Основные климатообразующие факторы и их влияние на реактивность организма

Климат Республики Беларусь – умерено континентальный, определяемый положением страны между областями с морским и континентальным климатом умеренных широт. Основные климатообразующие факторы (радиационный режим, циркуляция атмосферы и влияние подстилающей поверхности на климат) благоприятны для оздоровления и рекреации [6, 7, 12, 16].

Учитывая многофакторность и разнонаправленность биотропного влияния климата на организм человека, медико-климатические ресурсы должны оцениваются с использованием системного подхода, при котором во внимание принимается как воздействие отдельных метеофакторов, так и их сочетание, определяющих погодные условия.

На основании характеристик климатообразующих параметров (13 модулей) и их категорий (I-недостаточная, II-пониженная, III-оптимальная, IV-повышенная) выделить три типа метеоклиматических условий: щадящие, тренирующие и раздражающие, соответственно вызывающие умеренную, выраженную и повышенную нагрузку на адаптационные механизмы организма человека [14].

Остановимся на медико-климатической характеристике основных биоклиматических модулей.

1. Обеспеченность солнечной радиацией характеризует радиационный режим, определяющий количество тепла и света, получаемых данным районом, их биологическую активность, определяемую высотой азимута солнца, облачностью, прозрачностью атмосферы, т.е. прямой и рассеянной радиацией, зависящей от облачности. Суммарная радиация довольно в республике равномерно распределяется по территории республики и в различные годы существенно варьирует.

Большое значение имеет световой режим, оцениваемый длительностью солнечного сияния (отношением наблюдавшегося солнечного сияния к оптимально возможному сиянию), а также числом дней без солнца. Солнечное сияние за год составляет 1750–1870 часов. Число дней без солнца за год изменяется от 110 дней на севере до 95 дней на юге.

2. Обеспеченность ультрафиолетовой радиацией. Ультрафиолетовую (УФ) радиацию солнца по биологическому действию и условиям прохождения через земную атмосферу принято делят на три области: область А: 315£l<400 нм; область В: 280£l<315 нм; область С: 100£l<280 нм. [1, 3, 6]. Ультрафиолетовая радиация области С (наиболее несущая энергию) смертельно опасна для организма, поглощается озоновым слоем атмосферы. Область В (3-4 %), отличающаяся высоким биологическим действием определяет благоприятное и отрицательное действие УФ. Умеренные дозы активизируют обменные процессы, повышают устойчивость организма к заболеваниям, общий тонус. Недостаток УФ приводит к развитию авитаминоза и рахита, а избыток вызывает поражение кожи вплоть до раковых заболеваний. С УФ радиацией областей А и В связаны пигментация кожной поверхности и образование загара (пигментообразующим является участок спектра с l<440 нм).

В целом можно сделать вывод, что обеспеченность УФ радиацией оптимальная, территория республики расположена в зоне ультрафиолетового комфорта с умеренно солнечным летом, облачной зимой с умеренным дефицитом на севере и некоторым избытком на юге.

3. Продолжительность безморозного периода - модуль, относящийся к термическому режиму, составляет для Республики Беларусь 130–170 дней (II категория). По термическому режиму продолжительность благоприятных периодов рекреации в республике равно числу дней со среднесуточными температурами выше +15 ºС для лета (от 70 дней на севере до 110 дней на юге)и -5 ºС для зимы (от 110–120 дней на западе республики до 170 дней на востоке).

Рекреация организма связана с тепловым комфортом (теплоощущением), достигаемым при балансе температуры внешней среды и теплообмена организма (теплопродукции и теплоотдачи, включающей инфракрасное излучение, конвекцию, кондукцию, испарение) при воздействии на организм других факторов внешней среды. Поэтому для оценки состояния теплового комфорта в зимнем периоде используется метод приведенных температур (сочетание температуры воздуха и скорости ветра, выраженные в виде их эквивалентного параметра при штиле). При средних температурах воздуха в 13 часов -4 … -7ºС и скорости ветра 4–5 м/с приведенные температуры равняются -19…-26ºС. В течение года характерны зимние оттепели, поздние весенние и ранние осенние заморозки, возвраты тепла («бабье лето») и т.п.

