini, želodcu, osrčniku , v ohlapnem maščobnem tkivu, to je na območjih z nizkim hidrostatskim in intersticijskim tlakom, nastanejo mehurčki vodne pare, razvije se emfizem visokogorskega tkiva. Višinsko "vretje" ne vpliva na celične strukture, lokalizirano je le v medcelični tekočini in krvi.

Ogromni mehurčki pare lahko blokirajo delo srca in krvnega obtoka ter motijo ​​delovanje vitalnih sistemov in organov. To je resen zaplet akutnega kisikovega stradanja, ki se razvije na visoki nadmorski višini. Preprečevanje višinskega emfizema tkiva lahko dosežemo z ustvarjanjem zunanjega protitlaka na telo z višinsko opremo.

Že sam proces zniževanja zračnega tlaka (dekompresije) pod določenimi parametri lahko postane škodljiv dejavnik. Glede na hitrost delimo dekompresijo na gladko (počasno) in eksplozivno. Slednji poteka v manj kot 1 sekundi in ga spremlja močan pok (kot na posnetku), nastanek megle (kondenzacija vodne pare zaradi ohlajanja zraka, ki se širi). Običajno do eksplozivne dekompresije pride na višinah, ko poči zasteklitev pilotske kabine pod tlakom ali tlačne obleke.

Pri eksplozivni dekompresiji so prva prizadeta pljuča. Hitro povečanje intrapulmonalnega presežnega tlaka (več kot 80 mm Hg) vodi do znatnega raztezanja pljučnega tkiva, kar lahko povzroči rupturo pljuč (z njihovo razširitvijo za 2,3-krat). Eksplozivna dekompresija lahko povzroči tudi poškodbe prebavil. Količina nadtlaka, ki se pojavi v pljučih, bo v veliki meri odvisna od hitrosti odtekanja zraka iz njih med dekompresijo in volumna zraka v pljučih. Še posebej nevarno je, če se zgornje dihalne poti v času dekompresije izkažejo za zaprte (pri požiranju, zadrževanju diha) ali dekompresija sovpada s fazo globokega vdiha, ko so pljuča napolnjena z veliko količino zraka.

Temperatura ozračja

Temperatura ozračja z naraščanjem nadmorske višine sprva pada (povprečno od 15° pri tleh do -56,5° na nadmorski višini 11-18 km). Navpični temperaturni gradient v tem območju ozračja je približno 0,6 ° na vsakih 100 m; spreminja se tekom dneva in leta (tabela 4).

Tabela 4. SPREMEMBE NAVPIČNEGA TEMPERATURNEGA GRADIENTA NAD SREDNJIM PASOM OZEMLJA ZSSR

riž. 5. Sprememba temperature ozračja na različnih višinah. Meje krogel so označene s pikčasto črto.

Na nadmorski višini 11 - 25 km temperatura postane konstantna in znaša -56,5 °; nato se temperatura začne dvigovati in na nadmorski višini 40 km doseže 30-40 °, na nadmorski višini 50-60 km pa 70 ° (slika 5), ​​kar je povezano z intenzivno absorpcijo sončnega sevanja z ozonom. Od višine 60-80 km se temperatura zraka spet rahlo zniža (do 60 °C), nato pa progresivno narašča in doseže 270 °C na višini 120 km, 800 °C na višini 220 km, 1500 °C na nadmorski višini 300 km in

na meji z vesoljem - več kot 3000 °. Vedeti je treba, da je zaradi velikega redčenja in nizke gostote plinov na teh višinah njihova toplotna kapaciteta in sposobnost segrevanja hladnejših teles zelo majhna. V teh pogojih pride do prenosa toplote z enega telesa na drugo le s sevanjem. Vse obravnavane spremembe temperature v ozračju so povezane z absorpcijo toplotne energije sonca s strani zračnih mas - neposredne in odbite.

V nižjem delu atmosfere ob površju Zemlje je porazdelitev temperature odvisna od dotoka sončnega sevanja in ima zato predvsem širinski značaj, to pomeni, da so črte enakih temperatur - izoterme - vzporedne z zemljepisnimi širinami. Ker se ozračje v nižjih plasteh segreva od zemeljskega površja, na horizontalno spremembo temperature močno vpliva razporeditev celin in oceanov, katerih toplotne lastnosti so različne. Običajno referenčne knjige označujejo temperaturo, izmerjeno med mrežnimi meteorološkimi opazovanji s termometrom, nameščenim na višini 2 m nad površino tal. Najvišje temperature (do 58 ° C) so opažene v puščavah Irana in v ZSSR - na jugu Turkmenistana (do 50 °), najnižje (do -87 °) na Antarktiki in v ZSSR - v regijah Verkhoyansk in Oymyakon (do -68 ° ). Pozimi lahko navpični temperaturni gradient v nekaterih primerih namesto 0,6 ° preseže 1 ° na 100 m ali celo zavzame negativno vrednost. Čez dan v topli sezoni je lahko enak več deset stopinj na 100 m. Obstaja tudi horizontalni temperaturni gradient, ki se običajno imenuje razdalja 100 km vzdolž normale do izoterme. Velikost vodoravnega temperaturnega gradienta je desetinke stopinje na 100 km in v čelne cone na 100 m lahko preseže 10°.

Človeško telo je sposobno vzdrževati toplotno homeostazo (glej) v precej ozkem razponu nihanj zunanje temperature - od 15 do 45 °. Velike razlike v temperaturi ozračja v bližini Zemlje in na višinah zahtevajo uporabo posebnih zaščitnih tehničnih sredstev za zagotavljanje toplotnega ravnovesja med človeškim telesom in okoljem pri višinskih in vesoljskih poletih.

Značilne spremembe parametrov ozračja (temperatura, tlak, kemična sestava, električno stanje) omogočajo pogojno razdelitev ozračja na cone ali plasti. Troposfera- Zemlji najbližja plast, katere zgornja meja sega na ekvatorju do 17-18 km, na polih - do 7-8 km, na srednjih zemljepisnih širinah - do 12-16 km. Za troposfero je značilen eksponentni padec tlaka, prisotnost stalnega navpičnega temperaturnega gradienta, vodoravna in navpična gibanja zračnih mas ter znatne spremembe zračne vlažnosti. Troposfera vsebuje večji del atmosfere, pa tudi pomemben del biosfere; tukaj nastajajo vse glavne vrste oblakov, nastajajo zračne mase in fronte, razvijajo se cikloni in anticikloni. V troposferi zaradi odboja sončnih žarkov od snežne odeje Zemlje in ohlajanja površinskih plasti zraka pride do tako imenovane inverzije, to je dviga temperature ozračja od dna navzgor namesto običajnega zmanjšanja.

