Влияние метеорологических элементов на организм человека

Климат - многолетний режим погоды на данной территории. Погоду в любой момент времени характеризуют определенные комбинации температуры, давления, влажности, направления и скорости ветра. В некоторых типах климата погода существенно меняется каждый день или по сезонам, в других – остается неизменной. Климатические описания основываются на статистическом анализе средних и экстремальных метеорологических характеристик. Как фактор природной среды климат влияет на географическое распределение растительности, почв и водных ресурсов и, следовательно, на землепользование и экономику. Климат также оказывает воздействие на условия жизни и здоровье человека[18].

Климатология – наука о климате, изучающая причины формирования разных типов климата, их географическое размещение и взаимосвязи климата и других природных явлений. Климатология тесно связана с метеорологией – разделом физики, изучающим краткосрочные состояния атмосферы, т.е. погоду [3,7].

Большинство физических факторов внешней среды, во взаимодействии с которыми эволюционировал человеческий организм, имеют электромагнитную природу. Хорошо известно, что возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит: в нем много отрицательных ионов. По этой же причине людям представляется чистым и освежающим воздух после грозы. Наоборот, воздух в тесных помещениях с обилием разного рода электромагнитных приборов насыщен положительными ионами. Даже сравнительно непродолжительное нахождение в таком помещении приводит к заторможенности, сонливости, головокружениям и головным болям. Аналогичная картина наблюдается в ветреную погоду, в пыльные и влажные дни. Специалисты в области экологической медицины считают, что отрицательные ионы положительно влияют на здоровье человека, а положительные — негативно [5,26].

Ультрафиолетовое излучение.

Среди климатических факторов большое биологическое значение имеет коротковолновая часть солнечного спектра — ультрафиолетовое излучение (УФИ) (длина волн 295–400 нм).

Ультрафиолетовое облучение — обязательное условие нормальной жизнедеятельности человека. Оно уничтожает микроорганизмы на коже, нормализует обмен минеральных веществ, повышает стойкость организма к инфекционным заболеваниям и другим болезням. Специальные наблюдения установили, что дети, получавшие достаточное количество ультрафиолета, в десять раз менее подвержены простудным заболеваниям, чем дети, не получавшие достаточного количества ультрафиолетового облучения. При недостатке ультрафиолетового облучения нарушается фосфорно-кальциевый обмен, увеличивается чувствительность организма к инфекционным заболеваниям и к простуде, возникают функциональные расстройства центральной нервной системы, обостряются некоторые хронические заболевания, снижается общая физиологическая активность, а следовательно, и работоспособность человека. Особенно чувствительны к «световому голоду» дети, у которых он приводит к развитию авитаминоза Д (к рахиту) [5,36].

Температура.

Температура — один из важных абиотических факторов, влияющих на все физиологические функции живых организмов. Температура на земной поверхности зависит от географической широты и высоты над уровнем моря, а также времени года. Для человека в легкой одежде комфортной будет температура воздуха + 19…20°С, без одежды — + 28…31°С.

Когда температурные параметры изменяются, человеческий организм вырабатывает специфические реакции приспособления относительно каждого фактора, то есть адаптируется [5,45].

Основные холодовые и тепловые рецепторы кожи обеспечивают терморегуляцию организма. При различных температурных воздействиях сигналы в центральную нервную систему поступают не от отдельных рецепторов, а от целых зон кожи, так называемых рецепторных полей, размеры которых непостоянны и зависят от температуры тела и окружающей среды.

Температура тела в большей или меньшей степени влияет на весь организм (на все органы и системы). Соотношение температуры внешней среды и температуры тела определяет характер деятельности системы терморегуляции.

Температура окружающей среды преимущественно ниже температуры тела. Вследствие этого между средой и организмом человека постоянно происходит обмен теплом благодаря его отдаче поверхностью тела и через дыхательные пути в окружающее пространство. Этот процесс принято называть теплоотдачей. Образование же тепла в организме человека в результате окислительных процессов называют теплообразованием. В состоянии покоя при нормальном самочувствии величина теплообразования равняется величине теплоотдачи. В жарком или холодном климате, при физических нагрузках организма, заболеваниях, стрессе и т.д. уровень теплообразования и теплоотдачи может изменяться [2,68].

