Dlaczego temperatura atmosfery wzrasta wraz ze wzrostem temperatury powietrza? Powietrze atmosferyczne, jego właściwości fizyczne i wpływ na zdrowie człowieka
2.1. Budowa atmosfery ziemskiej. Wpływ powietrza atmosferycznego na zdrowie człowieka
Atmosfera ma budowę wielowarstwową. Troposfera przylega do powierzchni Ziemi - najgęstsza warstwa powietrza mierząca od 8 do 18 km na różnych szerokościach geograficznych. Nad troposferą jest stratosfera- warstwa powietrza o wielkości do 40-60 km, w której tworzą się cząsteczki ozonu, tworząca warstwę ozonową atmosfery. Jeszcze bardziej rozrzedzona warstwa powietrza o średnicy do 80 km rozciąga się nad stratosferą - mezosfera, następuje powyższe termosfera- warstwa atmosfery o wysokości do 300 km, w której temperatura dochodzi do 1500°C. Za nim się znajduje jonosfera- warstwa zjonizowanego powietrza, której wymiary w zależności od pory roku i dnia wynoszą 500-1000 km. Jeszcze wyższe są umieszczane sekwencyjnie egzosfera(do 3000 km), którego gęstość prawie nie różni się od gęstości pozbawionej powietrza przestrzeni kosmicznej, a górna granica atmosfery ziemskiej wynosi magnetosfera(od 3000 do 50000 km), co obejmuje pasy radiacyjne.
Środowisko powietrza – atmosfera – powłoka gazowa Ziemi wpływa znacząco na procesy energetyczne i hydrologiczne, ilość i jakość promieniowania słonecznego. Na meteorologiczny i mikroklimatyczny składnik środowiska powietrza składają się temperatura powietrza, jego wilgotność i ruchliwość, niejonizujące promieniowanie słoneczne i ciśnienie barometryczne. Czynniki fizyczne jako składniki środowiska i przestrzeni wewnętrznych zapewniają życie i zdrowie człowieka. Promieniowanie słoneczne i temperatura powietrza determinują stan termiczny człowieka, jego funkcje życiowe: wzrost, rozwój, odporność, procesy metaboliczne, zdrowie.
2.2. Czynniki fizyczne atmosfery, ich właściwości higieniczne i wpływ na organizm (temperatura, wilgotność, ruchliwość powietrza, ciśnienie barometryczne, stan elektryczny powietrza, promieniowanie cieplne, jonizacja powietrza)
Do parametrów fizycznych środowiska powietrza zalicza się: temperaturę, wilgotność, prędkość powietrza (mobilność); Ciśnienie atmosferyczne; Promieniowanie słoneczne; stan elektryczny (wyładowania atmosferyczne, jonizacja powietrza, atmosferyczne pole elektryczne); radioaktywność.
Temperatura powietrza. Jednym z warunków normalnego przebiegu procesów życiowych jest stałość temperatury, w przypadku jej naruszenia mogą rozwinąć się poważne, czasem nieodwracalne zmiany.
Kiedy oddziałuje na ciało niskie temperatury w powietrzu dochodzi do naruszenia trofizmu tkankowego wraz z dalszym rozwojem zapalenia nerwu i zapalenia mięśni; spadek odporności organizmu ze względu na czynnik odruchowy, co przyczynia się do rozwoju stanów patologicznych o charakterze zakaźnym i niezakaźnym. Miejscowe ochłodzenie (zwłaszcza nóg) może prowadzić do przeziębień: bólu gardła, ostrej infekcji wirusowej dróg oddechowych, zapalenia płuc. Dzieje się tak na skutek odruchowego obniżenia temperatury błony śluzowej górnych dróg oddechowych (nosogardzieli).
Długotrwała ekspozycja wysoka temperatura Zakłócony jest metabolizm powietrza, wody, soli i witamin, szczególnie podczas wykonywania pracy fizycznej. Zwiększona potliwość prowadzi do utraty płynów, soli i witamin rozpuszczalnych w wodzie. W wysokich temperaturach powietrza zmienia się aktywność przewodu żołądkowo-jelitowego. Uwolnienie jonów chloru z organizmu i spożycie dużych ilości wody prowadzą do zahamowania wydzielania soku żołądkowego i zmniejszenia zdolności bakteriobójczej soku żołądkowego, co stwarza korzystne warunki do rozwoju procesów zapalnych w przewodzie pokarmowym. Wpływ wysokiej temperatury powietrza negatywnie wpływa także na stan funkcjonalny ośrodkowego układu nerwowego (OUN), co objawia się osłabieniem uwagi, pogorszeniem dokładności i koordynacji ruchów oraz spowolnieniem reakcji. Przyczynia się to do obniżenia jakości pracy i wzrostu wypadków przy pracy.
Najczęstszym powikłaniem jest przegrzanie lub hipertermia termiczna (tab. 2.1).
Tabela 2.1 - Główne oznaki przegrzania organizmu
W ciężkich przypadkach dochodzi do przegrzania w postaci udaru cieplnego. Obserwuje się gwałtowny wzrost temperatury do 41°C i więcej, spadek ciśnienia krwi, utratę przytomności, nieprawidłowy skład krwi i drgawki. Oddychanie staje się częste (do 50-60 na minutę) i płytkie. W wyniku naruszenia równowagi wodno-solnej w wysokich temperaturach może rozwinąć się choroba konwulsyjna. Przy udzielaniu pierwszej pomocy należy zastosować środki chłodzące ciało (chłodny prysznic, wanna itp.).
Stan termiczny otoczenia i człowieka uważa się za komfortowy przy temperaturze powietrza 17-22°C, maksymalna dopuszczalna mieści się w górnej granicy 25°C i dolnej 14°C; wyjątkowo znośny - odpowiednio w 35°C i 10°C; ekstremalne - w 40°C i -40-50°C. W tym drugim przypadku zwykła odzież zimowa nie jest w stanie utrzymać równowagi cieplnej organizmu.
Wilgotność powietrza. Wilgotność powietrza atmosferycznego wynika z parowania wody z powierzchni oceanów, mórz oraz w mniejszym stopniu z jezior, rzek, wilgotnej gleby i roślinności.W pomieszczeniach zamkniętych, gospodarstwach domowych (pranie ubrań, gotowanie itp.) oraz czynniki produkcyjne, a także parowanie wilgoci, odgrywają znaczącą rolę z powierzchni skóry.
Stopień wilgotności powietrza określają pojęcia wilgotności bezwzględnej, maksymalnej i względnej. Podczas badań terenowych stwierdza się wilgotność bezwzględną, maksymalną, względną, deficyt nasycenia, deficyt wilgotności fizjologicznej i punkt rosy.
Absolutna wilgotność określana na podstawie ilości pary wodnej w gramach zawartej w 1 m 3 powietrza w danej chwili (lub sprężystości pary wodnej w powietrzu w milimetrach słupa rtęci).
Maksymalna wilgotność charakteryzuje się maksymalną ilością pary wodnej (w gramach na 1 m3 powietrza) nasycającej powietrze w danej temperaturze; można go również wyrazić w milimetrach słupa rtęci.
Wilgotność względna to stosunek wilgotności bezwzględnej do maksymalnej, wyrażony w procentach, czyli inaczej mówiąc, procent nasycenia powietrza parą wodną w momencie obserwacji. Ta ostatnia wartość stosowana jest głównie w praktyce sanitarnej.
Deficyt nasycenia - różnica pomiędzy wilgotnością maksymalną i bezwzględną.
Fizjologiczny niedobór wilgoci - stosunek ilości pary wodnej faktycznie zawartej w powietrzu do maksymalnej ilości, jaką może zawierać powietrze w temperaturze powierzchni ciała człowieka i płuc, tj. odpowiednio w 34 i 37°C. Fizjologiczny deficyt wilgoci pokazuje, ile gramów wody można usunąć z organizmu na każdy metr sześcienny wdychanego powietrza.
Punkt rosy - temperatura, w której para wodna zawarta w powietrzu nasyca przestrzeń 1 m 3 powietrza.
Wilgotność względna i deficyt nasycenia mają największe znaczenie higieniczne, gdyż określają stopień nasycenia powietrza parą wodną oraz pozwalają ocenić intensywność i szybkość parowania potu z powierzchni ciała w danej temperaturze. Im niższa wilgotność względna, tym szybciej nastąpi parowanie wody, a zatem tym intensywniejsze będzie przekazywanie ciepła poprzez odparowanie potu.
Optymalna wartość wilgotności względnej mieści się w przedziale 40-60%, dopuszczalna dolna - 30%, dopuszczalna górna - 70%, skrajnie dolna - 10-20% i skrajnie górna 80-100%.
Ruch powietrza. Głównym czynnikiem determinującym ruch powietrza (wiatr) jest różnica ciśnień i temperatur. Wartość higieniczna mobilności powietrza zależy od efektu wymiany ciepła. Wpływ mobilności powietrza bezpośrednio na człowieka prowadzi do zwiększenia wymiany ciepła z powierzchni ciała. Przy niskich temperaturach otoczenia powoduje wychłodzenie organizmu, przy wysokich temperaturach powietrza zwiększając wymianę ciepła poprzez konwekcję i parowanie, chroni organizm przed przegrzaniem
Ciśnienie atmosferyczne. Atmosfera poddana działaniu siły ciężkości wywiera nacisk na powierzchnię Ziemi i wszystkie znajdujące się na niej obiekty. Na poziomie morza w temperaturze 15°C wartość ta wynosi 760 mmHg. Sztuka. Dzięki temu, że ciśnienie zewnętrzne jest całkowicie równoważone przez ciśnienie wewnętrzne, nasz organizm praktycznie nie odczuwa ciężkości atmosfery. Możliwy jest znaczny wzrost i spadek ciśnienia atmosferycznego, co może prowadzić do niekorzystnych zmian w organizmie.