V topli sezoni v troposferi poteka nenehno turbulentno (naključno, kaotično) mešanje zračnih mas in prenos toplote z zračnimi tokovi (konvekcija). Konvekcija uničuje meglo in zmanjšuje vsebnost prahu v spodnjem ozračju.

Druga plast ozračja je stratosfera.

Začne se v troposferi kot ozko območje (1-3 km) s konstantno temperaturo (tropopavza) in sega do višine okoli 80 km. Značilnost stratosfere je postopno redčenje zraka, izjemno visoka intenzivnost ultravijoličnega sevanja, odsotnost vodne pare, prisotnost velike količine ozona in postopno naraščanje temperature. Visoka vsebnost ozona povzroča številne optične pojave (privide), povzroča odboj zvokov in pomembno vpliva na intenziteto in spektralno sestavo elektromagnetnega sevanja. V stratosferi prihaja do stalnega mešanja zraka, zato je njegova sestava podobna zraku troposfere, čeprav je njegova gostota na zgornjih mejah stratosfere izjemno nizka. V stratosferi prevladujejo zahodni vetrovi, v zgornjem pasu pa prehajajo v vzhodne vetrove.

Tretja plast ozračja je ionosfera, ki se začne v stratosferi in sega do nadmorske višine 600-800 km.

Značilnosti ionosfere so izjemno redčenje plinastega medija, visoka koncentracija molekularnih in atomskih ionov ter prostih elektronov, pa tudi visoka temperatura. Ionosfera vpliva na širjenje radijskih valov, povzroča njihovo lom, odboj in absorpcijo.

Glavni vir ionizacije v visokih plasteh ozračja je ultravijolično sevanje Sonca. V tem primeru se elektroni izbijejo iz atomov plina, atomi se spremenijo v pozitivne ione, izbiti elektroni pa ostanejo prosti ali pa jih ujamejo nevtralne molekule s tvorbo negativnih ionov. Na ionizacijo ionosfere vplivajo meteorji, korpuskularno, rentgensko in gama sevanje Sonca ter seizmični procesi na Zemlji (potresi, vulkanski izbruhi, močne eksplozije), ki v ionosferi ustvarjajo akustične valove, ki povečajo amplitudo in hitrost nihanja atmosferskih delcev ter prispevajo k ionizaciji plinskih molekul in atomov (glej Aeroionizacija).

Električna prevodnost v ionosferi, povezana z visoko koncentracijo ionov in elektronov, je zelo visoka. Povečana električna prevodnost ionosfere ima pomembno vlogo pri odboju radijskih valov in pojavu aurore.

Ionosfera je območje letov umetnih zemeljskih satelitov in medcelinskih balističnih raket. Trenutno vesoljska medicina proučuje možne učinke pogojev letenja v tem delu ozračja na človeško telo.

Četrti, zunanji sloj atmosfere - eksosfera. Od tu se atmosferski plini razpršijo v svetovni prostor zaradi disipacije (premagovanje gravitacijskih sil s strani molekul). Nato sledi postopen prehod iz atmosfere v medplanetarno vesolje. Eksosfera se od slednje razlikuje po prisotnosti velikega števila prostih elektronov, ki tvorijo 2. in 3. sevalni pas Zemlje.

Delitev ozračja na 4 plasti je zelo poljubna. Torej je glede na električne parametre celotna debelina atmosfere razdeljena na 2 plasti: nevtrosfero, v kateri prevladujejo nevtralni delci, in ionosfero. Temperatura razlikuje troposfero, stratosfero, mezosfero in termosfero, ločene s tropo-, strato- in mezopavzo. Plast ozračja, ki se nahaja med 15 in 70 km in za katero je značilna visoka vsebnost ozona, se imenuje ozonosfera.

Za praktične namene je priročno uporabiti mednarodno standardno atmosfero (MCA), za katero so sprejeti naslednji pogoji: tlak na morski gladini pri t ° 15 ° je 1013 mbar (1,013 X 10 5 nm 2 ali 760 mm Hg ); temperatura se zniža za 6,5° na 1 km do ravni 11 km (pogojna stratosfera), nato pa ostane konstantna. V ZSSR je bila sprejeta standardna atmosfera GOST 4401 - 64 (tabela 3).

Padavine. Ker je večina atmosferske vodne pare koncentrirana v troposferi, se procesi faznih prehodov vode, ki povzročajo padavine, odvijajo predvsem v troposferi. Troposferski oblaki običajno pokrivajo približno 50% celotne zemeljske površine, medtem ko so oblaki v stratosferi (na nadmorski višini 20-30 km) in blizu mezopavze, imenovani biserni in nočni oblaki, opaženi relativno redko. Zaradi kondenzacije vodne pare v troposferi nastajajo oblaki in padavine.

Glede na naravo padavin delimo padavine na 3 vrste: neprekinjene, hudourniške in rosne. Količina padavin je določena z debelino plasti padle vode v milimetrih; padavine merijo dežemeri in padavinomeri. Intenzivnost padavin je izražena v milimetrih na minuto.

Porazdelitev padavin v posameznih letnih časih in dneh ter po ozemlju je zaradi kroženja atmosfere in vpliva zemeljskega površja izjemno neenakomerna. Da, na Havajski otoki v povprečju pade 12.000 mm na leto, v najbolj suhih regijah Peruja in Sahare pa padavine ne presežejo 250 mm in včasih ne padejo več let. V letni dinamiki padavin ločimo naslednje vrste: ekvatorialni - z največjo količino padavin po pomladi in jesensko enakonočje; tropsko - z največ padavinami poleti; monsunsko - z zelo izrazitim vrhom poleti in suho zimo; subtropsko - z največjo količino padavin pozimi in suhim poletjem; celinski zmernih širinah- z največ padavinami poleti; morske zmerne širine - z največ padavinami pozimi.