Тепловой комфорт возможен только в состоянии покоя при скорости ветра 3 м/с. При проведении аэротерапии следует учитывать двигательную активность, температуру воздуха, почвы, повышающие тепловую нагрузку на организм [Гигиенические требования к объектам рекреации, 1981].

4. Обеспеченность теплом. В летнем периоде для характеристики теплоощущений человека на затененном участке используется эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ - сочетание одновременно наблюдаемых температуры, влажности воздуха и скорости ветра, выраженное одним условным значением температуры, создающим то же теплоощущение при полностью насыщенном и неподвижном воздухе). C учетом градации повторяемости ЭЭТ, равной 17–22 º территория Республики Беларусь делится на три района: cевер – субкомфортный район с пониженной обеспеченностью теплом и прохладными условиями, крайний юг – комфортный район с оптимальной обеспеченностью теплом и центральная часть республики.

5. Степень формирования духоты. Повторяемость в % душных погод за теплый период. Условия духоты характеризуют комплексное влияние температуры и влажности. Душные погоды сочетают повышенный температурный режим воздуха и высокое влагосодержание, увеличивая тепловую нагрузку. Территория Республики Беларусь входит в зону средней повторяемости душных погод, пространственное распределение которых очень пестрое. Наиболее комфортные условия соответствуют сочетанию температуры в пределах 18–22 ºС и относительной влажности 35–65 %. Повторяемость таких сочетаний в летние месяцы в дневное время колеблется по республике в пределах 20–30 % (80–120 часов), с тенденцией увеличения к северу и западу. Духота в республике отмечается с мая по сентябрь, но в крайние месяцы теплого периода она незначительна.

6. Продолжительность купального сезона. Число дней с температурой воды >17˚, волнение < 3 баллов.

7. Суровость погоды зимнего периода. Повторяемость в % суровости погоды более 2-х баллов за холодный период. Господство влажных и теплых воздушных масс с Атлантики, холодных континентальных, приходящих с Азиатского материка, определяет неустойчивый характер белорусской зимы (наличие оттепелей и морозных периодов).

8. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова в днях.

Продолжительность периода залегания устойчивого снежного покрова, которая составляет в республике от 75–100 дней на юге, западе и в центральных районах до 101–131 дня на севере и востоке определяет возможность использования зимних видов рекреации и климатолечения. Медико-климатическая оценка этого параметра включает четыре категории: недостаточная, умеренная, оптимальная и повышенная.

9. Интенсивность циклонической циркуляции в днях за год.

Циркуляционный режим республики относится ко II категории, для которого типична значительная интенсивность циклонической циркуляции (более 200 дней в году), формирующей климат и определяющей режим контрастной изменчивости погоды, обусловленный воздушными массами Атлантики, что вызывает потепление зимой, а летом - прохладную погоду.

Весной в связи с выравниванием температуры суши и водной поверхности океанов уменьшается циклоническая деятельность, облачность и относительная влажность воздуха.

В летний период уменьшается циклоническая деятельность, преобладает малооблачная погода. Изредка при грозах возможен град, вероятность туманов резко уменьшается, доминируют западные и северо-западные ветры, самый ясный сезон.

Для осени типичны и возвраты тепла, усиление циклоничности, увеличение облачности, нарастающие к и зиме.

10. Изменчивость погодного режима. Повторяемость в % контрастных смен погоды за год.

По погодному режиму климат Республики Беларусь отнесен к относительно благоприятному.