Niskie ciśnienie atmosferyczne przyczynia się do rozwoju zespołu objawów u ludzi zwanego chorobą wysokościową. Może wystąpić podczas wznoszenia się na wysokość i z reguły występuje u pilotów i wspinaczy w przypadku braku środków (urządzeń) zabezpieczających przed wpływem niskiego ciśnienia atmosferycznego. W tkance płucnej następuje wymiana gazów krwi i powietrza pęcherzykowego. Dyfundując przez membrany, gazy mają tendencję do osiągania stanu równowagi, przemieszczając się z obszaru wysokiego ciśnienia do obszaru niskiego ciśnienia.
Choroba wysokościowa powstaje w wyniku spadku ciśnienia parcjalnego tlenu w wdychanym powietrzu, co prowadzi do głodu tlenu w tkankach.
Wraz ze spadkiem ciśnienia parcjalnego tlenu zmniejsza się nasycenie hemoglobiny tlenem, co skutkuje zakłóceniem dopływu tlenu do komórek. Pierwsze objawy niedoboru tlenu stwierdza się podczas wspinaczki na wysokość 3000 m bez aparatu tlenowego.
Środki aklimatyzacyjne do niedoboru tlenu obejmują trening w komorach ciśnieniowych, przebywanie na dużych wysokościach, hartowanie itp. Pozytywnie wpływa przyjmowanie zwiększonej ilości witamin C, P, B1, B2, B6, PP i kwasu foliowego.
Zwiększone ciśnienie atmosferyczne jest głównym czynnikiem produkcyjnym przy budowie podwodnych tuneli, przejść podziemnych, pracach nurkowych itp. Twarze są narażone na krótkotrwałe (natychmiastowe) wysokie ciśnienie podczas eksplozji bomb, min, pocisków, oddawania strzałów i wystrzeliwania rakiet. Najczęściej praca w warunkach wysokiego ciśnienia atmosferycznego odbywa się w specjalnych komorach kesonowych lub skafanderach kosmicznych. Podczas pracy w kesonach wyróżnia się trzy okresy: ściskanie, narażenie na wysokie ciśnienie i dekompresję.
Uciskanie charakteryzuje się niewielkimi zaburzeniami czynnościowymi: szumem w uszach, przekrwieniem, bólem spowodowanym mechanicznym ciśnieniem powietrza na błonę bębenkową. Wyszkoleni ludzie łatwo tolerują ten etap, bez dyskomfortu.
Pobytowi w warunkach wysokiego ciśnienia krwi towarzyszą zwykle łagodne zaburzenia czynnościowe: zmniejszenie tętna i częstości oddechów, obniżenie maksymalnego i wzrostu minimalnego ciśnienia krwi, zmniejszenie wrażliwości skóry i słuchu.
W strefie wysokiego ciśnienia atmosferycznego krew i tkanki ciała są nasycane gazami powietrznymi (nasycenie), głównie azotem. To nasycenie trwa do momentu, gdy ciśnienie cząstkowe azotu w otaczającym powietrzu zrówna się z ciśnieniem cząstkowym azotu w tkankach.
Krew nasyca się najszybciej, tkanka tłuszczowa nasyca się wolniej. Jednocześnie tkanka tłuszczowa jest wysycona azotem 5 razy bardziej niż krew czy inne tkanki. Całkowita ilość azotu rozpuszczonego w organizmie pod podwyższonym ciśnieniem atmosferycznym może sięgać 4-6 litrów w porównaniu do 1 litra azotu rozpuszczonego pod normalnym ciśnieniem.
W okresie dekompresji w organizmie następuje proces odwrotny – usuwanie gazów z tkanek (desaturacja). Przy prawidłowo zorganizowanej dekompresji rozpuszczony azot w postaci gazu jest uwalniany przez płuca (150 ml azotu w ciągu 1 minuty). Jednak przy szybkiej dekompresji azot nie ma czasu na uwolnienie i pozostaje we krwi i tkankach w postaci pęcherzyków, przy czym największa ich ilość gromadzi się w tkance nerwowej i tkance podskórnej. Stąd i z innych narządów azot przedostaje się do krwioobiegu i powoduje zatorowość gazową (chorobę kesonową). Niebezpieczeństwo zatorowości gazowej występuje, gdy ciśnienie cząstkowe azotu w tkankach jest ponad 2 razy wyższe niż ciśnienie cząstkowe azotu w powietrzu pęcherzykowym. Charakterystycznym objawem tej choroby jest dokuczliwy ból stawów i mięśni. W przypadku zatorowości naczyń krwionośnych ośrodkowego układu nerwowego obserwuje się zawroty głowy, ból głowy, zaburzenia chodu i mowy oraz drgawki. W ciężkich przypadkach dochodzi do niedowładu kończyn, zaburzeń układu moczowego, dotkniętych płuc, serca, oczu itp. Aby zapobiec możliwemu rozwojowi choroby dekompresyjnej, ważna jest odpowiednia organizacja dekompresji i przestrzeganie reżimu pracy.
Ciśnienie barometryczne dla Białorusi określa się na 740–745 mm Hg. Sztuka. Dzienne wahania ciśnienia atmosferycznego wynoszą 3-5 mm Hg. Sztuka. nie mają znaczącego wpływu na organizm zdrowego człowieka. W miarę zmniejszania się możliwości funkcjonalnych organizmu wzrasta wrażliwość na zmiany ciśnienia barometrycznego.
Stan elektryczny powietrza. Termin „elektryczność atmosferyczna” zwykle odnosi się do całego zespołu zjawisk, do których zalicza się jonizację powietrza, pola elektryczne i magnetyczne atmosfery.
Jonizacja powietrza. Fizyczna istota jonizacji powietrza polega na działaniu na cząsteczki powietrza różnych czynników jonizujących: pierwiastków radioaktywnych, promieniowania kosmicznego, UV, elektrycznego, wyładowań atmosferycznych, efektu baloelektrycznego oraz stosowania jonizatorów powietrza.
Jonizacja powietrza odnosi się do rozpadu cząsteczek i atomów z utworzeniem jonów powietrza. W rezultacie elektron oddziela się od cząsteczki i zostaje naładowany dodatnio, a odłączony wolny elektron, łącząc się z jedną z obojętnych cząsteczek, nadaje jej ładunek ujemny. Dlatego w atmosferze powstaje para przeciwnie naładowanych cząstek - jony ujemne i dodatnie.
Kompleksy molekularne (10-15 cząsteczek) z jednym ładunkiem elementarnym nazywane są jonami normalnymi lub lekkimi. Mają wielkość 10-8 cm i charakteryzują się stosunkowo dużą mobilnością. Zderzając się z większymi cząstkami, które są stale obecne w atmosferze, lekkie jony osadzają się na nich i przekazują im swój ładunek. Pojawiają się jony wtórne, w tym średnie (10-6 cm) i ciężkie (10-5 cm) jony powietrza.
Skład jonowy powietrza jest ważnym wskaźnikiem higienicznym. Narażenie człowieka na działanie lekkich ujemnych jonów powietrza jest korzystnym czynnikiem biologicznym. Przeciwnie, zbyt wysokie stężenia jonów dodatnich, zwłaszcza ciężkich, świadczą o niskiej higienicznej jakości powietrza.
Stosunek liczby jonów ciężkich do liczby jonów lekkich określa reżim jonizacji powietrza. Do scharakteryzowania jonizacji powietrza stosuje się współczynnik jednobiegunowości (q), który pokazuje stosunek liczby jonów dodatnich do liczby jonów ujemnych. Im bardziej zanieczyszczone powietrze, tym wyższy jest ten współczynnik.
Ilość jonów lekkich zależy od warunków geograficznych, geologicznych, pogody, poziomu radioaktywności środowiska i zanieczyszczenia powietrza. Wraz ze wzrostem wilgotności powietrza wzrasta liczba ciężkich jonów w wyniku rekombinacji jonów z kropelkami wilgoci. Spadek ciśnienia atmosferycznego sprzyja uwalnianiu radu z gleby, co prowadzi do wzrostu ilości lekkich jonów. Jonizujące działanie rozpylonej wody objawia się zwiększoną jonizacją powietrza, co jest szczególnie widoczne w pobliżu fontann, wzdłuż brzegów wzburzonych rzek i zbiorników wodnych.
Pole elektryczne. Ziemia jako całość ma właściwości przewodnika naładowanego ujemnie, podczas gdy atmosfera ma właściwości przewodnika naładowanego dodatnio. W rezultacie jony obu znaków poruszają się i powstaje pionowy prąd elektryczny. Wraz ze wzrostem ciśnienia atmosferycznego, spadkiem przezroczystości powietrza i tworzeniem się mgły pole elektryczne może wzrosnąć 2-5 razy. Naturalnie tak duże zmiany mogą mieć negatywny wpływ na samopoczucie osób chorych i osłabionych.
Pole magnetyczne. Gwałtowne zmiany pola magnetycznego (zakłócenia magnetyczne i burze) powstają na skutek zwiększonego napływu naładowanych cząstek z powierzchni Słońca w okresie wzmożonej aktywności. Ustalono, że zmiany te mogą wpływać na stan funkcjonalny ośrodkowego układu nerwowego, powodując wzmożenie procesów hamowania. Podczas burz magnetycznych gwałtownie wzrasta częstotliwość zaostrzeń chorób neuropsychiatrycznych.
Promieniowania słonecznego jest najważniejszym czynnikiem istnienia życia na Ziemi. Z fizycznego punktu widzenia energia słoneczna jest strumieniem promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fal. Skład widmowy promieniowania słonecznego zmienia się w szerokim zakresie, od fal długich do ultrakrótkich. Z higienicznego punktu widzenia szczególnie interesująca jest optyczna część widma słonecznego, która dzieli się na trzy zakresy: promienie podczerwone o długości fal od 28 000 do 760 nm, część widzialna widma - od 760 do 400 nm oraz część UV - od 400 do 10 nm.