Celoten atmosfersko-fizični kompleks podnebnih in meteoroloških dejavnikov, ki sestavljajo vreme, se pogosto uporablja za krepitev zdravja, utrjevanje in v medicinske namene (glej Klimatoterapija). Poleg tega je bilo ugotovljeno, da lahko ostra nihanja teh atmosferskih dejavnikov negativno vplivajo na fiziološke procese v telesu, kar povzroči razvoj različnih patoloških stanj in poslabšanje bolezni, ki se imenujejo meteotropne reakcije (glej Klimatopatologija). Pri tem so še posebej pomembni pogoste, dolgotrajne motnje ozračja in nenadna nihanja meteoroloških dejavnikov.

Meteotropne reakcije so pogostejše pri ljudeh, ki trpijo zaradi bolezni srca in ožilja, poliartritisa, bronhialne astme, peptičnega ulkusa, kožnih bolezni.

Bibliografija: Belinsky V. A. in Pobiyaho V. A. Aerologija, L., 1962, bibliogr.; Biosfera in njeni viri, ur. V. A. Kovdy, Moskva, 1971. Danilov A. D. Kemija ionosfere, L., 1967; Kolobkov N. V. Atmosfera in njeno življenje, M., 1968; Kalitin H.H. Osnove atmosferske fizike v uporabi v medicini, L., 1935; Matveev L. T. Osnove splošne meteorologije, Fizika atmosfere, L., 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Ionizacija zraka in njegova higienska vrednost, M., 1963, bibliogr.; it, Metode higienskih raziskav, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P. N. Tečaj meteorologije, L., 1962; Umansky S.P. Človek v vesolju, M., 1970; Khvostikov I. A. Visoke plasti atmosfere, L., 1964; X r g in a N A. X. Fizika atmosfere, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorologija in klimatologija za geografske fakultete, L., 1968.

Učinki visokega in nizkega krvnega tlaka na telo- Armstrong G. Letalska medicina, prev. iz angleščine, M., 1954, bibliogr.; Saltsman G.L. Fiziološke osnove človekovega bivanja v pogojih visokega tlaka plinov iz okolja, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. in Khromushkin A. I. Sistemi za vzdrževanje človekovega življenja med višinskimi in vesoljskimi leti, M., 1968, bibliogr.; Isakov P. K., itd. Teorija in praksa letalske medicine, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. in Chernyakov I. N. Kisik v tkivih pri ekstremnih dejavnikih letenja, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Podvodna medicina, prev. iz angleščine, M., 1971, bibliografija; Busby D. E. Vesoljska klinična medicina, Dordrecht, 1968.

I. H. Černjakov, M. T. Dmitrijev, S. I. Nepomnjaški.

2.1. Struktura zemeljske atmosfere. Vpliv atmosferskega zraka na zdravje ljudi

Ozračje ima večplastno strukturo. Troposfera meji na zemeljsko površje - najgostejša plast zraka v velikosti od 8 do 18 km v različne zemljepisne širine. Nad troposfero je stratosfera- do 40-60 km velika plast zraka, v kateri nastajajo molekule ozona, ki sestavljajo ozonski plašč ozračja. Še bolj redka plast zraka se razprostira nad stratosfero v velikosti do 80 km - mezosfera, sledi zgornje termosfera- plast atmosfere do višine 300 km, v kateri temperatura doseže 1500 °C. Za njo je ionosfera- plast ioniziranega zraka, katere velikost je, odvisno od letnega časa in dneva, 500-1000 km. Še višje so postavljene zaporedno eksosfera(do 3000 km), katerega gostota se skoraj ne razlikuje od gostote brezzračnega vesolja, in zgornja meja zemeljske atmosfere - magnetosfera(od 3000 do 50000 km), ki vključuje sevalne pasove.

Zračno okolje – ozračje – plinasta lupina Zemlje pomembno vpliva na energetske in hidrološke procese, količino in kakovost sončnega sevanja. Meteorološko in mikroklimatsko komponento zračnega okolja sestavljajo temperatura zraka, njegova vlažnost in gibljivost, neionizirajoče sončno sevanje in zračni tlak. Fizični dejavniki kot sestavine okolja in zaprtih prostorov zagotavljajo človekovo življenje in zdravje. Sončno sevanje in temperatura zraka določata toplotno stanje človeka, njegove vitalne funkcije: rast, razvoj, odpornost, presnovne procese, zdravje.

2.2. Fizikalni dejavniki ozračja, njihove higienske lastnosti in vpliv na telo (temperatura, vlaga, gibljivost zraka, zračni tlak, električno stanje zraka, toplotno sevanje, ionizacija zraka)

Fizikalni parametri zračnega okolja vključujejo: temperaturo, vlažnost, hitrost gibanja (gibljivost) zraka; atmosferski tlak; sončno sevanje; električno stanje (razelektritve strele, ionizacija zraka, električno polje atmosfere); radioaktivnost.

Temperatura zraka. Eden od pogojev za izvajanje normalnega poteka življenjskih procesov je konstantnost temperature, v nasprotju s katero je možen razvoj hudih, včasih nepopravljivih sprememb.

Pri izpostavljenosti telesu nizke temperature zrak, pride do kršitve trofizma tkiv z nadaljnjim razvojem nevritisa, miozitisa; zmanjšanje odpornosti telesa zaradi refleksnega faktorja, kar prispeva k razvoju patoloških stanj tako nalezljive kot neinfekcijske narave. Lokalno hlajenje (zlasti nog) lahko povzroči prehlad: vnetje mandljev, akutno respiratorno virusno okužbo, pljučnico. To je posledica refleksnega znižanja temperature sluznice zgornjih dihalnih poti (nazofarinksa).

Pri dolgotrajni izpostavljenosti visoka temperatura zrak moten metabolizem vode, soli in vitaminov, zlasti pri fizičnem delu. Povečano znojenje povzroči izgubo tekočine, soli in vodotopnih vitaminov. Pri visoki temperaturi zraka se spremeni aktivnost prebavnega trakta. Sproščanje klorovega iona iz telesa, vnos velikih količin vode povzroči zaviranje izločanja želodca in zmanjšanje baktericidne aktivnosti želodčnega soka, kar ustvarja ugodne pogoje za razvoj vnetnih procesov v prebavnem traktu. Vpliv visoke temperature zraka negativno vpliva tudi na funkcionalno stanje centralnega živčnega sistema (CNS), kar se kaže v oslabitvi pozornosti, kršitvi natančnosti in koordinacije gibov ter upočasnitvi reakcij. To prispeva k zmanjšanju kakovosti dela in povečanju delovnih poškodb.