В классификации погод Е.Е.Федорова и Л.А.Чубукова, используемой в биоклиматологии, класс погоды суток определяется комплексом, включающим среднюю суточную и экстремальные температуры, относительную влажность, скорость ветра, облачность, осадки. Всего выделено 16 классов погод, относящихся к трем основным группам: безморозные, погоды с переходом в течение суток температуры через 0 ºС, морозные погоды. Погоды I класса солнечные, очень жаркие и сухие в Беларуси не наблюдаются. Погоды II класса солнечные (облачность не более 6 баллов не закрывающая солнце), жаркие и сухие (влажность не более 50 %, средняя суточная температура выше 18 ºС), наблюдается в среднем от одного (в апреле) до трех (в июне) дней в месяце. Погоды III (солнечная, малооблачная, умеренно влажная и влажная погода, без осадков) и IV (облачная днем и малооблачная ночью, возможны осадки классов) наблюдаются более 50 дней в году. Погоды V класса (с возможными осадками, малооблачные днем и облачные ночью с повторяемость примерно 25 дней в году). Достаточно часто наблюдаются безморозные погоды VI и VII классов (35 и 45 дней, соответственно), это пасмурные погоды и днем и ночью, но VI класса – без осадков, а VII – с осадками. Безморозные погоды XVI класса очень жаркие. В летний период в Беларуси отмечаются все безморозные классы погод кроме I класса. Погоды II и III класса чаще образуются при антициклоническом типе циркуляции. С этими погодами связано наиболее комфортное теплоощущение. По своему климатотерапевтическому эффекту к ним близки погоды V класса. Солнечность погод II, III и V классов обеспечивает яркость зрительных впечатлений и благотворное психотерапевтическое влияние эстетических качеств местности. Погоды IV класса с облачным днем (типичны для летнего режима погоды в республике) относительно благоприятны для климатолечения, разделяясь на погоды, возникающие в период трансформации воздушных масс и на фронтальные погоды, которые оказывают отрицательное действие на организм человека и относятся к неблагоприятным погодам. К неблагоприятным погодам летнего периодам с повторяемостью от 10 до 30 % в отдельных районах относятся пасмурные и дождливые погоды VI и VII классов, при которых уменьшается приток солнечной радиации, понижается освещенность, наблюдается повышенная изменчивость метеоэлементов, вызывающая гнетущее настроение, часто обострение хронических заболеваний, что характерно для осенних месяцев (повторяемость достигает 40–60 %). В зимний период в Республике Беларусь преобладают слабоморозные, умеренно-морозные и значительно морозные погоды X, XI и XII классов, которые благоприятны для климатолечения. Неблагоприятные погоды зимнего периода – это фронтальные погоды, связанные с теплыми вторжениями VIII класса и редкие сильно морозные погоды XIII класса; вероятность неблагоприятных погод составляет 15–30 %. По оценке погодных комплексов в различных районах территории наиболее благоприятными условиями отличаются юго-восточные и восточные области за счет повышения континентальности и увеличения числа солнечных дней. К северу и западу климатические условия несколько ухудшаются за счет местных особенностей подстилающей поверхности.

Оценка степени благоприятности типов погод для проведения занятий летнего отдыха и туризма проанализированы Н.А.Даниловой, 1980.

Встречающиеся в различных пунктах погоды делятся на комфортные, прохладные субкомфортные, жаркие субкомфортные, холодные дискомфортные, жаркие дискомфортные. Отметим, что эта оценка при оздоровлении и рекреации разработана для молодых (18–40 лет) здоровых людей.

11. Изменчивость метеорологических элементов. Прохождение активных циклонов и атмосферных фронтов приводит к резким изменениям атмосферного давления, температуры, влажности, содержания кислорода в воздухе, направления и скорости ветра, неблагоприятно влияющих на здоровье человека. Температуры воздуха и повторяемость в % междусуточной изменчивости более 6˚ за год. Междусуточная изменчивость температуры определяется, с одной стороны, годовым ходом температуры, а с другой – циркуляционными процессами. Среднегодовая изменчивость температуры в Республике Беларусь небольшая (менее 11 º), как и отклонение средней суточной температуры от нормы невелико, характерна слабая междусуточная изменчивость температуры (1,5–3,0 ºС). Однако, в отдельных случаях междусуточная изменчивость может достигать значительных величин, летом до 8 – 10º (при потеплениях) и зимой 12–14º и более (при холодных вторжениях воздушных масс). Большие межсуточные изменения температуры воздуха (на 6 ºС и выше) создают дискомфортные условия для человека, вызывая отрицательные ощущения у человека.