Ustalono, że promieniowanie słoneczne ma silne działanie biologiczne: pobudza procesy fizjologiczne w organizmie, zmienia metabolizm, poprawia samopoczucie i zwiększa jego wydajność.
Radioaktywność w powietrzu. Naturalna radioaktywność atmosfery zależy od obecności gazów takich jak radon, aktynon i toron, które są produktem rozpadu radu, aktynu i toru. Powietrze zawiera węgiel-14, argon-41, fluor-18, siarkę-32 i szereg innych izotopów powstałych w wyniku bombardowania atomów azotu, wodoru i tlenu strumieniami cząstek promieniowania kosmicznego.
Sztuczne skażenie radioaktywne biosfery spowodowane jest próbami broni atomowej, wypadkami w elektrowniach jądrowych oraz powszechnym wykorzystaniem źródeł promieniowania jonizującego w przemyśle, rolnictwie, medycynie i innych dziedzinach nauki i techniki.
Powietrze atmosferyczne to środowisko stale otaczające człowieka, poprzez które zaspokajane są jego podstawowe potrzeby życiowe. Rolę powietrza w powstawaniu i leczeniu chorób podkreślał już Hipokrates. F.F. Erisman zauważył, że wszelkie zmiany właściwości fizycznych lub chemicznych powietrza łatwo wpływają na samopoczucie człowieka, zaburzając harmonijną równowagę naszego organizmu, tj. zdrowie.
Ekologiczna rola środowiska powietrznego dla człowieka jest następująca:
1. powietrze dostarcza organizmowi tlen;
2. przyjmuje dwutlenek węgla i gazowe produkty przemiany materii;
3. wpływa na termoregulację;
4. Promienie słoneczne działają na ciało przez powietrze;
5. Powietrze jest rezerwuarem szkodliwych gazów, substancji zawieszonych i drobnoustrojów, które oddziałują na człowieka.
W tym temacie przyjrzymy się wpływowi czynników fizycznych powietrza na zdrowie człowieka: temperatury (T), wilgotności, ciśnienia atmosferycznego, prędkości powietrza, jonizacji i promieniowania słonecznego. Należy od razu zauważyć, że czynniki fizyczne, w przeciwieństwie do czynników chemicznych, działają wyłącznie na organizm kompleksowo.
Właściwości fizyczne powietrza atmosferycznego – temperatura (T), wilgotność, ciśnienie atmosferyczne i prędkość ruchu czynniki meteorologiczne powietrza. Ich parametry fizyczne mierzy się za pomocą specjalnych przyrządów: temperaturę - za pomocą termometru, wilgotność - za pomocą psychrometru i higrometru, prędkość powietrza - za pomocą anemometru (w atmosferze) i katatermometru - w domu, ciśnienie atmosferyczne - za pomocą barometru. Ocena higieny Czynniki meteorologiczne przeprowadza się według stopnia ich oddziaływania na organizm, dla którego stosuje się wskaźniki integralne: reakcja temperaturowa - zmiany temperatury skóry czoła (normalnie - 33-34 o C) i dłoni (30-30- 31 o C), ilość odparowanego potu (zmiana masy ciała), tętno, częstość oddechów, ciśnienie krwi i subiektywne odczucia człowieka, np. przy zmianach temperatury – w 5-stopniowej skali: zimno, chłodno, dobrze, ciepły gorący; do światła - jasność, blask.
Temperatura powietrza zależy od pory roku, strefy klimatycznej, pory dnia, intensywności blasku słonecznego i powierzchni ziemi. Promienie słoneczne przechodzące przez atmosferę nie nagrzewają jej. Powietrze ogrzewa się poprzez wymianę ciepła z gleby, która pochłania promienie słoneczne. Ogrzane powietrze unosi się do góry, ustępując miejsca zimnemu – taki ruch nazywa się konwekcja- sprzyja ruchowi mas powietrza i równomiernemu nagrzewaniu powierzchniowych warstw atmosfery. Higieniczne znaczenie temperatury powietrza polega na jej wpływie na wymianę ciepła organizmu. Ponadto znaczenie higieniczne mają nie tylko wartości bezwzględne temperatury powietrza, ale także amplituda jej wahań. U człowieka ciepło powstaje w wyniku procesów oksydacyjnych zachodzących w komórkach i tkankach i jego normalne istnienie jest możliwe przy stałej temperaturze ciała. Dzięki złożonemu mechanizmowi termoregulacji z otoczeniem (u dzieci do 7-8 roku życia jest on niedoskonały) organizm utrzymuje równowagę cieplną. Najkorzystniejsza dla dobrostanu człowieka temperatura wynosi 18-22 o C (dla mężczyzn - 20 o C, dla kobiet - 22 o C), a amplituda jej wahań wynosi 2-4 o C w ciągu dnia.
Wilgotność powietrza to ilość pary wodnej w powietrzu. Zależy od strefy klimatycznej, pory roku i bliskości zbiorników wodnych: w klimacie morskim jest więcej wilgoci niż w klimacie kontynentalnym lub pustynnym. Stopień wilgotności powietrza określają trzy wskaźniki: wilgotność bezwzględna, maksymalna i względna. Absolutny wilgotność - ilość pary wodnej w gramach w 1 m 3 powietrza w danej temperaturze. Maksymalny wilgotność - maksymalna ilość pary wodnej, jaka może znajdować się w powietrzu w danej temperaturze, mierzona w g na m3. Względny Wilgotność to stosunek wilgotności bezwzględnej do maksymalnej, mierzony w procentach. Optymalne parametry wilgotności względnej zdrowia wynoszą 30-60%. Higieniczne znaczenie wilgoci polega na jej wpływie na pocenie się człowieka, które poprzez wpływ na temperaturę ciała utrzymuje jej stałość. Wraz ze wzrostem wilgotności człowiek staje się gorący w cieple, a zimny i chłodny na zimnie.
Ciśnienie atmosferyczne jest ciśnieniem atmosferycznego słupa powietrza w wyniku grawitacji. Na poziomie morza ciśnienie jest stałe: na 1 cm 2 - 1,033 kg lub 760 mm Hg. Higieniczne znaczenie ciśnienia atmosferycznego polega na utrzymaniu ciśnienia krwi (BP). Wzrost lub spadek ciśnienia wpływa na fizjologię człowieka. Dla zdrowego człowieka zmiany te są niewidoczne, ale dla pacjenta są wrażliwe: zmiany ciśnienia sygnalizowane są stanem zdrowia. Na zwiększone ciśnienie wzrasta ciśnienie parcjalne tlenu (% pozostaje takie samo): zmniejsza się tętno i częstość oddechów, zmniejsza się maksymalne ciśnienie krwi i wzrasta minimalne ciśnienie krwi, zwiększa się pojemność życiowa płuc, zmniejsza się wrażliwość skóry i słuch, uczucie pojawia się suchość błon śluzowych (w jamie ustnej), zwiększa się ruchliwość jelit i wydzielanie gazów; krew i tkanki lepiej wchłaniają tlen, co poprawia wydajność i samopoczucie. Przy sztucznym podwyższeniu ciśnienia (dla nurków) zwiększa się rozpuszczanie azotu atmosferycznego, który dobrze rozpuszcza się w tłuszczach, tkance nerwowej i tkance podskórnej, skąd jest powoli uwalniany podczas dekompresji. Kiedy nurek szybko wychodzi z głębin, azot wrze i zatyka drobne naczynia mózgu, powodując śmierć nurka, co wymaga powolnego wydobywania z głębin. Jednak nawet w normalnych warunkach pracy nurkowie nie mogą uniknąć zatorowości azotowej naczyń krwionośnych – bolą ich stawy i często występują krwotoki.
Obniżone ciśnienie powoduje spadek ciśnienia parcjalnego tlenu, a podczas wspinaczki górskiej spadek jego stężenia. Występują objawy „choroby wysokościowej”: senność, podwyższone ciśnienie maksymalne i obniżone minimalne ciśnienie krwi, uczucie ciężkości w głowie, bóle głowy, apatia, depresja; Rozpuszczony azot uwolniony do krwi działa w postaci bólu stawów i swędzenia. W mieście ciśnienie atmosferyczne jest niższe niż poza miastem czy na równinie, a ciśnienie parcjalne tlenu jest niższe. Określa to objawy „choroby wysokościowej” u osób przeprowadzających się do miasta z daczy lub ze wsi: duszność, kołatanie serca, zawroty głowy, nudności i krwawienia z nosa.
Ruch powietrza- zależy od prędkości jego ruchu i kierunku wiatru. Prędkość wiatru mierzona jest w m/s. Dobre zdrowie utrzymuje się, gdy powietrze porusza się z prędkością 0,1-0,3 m/s - jest to norma w pomieszczeniach mieszkalnych. Dolną granicę przepływu powietrza od strony higienicznej wyznacza konieczność wydmuchania otaczającej osoby
NE Z
skąd pochodzi i jest nazywany rumbo m. Nazywa się graficzną reprezentacją częstotliwości wiatru na danym obszarze w kierunku części świata Róża wiatrów Na przykład na ryc. Nr 1 przedstawia różę wiatrów z dominującym wiatrem NE. Architekci muszą uwzględnić różę wiatrów przy budowie obszarów mieszkalnych i przedsiębiorstw przemysłowych: tereny mieszkalne powinny być zlokalizowane po nawietrznej stronie w stosunku do przedsiębiorstw przemysłowych.
Oprócz czynników meteorologicznych jakość powietrza charakteryzuje się jonizacją powietrza i promieniowaniem słonecznym.