Najpogostejši zaplet je pregrevanje ali toplotna hipertermija (tabela 2.1).

Tabela 2.1 - Glavni znaki pregrevanja telesa

V hujših primerih pride do pregrevanja v obliki toplotnega udara. Obstaja hitro zvišanje temperature na 41 ° C in več, znižanje krvnega tlaka, izguba zavesti, motnje sestave krvi, konvulzije. Dihanje postane pogosto (do 50-60 na minuto), površno. Zaradi kršitve vodno-solnega ravnovesja pri visokih temperaturah se lahko razvije konvulzivna bolezen. Pri zagotavljanju prve pomoči je treba sprejeti ukrepe za hlajenje telesa (hladen tuš, kopel itd.).

Udobno toplotno stanje okolja in osebe se šteje pri temperaturi zraka 17-22 ° C, največja dovoljena - pri zgornji meji 25 ° C in spodnji meji 14 ° C; zelo sprejemljivo - pri 35°C oziroma 10°C; ekstremno - pri 40°C in 40-50°C. V slednjem primeru običajna zimska oblačila ne morejo vzdrževati toplotnega ravnovesja telesa.

Vlažnost zraka. Vlažnost atmosferskega zraka določa izhlapevanje vode s površine oceanov, morij in v manjši meri jezer, rek, vlažnih tal in rastlinskega pokrova.V zaprtih prostorih gospodinjstvo (pranje perila, kuhanje itd.) in proizvodni dejavniki, pa tudi izhlapevanje vlage s površine kože.

Stopnjo vlažnosti zraka določajo pojmi absolutne, maksimalne in relativne vlažnosti. Pri izvajanju terenskih študij se ugotovijo absolutna, maksimalna, relativna vlažnost, primanjkljaj nasičenosti, fiziološki primanjkljaj vlažnosti, rosišče.

Absolutna vlažnost je določena s količino vodne pare v gramih, ki jo v danem trenutku vsebuje 1 m 3 zraka (ali z elastičnostjo vodne pare v zraku v milimetrih živega srebra).

Največja vlažnost označen z mejno količino vodne pare (v gramih na 1 m 3 zraka), ki nasiči zrak pri dani temperaturi; lahko se izrazi tudi v milimetrih živega srebra.

relativna vlažnost imenujemo razmerje med absolutno vlažnostjo in maksimumom, izraženo v odstotkih, ali, drugače, odstotek nasičenosti zraka z vodno paro v času opazovanja. Ta zadnja vrednost se uporablja predvsem v sanitarni praksi.

saturacijski primanjkljaj je razlika med največjo in absolutno vlažnostjo.

Fiziološko pomanjkanje vlage - razmerje med količino vodne pare, ki je dejansko v zraku, in njihovo največjo količino, ki jo lahko vsebuje zrak pri temperaturi površine človeškega telesa in pljuč, tj. pri 34 oziroma 37°C. Fiziološki primanjkljaj vlage kaže, koliko gramov vode lahko vsak kubični meter vdihanega zraka izloči iz telesa.

Točka rosišča - temperatura, pri kateri vodna para v zraku nasiči prostor 1 m 3 zraka.

Relativna vlažnost in pomanjkanje nasičenosti sta higiensko najpomembnejša, saj določata stopnjo nasičenosti zraka z vodno paro in omogočata presojo intenzivnosti in hitrosti izhlapevanja znoja s površine telesa pri določeni temperaturi. Nižja kot je relativna vlažnost, hitreje bo izhlapevanje vode, zato bo intenzivnejši prenos toplote z izhlapevanjem znoja.

Optimalna vrednost relativne vlažnosti je v območju 40-60%, sprejemljiva spodnja - 30%, sprejemljiva zgornja - 70%, skrajna spodnja - 10-20% in skrajna zgornja 80-100%.

Gibanje zraka. Glavni dejavnik, ki določa gibanje zraka (veter), je razlika v tlaku in temperaturi. Higienska vrednost mobilnosti zraka je določena z učinkom prenosa toplote. Vpliv gibljivosti zraka neposredno na človeka povzroči povečanje prenosa toplote s površine telesa. Pri nizkih temperaturah okolja to povzroči hlajenje telesa, pri visokih temperaturah zraka poveča prenos toplote s konvekcijo in izhlapevanjem, ščiti telo pred pregrevanjem

Atmosferski tlak. Atmosfera pod vplivom gravitacijske sile pritiska na površino Zemlje in na vse predmete, ki se nahajajo na njej. Na morski gladini pri 15 °C je ta vrednost 760 mm Hg. Umetnost. Zaradi dejstva, da je zunanji pritisk popolnoma uravnotežen z notranjim, naše telo praktično ne čuti teže atmosfere. Možno je znatno povečanje in znižanje atmosferskega tlaka, kar lahko povzroči neugodne spremembe v telesu.

Zmanjšan atmosferski tlak prispeva k razvoju kompleksa simptomov pri ljudeh, znanega kot višinska (gorska) bolezen. Lahko se pojavi pri vzpenjanju na višino in se praviloma pojavi pri pilotih in plezalcih, če ni ukrepov (naprav), ki ščitijo pred vplivom nizkega atmosferskega tlaka. V pljučnem tkivu poteka izmenjava krvnih plinov in alveolarnega zraka. Plini, ki difundirajo skozi membrane, težijo k stanju ravnovesja in se premikajo iz območja visokega tlaka v območje nizkega tlaka.

Višinska bolezen nastane kot posledica znižanja parcialnega tlaka kisika v vdihanem zraku, kar povzroči kisikovo stradanje tkiv.

Z znižanjem parcialnega tlaka kisika se zmanjša nasičenost hemoglobina s kisikom, čemur sledi motnja v oskrbi celic s kisikom. Prvi simptomi pomanjkanja kisika se ugotovijo pri vzponu na višino 3000 m brez kisikove naprave.

Ukrepi za aklimatizacijo pri pomanjkanju kisika vključujejo vadbo v tlačnih komorah, bivanje na visoki nadmorski višini, utrjevanje itd. Pozitiven učinek ima povečana količina vitaminov C, P, B1, B2, B6, PP, folne kisline.