Лето теплое в Республике Беларусь теплое и достаточно солнечное. Осень начинается с понижения суточной температуры в последней декаде сентября – начале октября. Происходит резкое падение величины радиационного баланса. Для осени типичны и возвраты тепла.

Весна характеризуется быстрым нарастанием температуры воздуха, как результат, количество приходящей радиации. Весна – сезон наибольших температурных контрастов

Атмосферное давление. Повторяемость в % междусуточной изменчивости ≥5 мб за год. Междусуточная изменчивость давления воздуха большая часть Республики Беларусь по годовым значениям характеризуется плавностью и относится к III категории (умеренная изменчивость) кроме северных районов, характеризующихся значительной изменчивостью (II категория), зависящей от сезона. Зимой она выражена, весной и осенью - умеренно выражена, а летом - слабая (IV категория).

Содержание кислорода в атмосферном воздухе. Повторяемость в % междусуточной изменчивости ≥5г/м³ за год. Республика Беларусь по среднегодовым значениям междусуточной изменчивости парциальной плотности кислорода, обусловленной в основном атмосферной циркуляцией, относится к областям со слабой степенью изменчивости этого параметра (степень метеопатичности этого параметра оценивается как умеренная - III-я категория).

12. Степень ветровой нагрузки (режим ветра). Повторяемость в % за год скорости ветра ≤ 3м/сек. Режим ветра определяет степень ветровой нагрузки. Слабые ветры 2–5 м/с с их повторяемостью 60–75 % наиболее характерны для Республики Беларусь в течение всего времени года; умеренные ветры (6–9 м/с) отмечаются в 6–25 % времени года. На долю сильных ветров со скоростью 10 м/с и более в последнее 25-летие приходятся в основном десятые доли процента при этом в основном в холодный период года.

13. Режим влажности. Повторяемость в % за год относительной влажности ≤ 30%. Режим влажности оказывает большое влияние на самочувствие человека. По влажности оценка комфортности территории проводится по двум показателям: повторяемости относительной влажности воздуха ≤30 % (показателя сухости воздуха) и значений относительной влажности ≥80 % (показателя дискомфорта).

Высокая относительная влажность свыше 80 % – явление, типичное для Беларуси. Максимальные значения относительной влажности наблюдается в ноябре–декабре и составляют 87–90 %. От января к февралю она несколько уменьшается, достигая минимума в мае (65–70 %) медленно увеличиваясь летом.

Делая выводы можно отметить, что «щадящий» тип метеоусловий формируется 3-й категорией медико-климатических ресурсов, за исключением 5, 9, 10 и 11 модулей, для которых оптимальными являются условия IV категории; «тренирующий» тип - обычно относится ко II категории, кроме 5, 9, 10 и 11 модулей (III-я категория); к «раздражающему» типу - в основном I категория большей части модулей (исключение - 1, 12 и 13 модули, IV категория и 5, 9, 10 и 11 модули, II категория). Разделение медико-климатических условий создает возможность научного отбора территорий для санаторно-курортного освоения, оздоровления и рекреации.

Необходимо также отметить влияние подстилающей поверхности (одного из основных климатообразующих факторов) определяется различными микроклиматическими условиями отдельных районов (преобладанием атлантических масс воздуха, наличием возвышенностей, низин, озер и болот), т.е. пестротой в распределения температуры и влажности (свыше 80 %), ветрового и осадочного режимов, значительной развитостью облачности.