Jonizacja powietrza powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych, pierwiastków radioaktywnych, promieni UV i kosmicznych. W czystym powietrzu przeważają lekkie jony ujemne, w zanieczyszczonym przeważają ciężkie jony dodatnie. Zanieczyszczone powietrze w miastach jest mniej zjonizowane niż na obszarach wiejskich i w kurortach. Jony ujemne dostają się do domu z ulicy i już w otworze okna stanowią zaledwie 20% stężenia ulicznego. W budynkach wielokondygnacyjnych są aktywnie pochłaniane przez betonowe ściany, kurz, CO 2 , wilgoć i wyższe temperatury powietrza. W tym przypadku zamiast jonów ujemnych zwiększa się liczba jonów dodatnich. Człowiek czuje się duszno, wydaje się, że „nie ma wystarczającej ilości powietrza”, ale w rzeczywistości nie ma wystarczającej ilości jonów ujemnych. Dlatego poziom jonizacji domu jest wskaźnikiem czystości powietrza. Higieniczna rola jonów ujemnych - ładują ujemnie czerwone krwinki, lepiej absorbują i uwalniają tlen, usprawniają się procesy metaboliczne w tkankach, zmniejsza się kwasica - poprawia się praca umysłowa, wzrasta wydolność, ustępuje starość. Myszy w 5-litrowym słoiku, do którego doprowadzane jest powietrze z otoczenia, przepuszczane przez elektrody, umierają po 2 godzinach, podczas gdy kontrole żyją normalnym powietrzem. Dlatego w domach stosuje się jonizatory powietrza, takie jak lampy Chizhevsky. W celach leczniczych jonizację powietrza stosuje się w leczeniu nadciśnienia i astmy oskrzelowej. Dlatego dla zdrowego stylu życia wskazane jest, aby ludzie spędzali więcej czasu na świeżym powietrzu, a nie przesiadywali w mieszkaniu.
Promieniowania słonecznego.Życie zawdzięczamy słońcu – jest ono źródłem ciepła i światła. Światło słoneczne to strumień drgań elektromagnetycznych, który przechodząc przez atmosferę ziemską jest częściowo pochłaniany, rozpraszany i tylko w 43% dociera do gleby. Światło słoneczne oddziałuje na organizm wszystkimi jego częściami. Widoczna część ma ogólny biologiczny wpływ na organizm, na narząd wzroku, ośrodkowy układ nerwowy, a przez to na wszystkie narządy. Ale różne części światła widzialnego zachowują się inaczej: pobudzają promienie czerwone; żółty, zielony - spokojny; fioletowe są przygnębiające. Przy braku światła wzrok staje się nadwyrężony i pogarsza się (ostrość i szybkość rozróżniania). Wysoka jasność jest oślepiająca i męcząca, a przy dłuższej ekspozycji (śnieg) powoduje zapalenie siatkówki. Niewidzialny część świata: podczerwień i ultrafiolet – bardzo aktywne biologicznie. Podczerwień Promieniowanie dzieli się na 1) długofalowe i 2) krótkofalowe. Promieniowanie długofalowe pochłaniane jest przez wierzchnią warstwę skóry, powodując jej rozgrzanie i uczucie pieczenia. Promieniowanie krótkofalowe jest nieodczuwalne i wnika w głębokie warstwy skóry, powodując oparzenia i ogólne przegrzanie organizmu. W produkcji promieniowanie krótkofalowe powoduje zmiany w rogówce oka, w tym zaćmę. W południe dominuje promieniowanie krótkofalowe, dlatego opalanie się w tym czasie jest niebezpieczne. UFL mają największą aktywność biologiczną. Wiosną pod ich wpływem wzrasta metabolizm, odporność i wydajność. Mają działanie przeciwrachityczne, ponieważ pod ich wpływem w skórze syntetyzowana jest witamina D, która poprawia metabolizm wapnia i hematopoezę oraz odporność naczyń włosowatych. Bez UFL krzywica występuje u dzieci, a osteoporoza u dorosłych: ubytek wapnia w kościach, co prowadzi do ich łamliwości, zniszczenie zębów (próchnica). Stan ten nazywany jest „lekkim głodem” – często ma podłoże zawodowe: u górników, u osób wysłanych na Północ, a także u osób, które mało czasu spędzają na świeżym powietrzu. Zapobieganie hipowitaminozie D: ekspozycja na słońce, naświetlanie lampami UV, przyjmowanie kalcyferolu. Lampy UV działają również bakteriobójczo - zabijają drobnoustroje, co w medycynie wykorzystuje się do ich niszczenia za pomocą lamp UV.Szkło okienne osłabia promieniowanie UV, dlatego należy je częściej myć, aby usunąć kurz. Promienie UV działają szkodliwie na oczy, powodując stany zapalne (fotoftalmię) – chorobę zawodową spawaczy, a także wspinaczy, mieszkańców regionów górskich i arktycznych. Zapobieganie: stosowanie osłon ochronnych, czarnych okularów itp.
ATMOSFERA Ziemi(greckie atmos steam + kula sphaira) - gazowa powłoka otaczająca Ziemię. Masa atmosfery wynosi około 5,15 10 15. Biologiczne znaczenie atmosfery jest ogromne. W atmosferze następuje wymiana masy i energii pomiędzy przyrodą żywą i nieożywioną, pomiędzy florą i fauną. Azot atmosferyczny jest wchłaniany przez mikroorganizmy; Z dwutlenku węgla i wody, wykorzystując energię słońca, rośliny syntetyzują substancje organiczne i uwalniają tlen. Obecność atmosfery zapewnia zachowanie wody na Ziemi, co jest również ważnym warunkiem istnienia organizmów żywych.
Badania przeprowadzone przy użyciu rakiet geofizycznych lecących na duże wysokości, sztucznych satelitów Ziemi i międzyplanetarnych stacji automatycznych wykazały, że atmosfera ziemska rozciąga się na tysiące kilometrów. Granice atmosfery są niestabilne, wpływa na nie pole grawitacyjne Księżyca i ciśnienie przepływu promieni słonecznych. Nad równikiem w obszarze cienia Ziemi atmosfera osiąga wysokość około 10 000 km, a nad biegunami jej granice znajdują się w odległości 3000 km od powierzchni Ziemi. Większa część atmosfery (80–90%) znajduje się na wysokościach do 12–16 km, co można wytłumaczyć wykładniczym (nieliniowym) charakterem spadku gęstości (rozrzedzenia) jej środowiska gazowego wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza.
Istnienie większości organizmów żywych w warunkach naturalnych jest możliwe w jeszcze węższych granicach atmosfery, do 7-8 km, gdzie zachodzi niezbędna kombinacja czynników atmosferycznych, takich jak skład gazu, temperatura, ciśnienie i wilgotność. Ruch i jonizacja powietrza, opady atmosferyczne oraz stan elektryczny atmosfery mają również znaczenie higieniczne.
Skład gazu
Atmosfera jest fizyczną mieszaniną gazów (tabela 1), głównie azotu i tlenu (78,08 i 20,95% obj.). Stosunek gazów atmosferycznych jest prawie taki sam aż do wysokości 80-100 km. Stałość głównej części składu gazowego atmosfery zależy od względnego równoważenia procesów wymiany gazowej między przyrodą ożywioną i nieożywioną oraz ciągłego mieszania mas powietrza w kierunku poziomym i pionowym.
Tabela 1. CHARAKTERYSTYKA SKŁADU CHEMICZNEGO SUCHEGO POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO NA POWIERZCHNI ZIEMI
Skład gazu |
Stężenie objętościowe,% |
Tlen |
|
Dwutlenek węgla |
|
Podtlenek azotu |
|
Dwutlenek siarki |
0 do 0,0001 |
Od 0 do 0,000007 latem, od 0 do 0,000002 zimą |
|
Dwutlenek azotu |
Od 0 do 0,000002 |
Tlenek węgla |
|
Na wysokościach powyżej 100 km następuje zmiana udziału procentowego poszczególnych gazów związana z ich rozwarstwieniem rozproszonym pod wpływem grawitacji i temperatury. Ponadto pod wpływem krótkofalowego ultrafioletu i promieni rentgenowskich na wysokości 100 km i większej cząsteczki tlenu, azotu i dwutlenku węgla dysocjują na atomy. Na dużych wysokościach gazy te występują w postaci silnie zjonizowanych atomów.
Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze różnych regionów Ziemi jest mniej stała, co częściowo wynika z nierównomiernego rozmieszczenia dużych przedsiębiorstw przemysłowych zanieczyszczających powietrze, a także nierównomiernego rozmieszczenia na Ziemi roślinności i zbiorników wodnych pochłaniających dwutlenek węgla. W atmosferze zmienna jest także zawartość aerozoli (patrz) – cząstek zawieszonych w powietrzu o wielkości od kilku milimikronów do kilkudziesięciu mikronów – powstałych w wyniku erupcji wulkanów, potężnych sztucznych eksplozji i zanieczyszczeń pochodzących z przedsiębiorstw przemysłowych. Stężenie aerozoli szybko maleje wraz z wysokością.
Najbardziej zmiennym i najważniejszym ze zmiennych składników atmosfery jest para wodna, której stężenie na powierzchni ziemi może wahać się od 3% (w tropikach) do 2 × 10 -10% (na Antarktydzie). Im wyższa temperatura powietrza, tym więcej wilgoci, przy niezmienionych innych czynnikach, może znajdować się w atmosferze i odwrotnie. Większość pary wodnej koncentruje się w atmosferze na wysokościach 8-10 km. Zawartość pary wodnej w atmosferze zależy od łącznego wpływu parowania, kondensacji i transportu poziomego. Na dużych wysokościach, ze względu na spadek temperatury i kondensację par, powietrze jest prawie suche.