Povečan atmosferski tlak je glavni proizvodni dejavnik pri gradnji podvodnih tunelov, podzemnih železnic, potapljaških operacijah itd. Osebe so ob eksplozijah bomb, min, granat, strel in izstrelitev raket izpostavljene kratkotrajni (trenutni) izpostavljenosti visokemu tlaku. Najpogosteje se delo v pogojih visokega atmosferskega tlaka izvaja v posebnih komorah-kesonih ali vesoljskih oblekah. Pri delu v kesonih ločimo tri obdobja: kompresijo, bivanje v pogojih visokega tlaka in dekompresijo.

Za kompresijo so značilne manjše funkcionalne motnje: tinitus, kongestija, bolečina zaradi mehanskega pritiska zraka na bobnič. Usposobljeni ljudje prenašajo to stopnjo enostavno, brez nelagodja.

Bivanje v pogojih povišanega krvnega tlaka običajno spremljajo blage funkcionalne motnje: upad srčne frekvence in dihanja, znižanje maksimalnega in zvišanje minimalnega krvnega tlaka, zmanjšanje občutljivosti kože in sluha.

V območju povišanega atmosferskega tlaka so kri in tkiva telesa nasičeni z zračnimi plini (saturacija), predvsem dušikom. To nasičenje se nadaljuje, dokler se parcialni tlak dušika v zunanjem zraku ne izenači z delnim tlakom dušika v tkivih.

Najhitreje se nasiti kri, najpočasneje maščobno tkivo. Hkrati je maščobno tkivo nasičeno z dušikom 5-krat bolj kot kri ali druga tkiva. Skupna količina dušika, raztopljenega v telesu pri povišanem atmosferskem tlaku, lahko doseže 4-6 litrov v primerjavi z 1 litrom dušika, raztopljenega pri normalnem tlaku.

V obdobju dekompresije se v telesu opazi obratni proces - odstranjevanje plinov iz tkiv (desaturacija). Pri pravilno organizirani dekompresiji se skozi pljuča sprosti raztopljeni dušik v obliki plina (150 ml dušika v 1 minuti). Pri hitri dekompresiji pa se dušik nima časa sprostiti in ostane v krvi in ​​tkivih v obliki mehurčkov, pri čemer se jih največ kopiči v živčnem tkivu in podkožju. Od tu in iz drugih organov pride dušik v krvni obtok in povzroči plinsko embolijo (kesonsko bolezen). Nevarnost plinske embolije se pojavi, ko je parcialni tlak dušika v tkivih več kot 2-krat višji od parcialnega tlaka dušika v alveolarnem zraku. Značilen simptom te bolezni so vlečne bolečine v sklepih in mišicah. Z embolijo krvnih žil centralnega živčnega sistema opazimo omotico, glavobol, hojo, govor in konvulzije. V hudih primerih pride do pareze okončin, motnje uriniranja, prizadeti so pljuča, srce, oči itd. Za preprečevanje morebitnega razvoja dekompresijske bolezni je pomembna pravilna organizacija dekompresije in upoštevanje režima delovanja.

Barometrični tlak za Belorusijo je določen pri 740-745 mm Hg. Umetnost. Dnevna nihanja atmosferskega tlaka 3-5 mm Hg. Umetnost. nimajo pomembnega vpliva na telo zdrava oseba. Z zmanjšanjem funkcionalnosti telesa se poveča občutljivost na spremembe zračnega tlaka.

Električno stanje zraka. Izraz "atmosferska elektrika" se običajno razume kot celoten kompleks pojavov, vključno z ionizacijo zraka, električnimi in magnetnimi polji atmosfere.

Ionizacija zraka. Fizikalno bistvo ionizacije zraka je v delovanju različnih ionizirajočih dejavnikov na molekule zraka: radioaktivnih elementov, kozmičnega, UV sevanja, elektrike, razelektritve strele, baloelektričnega učinka, uporabe ionizatorjev zraka.

Zračno ionizacijo razumemo kot razpadanje molekul in atomov s tvorbo zračnih ionov. Posledica tega je, da se elektron odcepi od molekule in postane pozitivno nabit, ločeni prosti elektron, ki se pridruži eni od nevtralnih molekul, pa ji da negativen naboj. Zato v ozračju nastane par nasprotno nabitih delcev – negativni in pozitivni ioni.

Molekularni kompleksi (10-15 molekul) z enim elementarnim nabojem se imenujejo normalni ali lahki ioni. Imajo velikost 10-8 cm in imajo relativno visoko mobilnost. Ob trku z večjimi delci, ki so stalno prisotni v ozračju, se lahki ioni usedajo nanje in jim dajejo svoj naboj. Pojavijo se sekundarni ioni, vključno s srednjimi (10-6 cm) in težkimi (10-5 cm) zračnimi ioni.

Ionska sestava zraka je pomemben higienski pokazatelj. Izpostavljenost človeka svetlobnim negativnim zračnim ionom je ugoden biološki dejavnik. Nasprotno, previsoke koncentracije pozitivnih ionov, predvsem težkih, kažejo na nizko higiensko kakovost zraka.

Razmerje med številom težkih ionov in številom lahkih ionov določa ionizacijski režim zraka. Za karakterizacijo ionizacije zraka se uporablja koeficient unipolarnosti (q), ki kaže razmerje med številom pozitivnih ionov in številom negativnih. Bolj ko je zrak onesnažen, višji je ta koeficient.

Količina lahkih ionov je odvisna od geografskih, geoloških razmer, vremena, stopnje radioaktivnosti okolja in onesnaženosti zraka. S povečanjem vlažnosti zraka se poveča število težkih ionov zaradi rekombinacije ionov s padci vlage. Znižanje atmosferskega tlaka spodbuja sproščanje emanacije radija iz tal, kar vodi do povečanja količine lahkih ionov. Ionizirajoči učinek razpršene vode se kaže v povečani ionizaciji zraka, kar je še posebej opazno v bližini fontan, ob bregovih nemirnih rek, v bližini rezervoarjev.

Električno polje. Zemlja kot celota ima lastnosti negativno nabitega prevodnika, atmosfera pa pozitivno nabita. Posledično se ioni obeh znakov premikajo in nastane navpični električni tok. S povečanjem atmosferskega tlaka, zmanjšanjem preglednosti zraka in nastankom megle se lahko električno polje poveča za 2-5 krat. Seveda lahko tako velike spremembe negativno vplivajo na počutje bolnih, oslabelih ljudi.