Условия, при которых организм человека адаптируется к холоду, могут быть различными (например, работа в неотапливаемых помещениях, холодильных установках, на улице зимой). При этом действие холода не постоянное, а чередующееся с нормальным для организма человека температурным режимом. Адаптация в таких условиях выражена нечетко. В первые дни, реагируя на низкую температуру, теплообразование возрастает неэкономно, теплоотдача еще недостаточно ограничена. После адаптации процессы теплообразования становятся более интенсивными, а теплоотдача снижается.

Иначе происходит адаптация к условиям жизни в северных широтах, где на человека влияют не только низкие температуры, но и свойственные этим широтам режим освещения и уровень солнечной радиации [2,73].

Что происходит в организме человека при охлаждении.

Вследствие раздражения холодовых рецепторов изменяются рефлекторные реакции, регулирующие сохранение тепла: сужаются кровеносные сосуды кожи, что на треть уменьшает теплоотдачу организма. Важно, чтобы процессы теплообразования и теплоотдачи были сбалансированными. Преобладание теплоотдачи над теплообразованием приводит к понижению температуры тела и нарушению функций организма. При температуре тела 35°С наблюдается нарушение психики. Дальнейшее понижение температуры замедляет кровообращение, обмен веществ, а при температуре ниже 25°С останавливается дыхание.

Одним из факторов интенсификации энергетических процессов является липидный обмен. Например, полярные исследователи, у которых в условиях низкой температуры воздуха замедляется обмен веществ, учитывают необходимость компенсировать энергетические затраты. Их рационы отличаются высокой энергетической ценностью (калорийностью). У жителей северных районов более интенсивный обмен веществ. Основную массу их рациона составляют белки и жиры. Поэтому в их крови содержание жирных кислот повышено, а уровень сахара несколько понижен.

У людей, приспосабливающихся к влажному, холодному климату и кислородной недостаточности Севера, также повышенный газообмен, высокое содержание холестерина в сыворотке крови и минерализация костей скелета, более утолщенный слой подкожного жира (выполняющего функцию теплоизолятора) [2,87].

Однако не все люди в одинаковой степени способны к адаптации. В частности, у некоторых людей в условиях Севера защитные механизмы и адаптивная перестройка организма могут вызвать дезадаптацию — целый ряд патологических изменений, называемых «полярной болезнью». Одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих адаптацию человека к условиям Крайнего Севера, является потребность организма в аскорбиновой кислоте (витамин С), повышающей устойчивость организма к различного рода инфекциям.

Тропические условия также могут оказывать вредное влияние на организм человека. Отрицательные эффекты могут быть результатом агрессивных факторов окружающей среды, таких как ультрафиолетовое облучение, экстремальная жара, резкие смены температуры и тропические штормы. У метеочувствительных людей экспозиция к тропическим условиям среды увеличивает риск острых болезней, в том числе ишемической болезни сердца, астматических приступов и почечных камней. Отрицательные эффекты могут быть усилены внезапной сменой климата, например, при путешествии воздухом [3,56].

Наиболее чувствительно усиливает температурное ощущение ветер. При сильном ветре холодные дни кажутся еще холоднее, а жаркие — еще жарче. На восприятие организмом температуры влияет также влажность. При повышенной влажности температура воздуха кажется более низкой, чем в действительности, а при пониженной влажности — наоборот.

Восприятие температуры индивидуально. Одним людям нравятся холодные морозные зимы, а другим — теплые и сухие. Это зависит от физиологических и психологических особенностей человека, а также эмоционального восприятия климата, в котором прошло его детство.

На ранних этапах исторического развития температурный фактор играл важную роль в выборе мест поселения людей. Когда человек научился высекать огонь, появилась некоторая его независимость от отрицательных влияний среды. Но, несмотря на это, температурный фактор сохраняет свое значение и по сей день. Об этом свидетельствует зависимость плотности населения от среднегодовой температуры конкретной географической зоны. Важным показателем является сезонная разница. Минимальные сезонные колебания температуры в тропических зонах очень благоприятны для жизни. В северных районах народонаселение увеличивается преимущественно за счет увеличения городов, где есть условия для частичной изоляции человека от неблагоприятных влияний окружающей среды [5,80].