Atmosfera ziemska, oprócz tlenu cząsteczkowego i atomowego, zawiera również niewielkie ilości ozonu (patrz), którego stężenie jest bardzo zmienne i zmienia się w zależności od wysokości nad poziomem morza i pory roku. Najwięcej ozonu znajduje się w rejonie bieguna pod koniec nocy polarnej na wysokości 15–30 km, z gwałtownym spadkiem w górę i w dół. Ozon powstaje w wyniku fotochemicznego działania ultrafioletowego promieniowania słonecznego na tlen, głównie na wysokościach 20-50 km. Dwuatomowe cząsteczki tlenu częściowo rozpadają się na atomy i łącząc się z nierozłożonymi cząsteczkami tworzą trójatomowe cząsteczki ozonu (polimeryczna, alotropowa forma tlenu).
Obecność w atmosferze grupy tzw. gazów obojętnych (hel, neon, argon, krypton, ksenon) związana jest z ciągłym występowaniem naturalnych procesów rozpadu promieniotwórczego.
Biologiczne znaczenie gazów atmosfera jest bardzo wspaniała. Dla większości organizmów wielokomórkowych określona zawartość tlenu cząsteczkowego w środowisku gazowym lub wodnym jest niezbędnym czynnikiem ich istnienia, który podczas oddychania warunkuje uwalnianie energii z substancji organicznych powstałych początkowo w procesie fotosyntezy. To nie przypadek, że górne granice biosfery (część powierzchni globu i dolna część atmosfery, w której istnieje życie) wyznacza obecność wystarczającej ilości tlenu. W procesie ewolucji organizmy przystosowały się do określonego poziomu tlenu w atmosferze; zmiana zawartości tlenu, zmniejszająca się lub zwiększająca, ma niekorzystny wpływ (patrz choroba wysokościowa, hiperoksja, niedotlenienie).
Alotropowa forma tlenu ozonowa ma również wyraźne działanie biologiczne. W stężeniach nie przekraczających 0,0001 mg/l, typowych dla kurortów i wybrzeży morskich, ozon ma działanie lecznicze – pobudza oddychanie i pracę układu krążenia oraz poprawia sen. Wraz ze wzrostem stężenia ozonu pojawia się jego toksyczne działanie: podrażnienie oczu, martwicze zapalenie błon śluzowych dróg oddechowych, zaostrzenie chorób płuc, nerwice autonomiczne. Łącząc się z hemoglobiną, ozon tworzy methemoglobinę, co prowadzi do zakłócenia funkcji oddechowej krwi; transfer tlenu z płuc do tkanek staje się utrudniony i rozwija się uduszenie. Tlen atomowy ma podobny niekorzystny wpływ na organizm. Ozon odgrywa znaczącą rolę w tworzeniu reżimów termicznych różnych warstw atmosfery ze względu na niezwykle silną absorpcję promieniowania słonecznego i promieniowania ziemskiego. Ozon najintensywniej pochłania promienie ultrafioletowe i podczerwone. Promienie słoneczne o długości fali mniejszej niż 300 nm są prawie całkowicie pochłaniane przez ozon atmosferyczny. Tym samym Ziemię otacza swoisty „ekran ozonowy”, który chroni wiele organizmów przed niszczycielskim działaniem promieniowania ultrafioletowego pochodzącego ze Słońca. Azot zawarty w powietrzu atmosferycznym ma ogromne znaczenie biologiczne, przede wszystkim jako źródło tzw. azot związany – źródło pożywienia roślinnego (i docelowo zwierzęcego). O fizjologicznym znaczeniu azotu decyduje jego udział w tworzeniu poziomu ciśnienia atmosferycznego niezbędnego do procesów życiowych. W pewnych warunkach zmiany ciśnienia azot odgrywa główną rolę w rozwoju wielu zaburzeń w organizmie (patrz choroba dekompresyjna). Założenia, że azot osłabia toksyczne działanie tlenu na organizm i jest pobierany z atmosfery nie tylko przez mikroorganizmy, ale także przez zwierzęta wyższe, budzą kontrowersje.
Gazy obojętne atmosfery (ksenon, krypton, argon, neon, hel) pod ciśnieniem parcjalnym, jakie wytwarzają w normalnych warunkach, można zaliczyć do gazów obojętnych biologicznie. Przy znacznym wzroście ciśnienia cząstkowego gazy te mają działanie narkotyczne.
Obecność dwutlenku węgla w atmosferze zapewnia akumulację energii słonecznej w biosferze poprzez fotosyntezę złożonych związków węgla, które stale powstają, zmieniają się i rozkładają w trakcie życia. Ten dynamiczny system jest utrzymywany przez aktywność glonów i roślin lądowych, które wychwytują energię światła słonecznego i wykorzystują ją do przekształcania dwutlenku węgla (patrz) i wody w różne związki organiczne, uwalniając tlen. Rozszerzanie się biosfery w górę jest częściowo ograniczone faktem, że na wysokościach powyżej 6-7 km rośliny zawierające chlorofil nie mogą żyć z powodu niskiego ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla jest również bardzo aktywny fizjologicznie, ponieważ odgrywa ważną rolę w regulacji procesów metabolicznych, pracy ośrodkowego układu nerwowego, oddychania, krążenia krwi i reżimu tlenowego organizmu. Regulacja ta odbywa się jednak za pośrednictwem dwutlenku węgla wytwarzanego przez sam organizm, a nie pochodzącego z atmosfery. W tkankach i krwi zwierząt i ludzi ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla jest około 200 razy wyższe niż jego ciśnienie w atmosferze. I dopiero przy znacznym wzroście zawartości dwutlenku węgla w atmosferze (ponad 0,6-1%) obserwuje się zaburzenia w organizmie, określane terminem hiperkapnia (patrz). Całkowita eliminacja dwutlenku węgla z wdychanego powietrza nie może mieć bezpośredniego niekorzystnego wpływu na organizm człowieka i zwierząt.
Dwutlenek węgla odgrywa rolę w pochłanianiu promieniowania długofalowego i utrzymywaniu „efektu cieplarnianego”, który powoduje wzrost temperatury na powierzchni Ziemi. Badany jest także problem wpływu na warunki termiczne i inne warunki atmosferyczne dwutlenku węgla, który przedostaje się do powietrza w ogromnych ilościach jako odpady przemysłowe.
Atmosferyczna para wodna (wilgotność powietrza) wpływa również na organizm człowieka, w szczególności na wymianę ciepła z otoczeniem.
W wyniku kondensacji pary wodnej w atmosferze tworzą się chmury i opady atmosferyczne (deszcz, grad, śnieg). Para wodna, rozpraszając promieniowanie słoneczne, uczestniczy w tworzeniu reżimu termicznego Ziemi i dolnych warstw atmosfery oraz w kształtowaniu warunków meteorologicznych.
Ciśnienie atmosferyczne
Ciśnienie atmosferyczne (barometryczne) to ciśnienie wywierane przez atmosferę pod wpływem grawitacji na powierzchnię Ziemi. Wielkość tego ciśnienia w każdym punkcie atmosfery jest równa ciężarowi leżącej nad nią kolumny powietrza o pojedynczej podstawie, rozciągającej się ponad miejscem pomiaru aż do granic atmosfery. Ciśnienie atmosferyczne mierzy się za pomocą barometru (cm) i wyraża w milibarach, w niutonach na metr kwadratowy lub wysokość słupa rtęci w barometrze w milimetrach, zmniejszoną do 0° i normalnej wartości przyspieszenia ziemskiego. W tabeli Tabela 2 przedstawia najczęściej stosowane jednostki miary ciśnienia atmosferycznego.
Zmiany ciśnienia powstają na skutek nierównomiernego nagrzewania się mas powietrza znajdujących się nad lądem i wodą na różnych szerokościach geograficznych. Wraz ze wzrostem temperatury maleje gęstość powietrza i wytwarzane przez nie ciśnienie. Ogromne nagromadzenie szybko poruszającego się powietrza o niskim ciśnieniu (ze spadkiem ciśnienia od obrzeża do środka wiru) nazywa się cyklonem, o wysokim ciśnieniu (ze wzrostem ciśnienia w kierunku środka wiru) - antycyklon. W prognozowaniu pogody istotne są nieokresowe zmiany ciśnienia atmosferycznego, które zachodzą w poruszających się ogromnych masach i są związane z powstawaniem, rozwojem i niszczeniem antycyklonów i cyklonów. Szczególnie duże zmiany ciśnienia atmosferycznego związane są z szybkim przemieszczaniem się cyklonów tropikalnych. W takim przypadku ciśnienie atmosferyczne może zmieniać się o 30-40 mbar dziennie.
Spadek ciśnienia atmosferycznego w milibarach na dystansie 100 km nazywany jest poziomym gradientem barometrycznym. Zazwyczaj poziomy gradient barometryczny wynosi 1-3 mbar, ale w cyklonach tropikalnych czasami wzrasta do kilkudziesięciu milibarów na 100 km.
Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie atmosferyczne spada logarytmicznie: początkowo bardzo gwałtownie, a następnie coraz mniej zauważalnie (ryc. 1). Dlatego krzywa zmiany ciśnienia barometrycznego jest wykładnicza.
Spadek ciśnienia na jednostkę odległości pionowej nazywany jest pionowym gradientem barometrycznym. Często używają jego odwrotnej wartości - stopnia barometrycznego.
Ponieważ ciśnienie barometryczne jest sumą ciśnień cząstkowych gazów tworzących powietrze, oczywiste jest, że wraz ze wzrostem wysokości i spadkiem całkowitego ciśnienia atmosfery ciśnienie cząstkowe gazów tworzących powietrze również maleje. Ciśnienie cząstkowe dowolnego gazu w atmosferze oblicza się ze wzoru
gdzie P x to ciśnienie cząstkowe gazu, P z to ciśnienie atmosferyczne na wysokości Z, X% to procent gazu, którego ciśnienie cząstkowe należy określić.