Magnetno polje. Hitra sprememba magnetnega polja (magnetne motnje in nevihte) nastane zaradi povečanega dotoka nabitih delcev s površine Sonca v obdobju povečane aktivnosti. Ugotovljeno je bilo, da lahko te spremembe vplivajo na funkcionalno stanje CNS, kar povzroči povečanje inhibicijskih procesov. V obdobju magnetnih neviht se pogostost poslabšanj nevropsihiatričnih bolezni močno poveča.

Sončno sevanje je najpomembnejši dejavnik za obstoj življenja na Zemlji. S fizikalnega vidika je sončna energija tok elektromagnetnega sevanja različnih valovnih dolžin. Spektralna sestava sončnega sevanja se spreminja v širokem razponu od dolgih do ultrakratkih valov. S higienskega vidika je še posebej zanimiv optični del sončnega spektra, ki ga delimo na tri področja: infrardeče žarke z valovno dolžino od 28.000 do 760 nm, vidni del spektra - od 760 do 400 nm in UV del - od 400 do 10 nm.

Ugotovljeno je bilo, da ima sončno sevanje močan biološki učinek: spodbuja fiziološke procese v telesu, spreminja metabolizem, izboljšuje človekovo počutje in povečuje njegovo delovno sposobnost.

Radioaktivnost zraka. Naravna radioaktivnost ozračja je odvisna od prisotnosti v njem plinov, kot so radon, aktinon in toron, ki so razpadni produkt radija, aktinija in torija. Zrak vsebuje ogljik-14, argon-41, fluor-18, žveplo-32 in številne druge izotope, ki nastanejo kot posledica bombardiranja atomov dušika, vodika in kisika s tokovi delcev kozmičnega sevanja.

Umetno radioaktivno onesnaženje biosfere je posledica poskusov atomskega orožja, nesreč v jedrski elektrarni in široke uporabe virov ionizirajočega sevanja v industriji, kmetijstvu, medicini in drugih vejah znanosti in tehnologije.

Kako vremenske razmere vplivajo na telo, je odvisno od njegovih prilagoditvenih sposobnosti: nekdo se nanje odzove, nekdo sploh ne opazi, nekateri pa lahko po svojem dobrem počutju napovedujejo vreme. Menijo, da so ljudje z neuravnovešenim živčnim sistemom - melanholični in kolerični ljudje - še posebej izrazito dovzetni za vremenske razmere. Pri sangviničnih in flegmatičnih ljudeh se najpogosteje manifestira bodisi v ozadju oslabljenega imunskega sistema bodisi v kronični bolezni. Vendar je meteosenzitivnost kot diagnoza značilna le za tiste, ki že trpijo za kakšno boleznijo. Praviloma so to patologije dihalnega in kardiovaskularnega sistema, bolezni živčnega sistema, revmatoidni artritis.

Kateri vremenski dejavniki vplivajo na naše počutje? Vodja oddelka za nevrologijo 122. klinične bolnišnice, profesor Alexander Elchaninov se nanaša na najpomembnejše meteorološke dejavnike: temperaturo zraka, vlažnost, hitrost vetra in zračni (atmosferski) tlak. Na človeško telo vplivajo tudi heliofizikalni dejavniki – magnetna polja.

Temperatura zraka

Najbolj opazno vpliva na človekovo počutje v kombinaciji z zračno vlago. Najbolj udobna je kombinacija temperature 18-20C° in vlažnosti 40-60%. Hkrati se nihanja temperature zraka v območju 1-10 ° C štejejo za ugodna, 10-15 ° C - neugodna in nad 15 ° C - zelo neugodna. - pojasnjuje profesor Elchaninov. - Udobna temperatura za spanje - od 16°С do 18°С.

Vsebnost kisika v zraku je neposredno odvisna od temperature zraka. Ko je hladen, je nasičen s kisikom, ko se segreje, pa je, nasprotno, redčen. Praviloma se v vročem vremenu zniža tudi atmosferski tlak, zaradi česar se bolniki z boleznimi dihal in srčno-žilnega sistema ne počutijo dobro.

Če v ozadju visokega tlaka temperatura zraka pade in jo spremlja hladno deževje, potem to še posebej težko trpijo hipertenzivni bolniki, astmatiki, ljudje z ledvičnimi kamni in holelitiozo. Nenadne spremembe temperature (8-10 ° C na dan) so nevarne za alergike in astmatike.

ekstremne temperature

Po mnenju Sergeja Bojcova, direktorja Državnega raziskovalnega centra za preventivno medicino, se ljudje z normalnim mehanizmom termoregulacije, ki aktivno sodeluje pri kardiovaskularnem sistemu, kar poveča krvni obtok neposredno pod kožo, najbolje počutijo v nenormalni vročini. Če pa temperatura zraka preseže 38 stopinj, to ne prihrani več: zunanja temperatura postane višja od notranje, obstaja tveganje za trombozo v ozadju centralizacije krvnega pretoka in strjevanja krvi. Zato je v vročini tveganje za možgansko kap veliko. Zdravniki ob nenormalni vročini svetujejo čim več bivanja v prostoru s klimo ali vsaj ventilatorjem, izogibanje soncu, nepotrebnim telesnim naporom. Preostala priporočila so odvisna od zdravstvenega stanja osebe.

Anticiklon je povišan atmosferski tlak, ki prinaša mirno, jasno vreme, brez nenadnih sprememb temperature in vlažnosti.

Ciklon je znižanje atmosferskega tlaka, ki ga spremljajo oblačnost, visoka vlažnost, padavine in povišanje temperature zraka.

V izjemno mrzlem vremenu se telo lahko super ohladi zaradi povečanega prenosa toplote. Še posebej nevarna je kombinacija nizke temperature z visoko vlažnostjo in visoko hitrostjo zraka. Poleg tega se zaradi refleksnih mehanizmov občutek mraza ne pojavi le na območju njegovega vpliva, temveč tudi na navidezno oddaljenih delih telesa. Torej, če so vaše noge zmrznjene, vam bo nos neizogibno zmrznil, v grlu se bo pojavil tudi občutek mraza, zaradi česar se razvije SARS, bolezni ENT organov. Tudi, če te zebe, recimo čakanje javni prevoz, aktivira se še en refleksni mehanizem, pri katerem pride do krča ledvičnih žil, možne so tudi motnje krvnega obtoka in zmanjšanje imunosti. Izjemno nizke temperature praviloma povzročajo reakcije spastičnega tipa. Vsi postopki in ukrepi, ki povečujejo krvni obtok, pomagajo pri soočanju z njimi: gimnastika, vroče kopeli za noge, savna, kopel, kontrastni tuš.