Одним из самых метеопатических факторов является температура воздуха. Изменение теплового режима атмосферы вызывает соответствующие изменения теплообмена человека с окружающей средой. Температурные раздражения воспринимаются нами как ощущения тепла или холода. Человек ощущает тепло не только от прихода солнечной энергии и температуры воздуха, но и от влажности и ветра. Теплоощущение зависит не только от прихода солнечной энергии и температуры воздуха. Как показали многочисленные научные исследования зона комфорта, то есть такие внешние условия при которых здоровый человек не испытывает ни жары, ни холода, ни духоты и лучше всего себя чувствует, не является чем-то стандартным для всех людей, разных по климату районов и всех времен года. Она зависит от уклада жизни, возрастных социально-экономических условий.

Влияние температуры воздуха на организм человека зависит от влажности воздуха. При одной и той же температуре изменение содержания водяного пара в приземном слое атмосферы может оказать значительное воздействие на состояние организма. При повышении влажности воздуха, препятствующей испарению с поверхности тела человека, тяжело переносится жара и усиливается действие холода. При влажном воздухе опасность воздушной инфекции выше. Из-за выпадения осадков изменяется суточный ход температуры и влажность воздуха. Биометеорологические исследования показали, что сами осадки благоприятно воздействуют на человека: понижается смертность, уменьшаются инфекционные заболевания, жалобы, вызванные метеорологическими явлениями. Здоровый человек во время выпадения осадков ощущает комфортные условия, бодрость [3,95].

Разнообразно влияние ветра.

В холодную погоду ветер оказывает охлаждающее действие на организм человека, унося прогретые им прилегающие к телу слои воздуха и прижимая к нему все новые порции холодного. При прохладной погоде сказывается коварное свойство большой влажности воздуха. Если же при этом погода ветреная, то теплоощущение еще ухудшается, так как ветер все время относит от тела обогретые и просушенные слои воздуха и нагоняет новые порции влажного и холодного воздуха, что усиливает процесс дальнейшего охлаждения тела [3,96].

Наиболее неопределенное влияние на самочувствие человека оказывает атмосферное давление, которое характеризуется значительными непериодическими колебаниями. При понижении атмосферного давления газы, находящиеся в желудочно-кишечном тракте, расширяются, вызывая растяжение органов. Кроме того, связанное с пониженным давлением высокое стояние диафрагмы может привести к затруднению дыхания и нарушению функций сердечно-сосудистой системы.

Было установлено, что при резком понижении давления или при очень низком давлении воздуха электрическое сопротивление кожи человека значительно выше обычного. При высоком атмосферном давлении оно, напротив, бывает значительно пониженным.

Исследования показали, что при повышении атмосферного давления уменьшается число лейкоцитов в крови, главным образом за счет нейтрофилов; понижение атмосферного, напротив приводит к увеличению числа лейкоцитов.

Синоптическая ситуация влияет и на химический состав воздуха. Из всех химических факторов абсолютное значение для жизненных процессов имеет кислород. Изменение содержания кислорода влияет на течение многих биологических процессов. При изменении метеорологических условий объемное содержание кислорода, его парциальное давление изменяются незначительно, тогда, как плотность колеблется в широких пределах и может характеризовать комплексное влияние этих метеорологических факторов на человека.

Земной шар окружен сильным магнитным полем, напряженность которого уменьшается с высотой и изменяется во времени. Изменение магнитного поля тесно связано с изменением наземного атмосферного давления, появления засух, образованием фронтов, другими процессами в атмосфере [3,99].

Также огромнейшим фактором, влияющим на здоровье человека является загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы приводит к изменению температуры воздуха. Существуют территории, где нагревание в процессе человеческой деятельности повышает на 10% температуру, определенную солнечной радиации. Загрязняющие вещества вступают во взаимодействие с составляющими элементами тропосферы и оказывают губительное влияние на здоровье человека. Формируется климат города .