Ryż. 1. Zmiana ciśnienia barometrycznego w zależności od wysokości nad poziomem morza.
Ryż. 2. Zmiany ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu pęcherzykowym i nasycenia krwi tętniczej tlenem w zależności od zmian wysokości podczas oddychania powietrzem i tlenem. Oddychanie tlenem rozpoczyna się na wysokości 8,5 km (eksperyment w komorze ciśnieniowej).
Ryż. 3. Krzywe porównawcze średnich wartości czynnej świadomości człowieka w minutach na różnych wysokościach po szybkim wynurzeniu podczas oddychania powietrzem (I) i tlenem (II). Na wysokościach powyżej 15 km aktywna świadomość jest w równym stopniu upośledzona podczas oddychania tlenem i powietrzem. Na wysokościach do 15 km oddychanie tlenem znacznie wydłuża okres aktywnej świadomości (eksperyment w komorze ciśnieniowej).
Ponieważ skład procentowy gazów atmosferycznych jest stosunkowo stały, do określenia ciśnienia cząstkowego dowolnego gazu wystarczy znać całkowite ciśnienie barometryczne na danej wysokości (rys. 1 i tabela 3).
Tabela 3. TABELA ATMOSFERY STANDARDOWEJ (GOST 4401-64) 1
Wysokość geometryczna (m) |
Temperatura |
Ciśnienie barometryczne |
Ciśnienie parcjalne tlenu (mmHg) |
|||
mmHg Sztuka. |
||||||
1 Podane w formie skróconej i uzupełnione kolumną „Ciśnienie cząstkowe tlenu”.
Przy określaniu ciśnienia cząstkowego gazu w wilgotnym powietrzu należy od wartości ciśnienia barometrycznego odjąć ciśnienie (elastyczność) par nasyconych.
Wzór na określenie ciśnienia cząstkowego gazu w wilgotnym powietrzu będzie nieco inny niż w przypadku powietrza suchego:
gdzie pH 2 O to ciśnienie pary wodnej. W temperaturze t° 37° ciśnienie nasyconej pary wodnej wynosi 47 mm Hg. Sztuka. Wartość tę wykorzystuje się do obliczania ciśnień cząstkowych gazów powietrza pęcherzykowego w warunkach gruntowych i na dużych wysokościach.
Wpływ wysokiego i niskiego ciśnienia krwi na organizm. Zmiany ciśnienia barometrycznego w górę lub w dół mają różnorodny wpływ na organizm zwierząt i ludzi. Efekt zwiększonego ciśnienia związany jest z mechanicznym i penetrującym działaniem fizyko-chemicznym środowiska gazowego (tzw. efekty sprężania i penetracji).
Efekt kompresji objawia się: ogólną kompresją objętościową spowodowaną równomiernym wzrostem mechanicznych sił nacisku na narządy i tkanki; mechanonarkoza spowodowana równomierną kompresją objętościową przy bardzo wysokim ciśnieniu barometrycznym; miejscowy nierówny nacisk na tkanki, który ogranicza jamy zawierające gaz, gdy następuje przerwanie połączenia między powietrzem zewnętrznym a powietrzem w jamie, na przykład ucho środkowe, jamy przynosowe (patrz Barotrauma); wzrost gęstości gazów w zewnętrznym układzie oddechowym, co powoduje wzrost oporów na ruchy oddechowe, zwłaszcza podczas wymuszonego oddychania (obciążenie fizyczne, hiperkapnia).
Działanie penetrujące może prowadzić do toksycznego działania tlenu i obojętnych gazów, których wzrost zawartości we krwi i tkankach powoduje reakcję narkotyczną; pierwsze oznaki skaleczenia podczas stosowania u ludzi mieszaniny azotu i tlenu występują już przy ciśnienie 4-8 atm. Wzrost ciśnienia parcjalnego tlenu początkowo powoduje obniżenie poziomu funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego i oddechowego na skutek wyłączenia regulacyjnego wpływu fizjologicznej hipoksemii. Kiedy ciśnienie parcjalne tlenu w płucach wzrasta o więcej niż 0,8-1 ata, pojawia się jego działanie toksyczne (uszkodzenie tkanki płucnej, drgawki, zapaść).
Penetrujące i kompresyjne działanie zwiększonego ciśnienia gazu wykorzystywane jest w medycynie klinicznej w leczeniu różnych chorób z uogólnionym i miejscowym upośledzeniem dopływu tlenu (patrz Baroterapia, Terapia tlenowa).
Spadek ciśnienia ma jeszcze bardziej wyraźny wpływ na organizm. W warunkach skrajnie rozrzedzonej atmosfery głównym czynnikiem patogenetycznym prowadzącym do utraty przytomności w ciągu kilku sekund i śmierci w ciągu 4-5 minut jest spadek ciśnienia parcjalnego tlenu we wdychanym powietrzu, a następnie w pęcherzykach płucnych powietrze, krew i tkanki (ryc. 2 i 3). Umiarkowane niedotlenienie powoduje rozwój reakcji adaptacyjnych układu oddechowego i hemodynamicznego, mających na celu utrzymanie dopływu tlenu przede wszystkim do ważnych narządów (mózgu, serca). Przy wyraźnym braku tlenu procesy oksydacyjne są hamowane (pod wpływem enzymów oddechowych) i zakłócane są tlenowe procesy wytwarzania energii w mitochondriach. Prowadzi to najpierw do zakłócenia funkcji ważnych narządów, a następnie do nieodwracalnych uszkodzeń strukturalnych i śmierci organizmu. Rozwój reakcji adaptacyjnych i patologicznych, zmiany stanu funkcjonalnego organizmu i wydolności człowieka przy spadku ciśnienia atmosferycznego zależą od stopnia i szybkości spadku ciśnienia parcjalnego tlenu we wdychanym powietrzu, czasu przebywania na wysokości, intensywność wykonywanej pracy i początkowy stan organizmu (patrz choroba wysokościowa).
Spadek ciśnienia na wysokościach (nawet przy wykluczeniu niedoboru tlenu) powoduje poważne zaburzenia w organizmie, które łączy pojęcie „zaburzeń dekompresyjnych”, do których zalicza się: wzdęcia wysokościowe, zapalenie barotitis i barosinusitis, wysokogórska choroba dekompresyjna oraz -rozedma tkanki wysokościowej.
Wzdęcia na dużych wysokościach rozwijają się w wyniku rozszerzania się gazów w przewodzie pokarmowym ze spadkiem ciśnienia barometrycznego na ścianie brzucha podczas wznoszenia się na wysokość 7-12 km lub więcej. Nie bez znaczenia jest także wydzielanie gazów rozpuszczonych w treści jelitowej.
Ekspansja gazów prowadzi do rozciągnięcia żołądka i jelit, uniesienia przepony, zmian w położeniu serca, podrażnienia aparatu receptorowego tych narządów oraz pojawienia się odruchów patologicznych upośledzających oddychanie i krążenie krwi. Często pojawia się ostry ból w okolicy brzucha. Podobne zjawiska zdarzają się czasami wśród nurków podczas wynurzania się z głębokości na powierzchnię.
Mechanizm rozwoju zapalenia barotitis i barosinusitis, objawiającego się uczuciem przekrwienia i bólu, odpowiednio, w uchu środkowym lub jamach przynosowych, jest podobny do rozwoju wzdęć wysokościowych.
Spadek ciśnienia, oprócz rozszerzania się gazów zawartych w jamach ciała, powoduje także uwolnienie gazów z płynów i tkanek, w których zostały rozpuszczone w warunkach ciśnienia na poziomie morza lub na głębokości, oraz powstawanie pęcherzyków gazu w Ciało.
Ten proces uwalniania rozpuszczonych gazów (głównie azotu) powoduje rozwój choroby dekompresyjnej (patrz).
Ryż. 4. Zależność temperatury wrzenia wody od wysokości nad poziomem morza i ciśnienia atmosferycznego. Wartości ciśnienia znajdują się pod odpowiednimi numerami wysokości.
Wraz ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego spada temperatura wrzenia cieczy (ryc. 4). Na wysokości powyżej 19 km, gdzie ciśnienie barometryczne jest równe (lub mniejsze) elastyczności pary nasyconej w temperaturze ciała (37°), może nastąpić „wrzenie” płynu śródmiąższowego i międzykomórkowego organizmu, w wyniku czego dużych żyłach, w jamie opłucnej, żołądku, osierdziu, w luźnej tkance tłuszczowej, czyli w obszarach o niskim ciśnieniu hydrostatycznym i śródmiąższowym, tworzą się pęcherzyki pary wodnej, rozwija się rozedma tkanek na dużych wysokościach. „Wrzenie” na dużych wysokościach nie wpływa na struktury komórkowe, jest zlokalizowane jedynie w płynie międzykomórkowym i krwi.
Ogromne pęcherzyki pary mogą blokować serce i krążenie krwi oraz zakłócać funkcjonowanie ważnych układów i narządów. Jest to poważne powikłanie ostrego niedoboru tlenu, które rozwija się na dużych wysokościach. Zapobieganie rozedmie tkanek znajdujących się na dużych wysokościach można osiągnąć poprzez wytworzenie zewnętrznego ciśnienia wstecznego na ciele za pomocą sprzętu stosowanego na dużych wysokościach.
Proces obniżania ciśnienia barometrycznego (dekompresji) przy pewnych parametrach może stać się czynnikiem szkodliwym. W zależności od prędkości dekompresja dzieli się na płynną (wolną) i wybuchową. To ostatnie następuje w czasie krótszym niż 1 sekunda i towarzyszy mu silny huk (jak przy wystrzale) i powstawanie mgły (kondensacja pary wodnej w wyniku ochłodzenia rozprężającego się powietrza). Zazwyczaj wybuchowa dekompresja występuje na wysokościach, gdy pęka szyba kabiny ciśnieniowej lub skafandra ciśnieniowego.