Vlažnost zraka

Pri visokih temperaturah se vlažnost zraka (nasičenost zraka z vodno paro) zmanjša, v deževnem vremenu lahko doseže 80-90%. Med ogrevalno sezono se vlažnost zraka v naših stanovanjih zniža na 15-20% (za primerjavo: v puščavi Sahara je vlažnost 25%). Pogosto je suhost domačega zraka in ne visoka vlažnost na ulici tista, ki povzroča nagnjenost k prehladi: sluznice nazofarinksa se posušijo, zmanjšajo se njegove zaščitne funkcije, zaradi česar se respiratorni virusi zlahka "ukoreninijo". Da bi se izognili povečani suhosti v nazofarinksu, je priporočljivo za alergike in tiste, ki pogosto trpijo zaradi bolezni ENT, pranje z raztopino rahlo soljene ali negazirane mineralne vode.

pri visoka vlažnost Bolj kot drugi so zboleli za boleznimi dihal, sklepov in ledvic, še posebej, če vlago spremlja hladno.

Nihanje vlažnosti od 5 do 20 % ocenjujemo kot bolj ali manj ugodno za telo, od 20 do 30 % pa kot neugodno.

Veter

Hitrost gibanja zraka - veter zaznavamo kot udobno ali neprijetno, odvisno od vlažnosti in temperature zraka. Torej, v območju toplotnega udobja (17-27 ° C) s tihim in rahlim vetrom (1-4 m / s) se človek počuti dobro. Vendar pa bo takoj, ko se temperatura dvigne, občutil podoben občutek, če bo gibanje zraka postalo hitrejše. Nasprotno pa pri nizkih temperaturah visoka hitrost vetra poveča občutek mraza. Dnevna periodika ima tako gorsko-dolinski vetrovni kot tudi druge vetrovne režime (veter, fen). Pomembnost imajo dnevna nihanja vetrovni režim: razlika v hitrosti zraka znotraj 0,7 m/s je ugodna, 8-17 m/s pa neugodna.

Atmosferski tlak

Vremensko občutljivi ljudje menijo, da ima atmosferski tlak pomembno vlogo pri njihovem odzivu na vreme. To je hkrati tako in ni tako. Ker v bistvu vpliva na naše telo v kombinaciji z drugimi naravnimi pojavi. Splošno sprejeto je, da je meteorološko stabilno stanje opazovano pri atmosferskem tlaku okoli 1013 mbar, to je 760 mm Hg. Art., - pravi profesor Alexander Elchaninov.

Če se z znižanjem atmosferskega tlaka vsebnost kisika v ozračju močno zmanjša, se vlažnost in temperatura povečata, arterijski tlak in hitrost krvnega pretoka se zmanjša, posledično postane dihanje oteženo, v glavi se pojavi teža in delo srčno-žilnega sistema je moteno. Ko atmosferski tlak pade, se hipotenzija počuti najslabše, kar se kaže v hudi pastoznosti (otekanju) tkiv, tahikardiji, tahipneji (pogostem dihanju), to je simptomih, ki označujejo poglabljanje hipoksije (kisikovega stradanja), ki ga povzroča nizek atmosferski tlak. . Pri hipertenzivnih bolnikih to vreme izboljša počutje: krvni tlak se zniža in šele z naraščajočo hipoksijo se pojavijo zaspanost, utrujenost, zasoplost, ishemične srčne bolečine, torej enaki simptomi, ki jih v takem vremenu takoj občutijo hipotenzivni bolniki. Ko temperatura pade s povišanjem atmosferskega tlaka, se poveča vsebnost kisika v zraku, hipertoniki se počutijo slabo, saj se jim dvigne krvni tlak in poveča hitrost pretoka krvi. Hipotoniki dobro živijo v takem vremenu, čutijo naval moči.

Sončna aktivnost

Smo otroci sonca, če ga ne bi bilo, ne bi bilo življenja. Zahvaljujoč razvpitemu sončnemu vetru in spremembam sončne aktivnosti se spreminjajo zemeljsko magnetno polje, prepustnost ozonske plasti in standardi meteoroloških razmer. Sonce je tisto, ki vpliva na ciklično delovanje človeškega telesa, ki deluje v skladu z letnimi časi. Imamo prirojeno potrebo po določeni količini sončne svetlobe, sončne svetlobe in toplote. Nič čudnega v kratki zimi svetlobni dan Skoraj vsi trpijo zaradi hiposolarnega sindroma: povečana zaspanost, utrujenost, depresija, apatija, zmanjšana zmogljivost in pozornost. Lahko rečemo, da je število sončni dnevi na leto za telo veliko bolj pomembna kot sprememba, recimo, atmosferskega tlaka. Zato prebivalci obalnih, na primer sredozemskih držav ali visokogorja, živijo udobneje kot Peterburžani ali polarni raziskovalci.

Vreme v hiši

Na vremenske razmere ne moremo vplivati. Lahko pa zmanjšamo zdravstvena tveganja, povezana z vplivi zunanjega okolja. Pomembno si je zapomniti, da se meteorološka občutljivost ne kaže kot samostojna težava, je kot vagon za parno lokomotivo, sledi določeni bolezni, najpogosteje kronični. Zato ga je treba najprej prepoznati in zdraviti. V primeru poslabšanja bolezni v ozadju slabo vreme, morate jemati zdravila, ki jih je predpisal zdravnik za glavno patologijo (migrena, vegetovaskularna distonija, napadi panike, nevroza in nevrastenija). In poleg tega, v skladu z vremensko napovedjo, morate zase izdelati določena pravila obnašanja. Na primer, "jedra" ostro reagirajo na visoka vlažnost zraka in bližajoče se nevihte, kar pomeni, da se je v takih dneh treba izogibati telesnim naporom in obvezno jemati zdravila, ki jih je predpisal zdravnik.

• Za vse, ki se ob spremembi podnebnih razmer spremeni njihovo počutje, je pomembno, da v takšnih dneh skrbneje ravnajo s svojim zdravjem: ne pretiravajo z delom, dovolj spijo, izogibajo se pitju alkohola, pa tudi telesnim naporom. Odložite na primer vsak jutranji tek, sicer, recimo, v vročem vremenu lahko pobegnete pred srčnim infarktom in se zatečete k možganski kapi. Kakršna koli čustvena in psihične vaje v slabem vremenu je to stres, ki lahko povzroči motnje v avtonomni regulaciji, motnje srčnega ritma, skoke krvnega tlaka in poslabšanje kroničnih bolezni.
• Spremljajte atmosferski tlak, da boste razumeli, kako nadzorovati krvni tlak. Na primer, pri nizki atmosferski hipertenziji je treba zmanjšati vnos zdravil, ki znižujejo krvni tlak, hipotenzivni bolniki pa morajo jemati adaptogene (ginseng, eleutherococcus, magnolijevo trto), piti kavo. In na splošno je treba spomniti, da se poleti, v toplem in vročem vremenu, prerazporedi kri iz notranjih organov v kožo, zato je krvni tlak poleti nižji kot pozimi.
• Prebivalci Sankt Peterburga, tako kot vsaka druga metropola, večino svojega življenja preživijo v zaprtih prostorih. In bolj ko se v udobju »skrivamo« pred zunanjimi podnebnimi dejavniki, bolj je porušeno ravnovesje med človeškim telesom in okoljem, zmanjšujejo se njegove prilagoditvene sposobnosti. Povečati moramo odpornost telesa na neugodne vremenske spremembe. Zato, če ni kontraindikacij, trenirajte avtonomno živčevje in kardiovaskularni sistem. Pri tem vam bo pomagal kontrastni ali hladen tuš, ruska kopel, savna, sprehodi, po možnosti pred spanjem.
• Organizirajte si telesno dejavnost – z njimi se zviša krvni tlak, zmanjša raven kisika v tkivih, poveča se metabolizem, nastajanje toplote in prenos toplote. Dober kardiovaskularni trening dihalni sistem hitra hoja 1 uro, rahel tek, plavanje. Izurjeni ljudje zlahka prenašajo vremenske spremembe, ki podobno vplivajo na telo.
• Priporočljivo je spati pri odprtem oknu. Poleg tega mora biti spanec dovolj – ko se zbudite, se morate počutiti, da ste dovolj spali.
• Spremljajte raven vlažnosti in umetno razsvetljavo v stanovanju.
• Oblecite se "za vreme", tako da bo telo udobno v vseh vremenskih razmerah.
• Če opazite, da ste odvisni od vremena, pozabite na potovanja v daljne dežele »iz zime v poletje« ali »iz poletja v zimo«. Motnje sezonskega prilagajanja so nevarne tudi za zdrave ljudi.

Irina Dontsova

Dr Peter

Atmosferski tlak se nanaša na pritisk atmosferskega zraka na površino Zemlje in predmete, ki se nahajajo na njej. Stopnja tlaka ustreza teži atmosferskega zraka z osnovo določene površine in konfiguracije.

Osnovna enota za merjenje atmosferskega tlaka v sistemu SI je pascal (Pa). Poleg paskala se uporabljajo tudi druge merske enote:

• Bar (1 Ba=100000 Pa);
• milimeter živega srebra (1 mm Hg = 133,3 Pa);
• kilogram sile na kvadratni centimeter (1 kgf / cm 2 \u003d 98066 Pa);
• tehnična atmosfera (1 at = 98066 Pa).

Zgornje enote se uporabljajo v tehnične namene, z izjemo milimetra živega srebra, ki se uporablja za vremensko napoved.

Barometer je glavni instrument za merjenje atmosferskega tlaka. Naprave so razdeljene na dve vrsti - tekoče in mehanske. Zasnova prvega temelji na bučki, napolnjeni z živim srebrom in potopljeni z odprtim koncem v posodo z vodo. Voda v posodi prenaša pritisk stebra atmosferskega zraka na živo srebro. Njegova višina deluje kot indikator pritiska.

Mehanski barometri so bolj kompaktni. Načelo njihovega delovanja je deformacija kovinske plošče pod vplivom atmosferskega tlaka. Deformabilna plošča pritisne na vzmet, ta pa sproži puščico naprave.

Vpliv atmosferskega tlaka na vreme

Atmosferski tlak in njegov vpliv na stanje vremena se spreminja glede na kraj in čas. Razlikuje se glede na nadmorsko višino. Poleg tega obstajajo dinamične spremembe, povezane s premikanjem območij visokega tlaka (anticikloni) in nizkega tlaka (cikloni).

Spremembe vremena, povezane z atmosferskim tlakom, nastanejo zaradi premikanja zračnih mas med območji različnih tlakov. Gibanje zračnih mas tvori veter, katerega hitrost je odvisna od razlike v tlaku v lokalnih območjih, njihovega obsega in oddaljenosti drug od drugega. Poleg tega gibanje zračnih mas vodi do spremembe temperature.

Standardni atmosferski tlak je 101325 Pa, 760 mm Hg. Umetnost. ali 1,01325 bar. Vendar pa človek zlahka zdrži širok spekter pritisk. Na primer, v mestu Mexico City, glavnem mestu Mehike s skoraj 9 milijoni prebivalcev, je povprečni atmosferski tlak 570 mm Hg. Umetnost.

Tako je vrednost standardnega tlaka natančno določena. Udoben pritisk ima velik razpon. Ta vrednost je precej individualna in je popolnoma odvisna od pogojev, v katerih se je določena oseba rodila in živela. Torej lahko oster premik iz območja z relativno visokim tlakom v nižji vpliva na delovanje cirkulacijskega sistema. Vendar pa s podaljšano aklimatizacijo Negativni vpliv pride v nič.

Visok in nizek atmosferski tlak

V območjih visokega zračnega tlaka je vreme mirno, nebo brez oblačka, veter je zmeren. Visok atmosferski tlak poleti povzroča vročino in sušo. V območjih nizkega zračnega tlaka je pretežno oblačno vreme z vetrom in padavinami. Zahvaljujoč takšnim območjem se poleti pojavi hladno vreme. oblačno vreme z dežjem, pozimi pa sneži. Visoka tlačna razlika na obeh območjih je eden od dejavnikov, ki povzročajo nastanek orkanov in nevihtnih vetrov.