Podczas dekompresji wybuchowej w pierwszej kolejności dotknięte są płuca. Gwałtowny wzrost nadciśnienia śródpłucnego (o ponad 80 mm Hg) prowadzi do znacznego rozciągnięcia tkanki płucnej, co może spowodować pęknięcie płuc (jeśli rozszerzą się 2,3 razy). Wybuchowa dekompresja może również spowodować uszkodzenie przewodu żołądkowo-jelitowego. Wielkość nadciśnienia powstającego w płucach będzie w dużej mierze zależała od szybkości wydychania z nich powietrza podczas dekompresji oraz objętości powietrza w płucach. Jest to szczególnie niebezpieczne, jeśli górne drogi oddechowe są zamknięte w momencie dekompresji (podczas połykania, wstrzymywania oddechu) lub jeśli dekompresja zbiega się z fazą głębokiego wdechu, kiedy płuca napełniają się dużą ilością powietrza.
Temperatura atmosferyczna
Temperatura atmosfery początkowo maleje wraz ze wzrostem wysokości (średnio od 15° przy ziemi do -56,5° na wysokości 11-18 km). Pionowy gradient temperatury w tej strefie atmosfery wynosi około 0,6° na każde 100 m; zmienia się w ciągu dnia i roku (tab. 4).
Tabela 4. ZMIANY PIONOWEGO GRADDIENTU TEMPERATURY W ŚRODKOWYM PASIE TERYTORIUM ZSRR
Ryż. 5. Zmiany temperatury atmosfery na różnych wysokościach. Granice sfer zaznaczono liniami przerywanymi.
Na wysokościach 11 - 25 km temperatura utrzymuje się na stałym poziomie i wynosi -56,5°; następnie temperatura zaczyna rosnąć, osiągając 30-40° na wysokości 40 km i 70° na wysokości 50-60 km (ryc. 5), co wiąże się z intensywną absorpcją promieniowania słonecznego przez ozon. Od wysokości 60-80 km temperatura powietrza ponownie nieznacznie spada (do 60°), a następnie stopniowo wzrasta i wynosi 270° na wysokości 120 km, 800° na 220 km, 1500° na wysokości 300 km , I
na granicy z przestrzenią kosmiczną – ponad 3000°. Należy zauważyć, że ze względu na duże rozrzedzenie i małą gęstość gazów na tych wysokościach, ich pojemność cieplna i zdolność do ogrzewania zimniejszych ciał jest bardzo niewielka. W tych warunkach przenoszenie ciepła z jednego ciała na drugie następuje wyłącznie poprzez promieniowanie. Wszystkie rozważane zmiany temperatury w atmosferze są związane z pochłanianiem energii cieplnej ze Słońca przez masy powietrza – bezpośredniej i odbitej.
W dolnej części atmosfery w pobliżu powierzchni Ziemi rozkład temperatur zależy od dopływu promieniowania słonecznego i dlatego ma charakter głównie równoleżnikowy, czyli linie jednakowej temperatury – izotermy – są równoległe do szerokości geograficznych. Ponieważ atmosfera w niższych warstwach jest podgrzewana przez powierzchnię ziemi, na poziomą zmianę temperatury duży wpływ ma rozmieszczenie kontynentów i oceanów, których właściwości termiczne są różne. Zazwyczaj podręczniki podają temperaturę mierzoną podczas sieciowych obserwacji meteorologicznych za pomocą termometru zainstalowanego na wysokości 2 m nad powierzchnią gleby. Najwyższe temperatury (do 58°C) obserwuje się na pustyniach Iranu, w ZSRR – na południu Turkmenistanu (do 50°), najniższe (do -87°) na Antarktydzie oraz na ZSRR - w rejonie Wierchojańska i Ojmiakona (do -68° ). Zimą pionowy gradient temperatury w niektórych przypadkach zamiast 0,6° może przekroczyć 1° na 100 m lub nawet przyjąć wartość ujemną. W ciągu dnia w ciepłej porze roku może wynosić wiele dziesiątek stopni na 100 m. Występuje również poziomy gradient temperatury, który zwykle odnosi się do odległości 100 km normalnej do izotermy. Wielkość poziomego gradientu temperatury wynosi dziesiąte części stopnia na 100 km, a w strefach czołowych może przekraczać 10° na 100 m.
Organizm ludzki jest w stanie utrzymać homeostazę termiczną (patrz) w dość wąskim zakresie wahań temperatury powietrza zewnętrznego - od 15 do 45°. Znaczące różnice temperatur atmosfery w pobliżu Ziemi i na wysokościach wymagają stosowania specjalnych technicznych środków ochronnych, aby zapewnić równowagę termiczną pomiędzy ciałem człowieka a środowiskiem zewnętrznym podczas lotów wysokogórskich i kosmicznych.
Charakterystyczne zmiany parametrów atmosfery (temperatura, ciśnienie, skład chemiczny, stan elektryczny) umożliwiają warunkowy podział atmosfery na strefy lub warstwy. Troposfera- najbliższa Ziemi warstwa, której górna granica rozciąga się do 17-18 km na równiku, do 7-8 km na biegunach i do 12-16 km na średnich szerokościach geograficznych. Troposferę charakteryzuje wykładniczy spadek ciśnienia, obecność stałego pionowego gradientu temperatury, poziome i pionowe ruchy mas powietrza oraz znaczne zmiany wilgotności powietrza. Troposfera obejmuje większość atmosfery, a także znaczną część biosfery; Powstają tu wszystkie główne rodzaje chmur, tworzą się masy powietrza i fronty, rozwijają się cyklony i antycyklony. W troposferze, w wyniku odbicia promieni słonecznych przez pokrywę śnieżną Ziemi i ochłodzenia powierzchniowych warstw powietrza, dochodzi do tzw. inwersji, czyli wzrostu temperatury w atmosferze od dołu do góry zamiast zwykły spadek.
W ciepłej porze roku w troposferze dochodzi do ciągłego turbulentnego (nieuporządkowanego, chaotycznego) mieszania się mas powietrza i wymiany ciepła przez prądy powietrzne (konwekcja). Konwekcja niszczy mgły i redukuje pył w niższych warstwach atmosfery.
Druga warstwa atmosfery to stratosfera.
Rozpoczyna się w troposferze w wąskiej strefie (1-3 km) o stałej temperaturze (tropopauza) i rozciąga się na wysokość około 80 km. Cechą stratosfery jest postępująca rozrzedzenie powietrza, niezwykle wysokie natężenie promieniowania ultrafioletowego, brak pary wodnej, obecność dużych ilości ozonu i stopniowy wzrost temperatury. Wysoka zawartość ozonu powoduje szereg zjawisk optycznych (miraże), powoduje odbicia dźwięków oraz ma istotny wpływ na natężenie i skład widmowy promieniowania elektromagnetycznego. W stratosferze powietrze stale się miesza, dlatego jego skład jest podobny do składu troposfery, chociaż jego gęstość w górnych granicach stratosfery jest wyjątkowo niska. W stratosferze dominują wiatry zachodnie, a w górnej strefie następuje przejście na wiatry wschodnie.
Trzecia warstwa atmosfery to jonosfera, który zaczyna się w stratosferze i rozciąga się na wysokość 600-800 km.
Charakterystycznymi cechami jonosfery są ekstremalne rozrzedzenie środowiska gazowego, wysokie stężenie jonów molekularnych i atomowych oraz wolnych elektronów, a także wysoka temperatura. Jonosfera wpływa na propagację fal radiowych, powodując ich załamanie, odbicie i absorpcję.
Głównym źródłem jonizacji w wysokich warstwach atmosfery jest promieniowanie ultrafioletowe Słońca. W tym przypadku elektrony są wybijane z atomów gazu, atomy zamieniają się w jony dodatnie, a wybijane elektrony pozostają wolne lub są wychwytywane przez cząsteczki obojętne, tworząc jony ujemne. Na jonizację jonosfery wpływają meteoryty, promieniowanie korpuskularne, rentgenowskie i gamma Słońca, a także procesy sejsmiczne na Ziemi (trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, potężne eksplozje), które generują fale akustyczne w jonosferze, zwiększając amplitudę i prędkość oscylacji cząstek atmosferycznych oraz sprzyjanie jonizacji cząsteczek i atomów gazu (patrz Aerojonizacja).
Przewodność elektryczna w jonosferze, związana z dużą koncentracją jonów i elektronów, jest bardzo wysoka. Zwiększona przewodność elektryczna jonosfery odgrywa ważną rolę w odbijaniu fal radiowych i występowaniu zorzy polarnej.
Jonosfera to obszar lotów sztucznych satelitów Ziemi i międzykontynentalnych rakiet balistycznych. Obecnie medycyna kosmiczna bada możliwy wpływ warunków lotu w tej części atmosfery na organizm człowieka.
Czwarta, zewnętrzna warstwa atmosfery - egzosfera. Stąd gazy atmosferyczne są rozpraszane w przestrzeń w wyniku rozproszenia (pokonywania sił grawitacji przez cząsteczki). Następnie następuje stopniowe przejście z atmosfery do przestrzeni międzyplanetarnej. Egzosfera różni się od tej ostatniej obecnością dużej liczby wolnych elektronów, tworząc 2. i 3. pas radiacyjny Ziemi.
Podział atmosfery na 4 warstwy jest bardzo dowolny. Zatem zgodnie z parametrami elektrycznymi cała grubość atmosfery jest podzielona na 2 warstwy: neutronosferę, w której dominują cząstki obojętne, oraz jonosferę. Na podstawie temperatury rozróżnia się troposferę, stratosferę, mezosferę i termosferę, oddzielone odpowiednio tropopauzą, stratosferą i mezopauzą. Warstwa atmosfery położona na głębokości od 15 do 70 km i charakteryzująca się dużą zawartością ozonu nazywana jest ozonosferą.
Ze względów praktycznych wygodnie jest stosować międzynarodową atmosferę wzorcową (MCA), dla której akceptowane są następujące warunki: ciśnienie na poziomie morza w temperaturze t° 15° wynosi 1013 mbar (1,013 x 10 5 nm 2 lub 760 mm Hg); temperatura spada o 6,5° na 1 km do poziomu 11 km (warunkowa stratosfera), a następnie pozostaje stała. W ZSRR przyjęto standardową atmosferę GOST 4401 - 64 (tabela 3).
Opad atmosferyczny. Ponieważ większość atmosferycznej pary wodnej koncentruje się w troposferze, procesy przemian fazowych wody powodujące opady atmosferyczne zachodzą głównie w troposferze. Chmury troposferyczne zajmują zwykle około 50% powierzchni całej Ziemi, natomiast chmury w stratosferze (na wysokościach 20-30 km) i w pobliżu mezopauzy, zwane odpowiednio perłowymi i noctilucentnymi, obserwuje się stosunkowo rzadko. W wyniku kondensacji pary wodnej w troposferze powstają chmury i powstają opady atmosferyczne.
Ze względu na charakter opadów dzieli się je na 3 rodzaje: ciężkie, ulewne i mżawe. Ilość opadów zależy od grubości warstwy opadłej wody w milimetrach; Pomiar opadów odbywa się za pomocą deszczomierzy i mierników opadów. Intensywność opadów wyrażana jest w milimetrach na minutę.
Rozkład opadów w poszczególnych porach roku i dniach oraz na całym terytorium jest niezwykle nierównomierny, co wynika z cyrkulacji atmosferycznej i wpływu powierzchni Ziemi. Tak więc na Wyspach Hawajskich spada średnio 12 000 mm rocznie, a w najsuchszych obszarach Peru i Sahary opady nie przekraczają 250 mm, a czasem nie spadają przez kilka lat. W rocznej dynamice opadów wyróżnia się typy: równikowe – z maksymalnymi opadami po równonocy wiosennej i jesiennej; tropikalny - z maksymalnymi opadami latem; monsun - z bardzo wyraźnym szczytem latem i suchą zimą; subtropikalny - z maksymalnymi opadami zimą i suchym latem; umiarkowane szerokości geograficzne kontynentalne - z maksymalnymi opadami w lecie; umiarkowane szerokości geograficzne morskie - z maksymalnymi opadami w zimie.
Cały kompleks atmosferyczno-fizyczny czynników klimatycznych i meteorologicznych składających się na pogodę jest szeroko stosowany w celu promowania zdrowia, hartowania i do celów leczniczych (patrz Klimatoterapia). Oprócz tego ustalono, że ostre wahania tych czynników atmosferycznych mogą negatywnie wpływać na procesy fizjologiczne w organizmie, powodując rozwój różnych stanów patologicznych i zaostrzenie chorób zwanych reakcjami meteotropowymi (patrz klimatopatologia). Szczególne znaczenie w tym względzie mają częste, długotrwałe zaburzenia atmosferyczne i ostre, nagłe wahania czynników meteorologicznych.
Reakcje meteotropowe częściej obserwuje się u osób cierpiących na choroby układu sercowo-naczyniowego, zapalenie wielostawowe, astmę oskrzelową, wrzody trawienne i choroby skóry.
Bibliografia: Belinsky V. A. i Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Biosfera i jej zasoby, wyd. VA Kovdy, M., 1971; Danilov A.D. Chemia jonosfery, Leningrad, 1967; Kolobkov N.V. Atmosfera i jej życie, M., 1968; Kalitin N.H. Podstawy fizyki atmosfery w zastosowaniu do medycyny, Leningrad, 1935; Matveev L. T. Podstawy meteorologii ogólnej, Fizyka atmosfery, Leningrad, 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Jonizacja powietrza i jej znaczenie higieniczne, M., 1963, bibliogr.; aka, Metody badań higienicznych, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P.N. Kurs meteorologii, L., 1962; Umansky S.P. Człowiek w kosmosie, M., 1970; Khvostikov I. A. Wysokie warstwy atmosfery, Leningrad, 1964; X r g i a n A. X. Fizyka atmosfery, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorologia i klimatologia dla wydziałów geograficznych, Leningrad, 1968.
Wpływ wysokiego i niskiego ciśnienia krwi na organizm- Armstrong G. Medycyna lotnicza, tłum. z języka angielskiego, M., 1954, bibliogr.; Zaltsman G.L. Fizjologiczne podstawy przebywania człowieka w warunkach wysokiego ciśnienia gazów środowiskowych, L., 1961, bibliogr.; Iwanow D.I. i Khromushkin A.I. Systemy podtrzymywania życia ludzkiego podczas lotów na dużych wysokościach i lotów kosmicznych, M., 1968, bibliogr.; Isakov P.K. i wsp. Teoria i praktyka medycyny lotniczej, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. i Chernyakov I. N. Tlen tkankowy w warunkach ekstremalnych czynników lotu, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Medycyna podwodna, przeł. z języka angielskiego, M., 1971, bibliogr.; Busby DE Kosmiczna medycyna kliniczna, Dordrecht, 1968.
I. N. Chernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.
Ciśnienie atmosferyczne odnosi się do ciśnienia grubości powietrza atmosferycznego na powierzchni Ziemi i obiektów na niej znajdujących się. Stopień ciśnienia odpowiada masie powietrza atmosferycznego o podstawie o określonej powierzchni i konfiguracji.
Główną jednostką miary ciśnienia atmosferycznego w układzie SI jest paskal (Pa). Oprócz paskali stosowane są również inne jednostki miary:
- Bar (1 Ba=100000 Pa);
- milimetr słupa rtęci (1 mm Hg = 133,3 Pa);
- kilogram siły na centymetr kwadratowy (1 kgf/cm 2 = 98066 Pa);
- atmosfera techniczna (1 przy = 98066 Pa).
Powyższe jednostki służą celom technicznym, z wyjątkiem milimetrów słupa rtęci, który służy do prognoz pogody.
Głównym przyrządem do pomiaru ciśnienia atmosferycznego jest barometr. Urządzenia dzielą się na dwa typy - płynne i mechaniczne. Konstrukcja pierwszego opiera się na kolbach wypełnionych rtęcią i zanurzonych otwartym końcem w naczyniu z wodą. Woda w naczyniu przenosi ciśnienie słupa powietrza atmosferycznego na rtęć. Jego wysokość służy jako wskaźnik ciśnienia.
Barometry mechaniczne są bardziej kompaktowe. Zasada ich działania polega na odkształceniu metalowej płyty pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Odkształcająca się płytka naciska na sprężynę, która z kolei wprawia w ruch strzałkę urządzenia.
Wpływ ciśnienia atmosferycznego na pogodę
Ciśnienie atmosferyczne i jego wpływ na warunki pogodowe różnią się w zależności od miejsca i czasu. Różni się w zależności od wysokości nad poziomem morza. Ponadto zachodzą dynamiczne zmiany związane z przemieszczaniem się obszarów wysokiego ciśnienia (antycyklony) i niskiego ciśnienia (cyklony).
Zmiany pogody związane z ciśnieniem atmosferycznym zachodzą w wyniku przemieszczania się mas powietrza pomiędzy obszarami o różnym ciśnieniu. Ruch mas powietrza jest tworzony przez wiatr, którego prędkość zależy od różnicy ciśnień w lokalnych obszarach, ich skali i odległości od siebie. Ponadto ruchy mas powietrza prowadzą do zmian temperatury.
Standardowe ciśnienie atmosferyczne wynosi 101325 Pa, 760 mmHg. Sztuka. lub 1,01325 bara. Jednak dana osoba może z łatwością tolerować szeroki zakres nacisków. Na przykład w mieście Meksyk, stolicy Meksyku liczącej prawie 9 milionów mieszkańców, średnie ciśnienie atmosferyczne wynosi 570 mm Hg. Sztuka.
W ten sposób wartość ciśnienia standardowego jest określana dokładnie. A wygodne ciśnienie ma znaczny zasięg. Wartość ta jest dość indywidualna i całkowicie zależy od warunków, w jakich dana osoba się urodziła i żyła. Zatem nagłe przemieszczanie się z obszaru o stosunkowo wysokim ciśnieniu do obszaru o niższym ciśnieniu może mieć wpływ na funkcjonowanie układu krążenia. Jednak przy długotrwałej aklimatyzacji negatywny wpływ znika.
Wysokie i niskie ciśnienie atmosferyczne
Na obszarach wysokiego ciśnienia pogoda jest spokojna, niebo jest bezchmurne, a wiatr umiarkowany. Wysokie ciśnienie atmosferyczne latem prowadzi do upałów i suszy. Na obszarach niskiego ciśnienia pogoda jest przeważnie pochmurna, z wiatrem i opadami atmosferycznymi. Dzięki takim strefom latem występuje chłodna, pochmurna pogoda z deszczem, a zimą - opady śniegu. Wysoka różnica ciśnień na obu obszarach jest jednym z czynników prowadzących do powstawania huraganów i wiatrów sztormowych.
- „Kroniki Bursztynu”. Książki w porządku. Opinie. Roger Zelazny „Kroniki Amberu” Roger Zelazny „Dziewięciu książąt bursztynu” kontynuował
- Grzyb ryżowy: korzyści i szkody
- Energia ludzka: jak poznać swój potencjał energetyczny Ludzka energia życiowa według daty urodzenia
- Znaki zodiaku według żywiołów - Horoskop