Оценка биоклиматического потенциала в условиях меняющегося климата



Скачать 233.96 Kb.
страница1/4
Дата26.04.2018
Размер233.96 Kb.
Название файлаОценка биоклиматического потенциала ПФО в условиях меняющегося климата.docx
  1   2   3   4

Оценка биоклиматического потенциала в условиях меняющегося климата
Введение
В последние годы в России и за рубежом много внимания уделяется изучению современных изменений климата и погодных условий способных оказать влияние на жизнедеятельность и здоровье человека наряду с такими традиционными факторами риска индустриальной эпохи, как загрязнение атмосферного воздуха и питьевой воды, курение, наркомания и др. [34]. При этом погода и климат оказывают как прямое воздействие на здоровье человека через заболевания, связанные с экстремальными температурами, опасными и катастрофическими явлениями погоды, загрязнением воздуха, так и косвенное.

На практике для оценки степени комфортности условий погоды вычисляются многочисленные биометеорологические индексы, а для оценки реакции организма человека на внешние воздействия используют медицинскую статистику вызовов скорой помощи, заболеваемости и смертности населения. В ряде работ выполнены исследования на эту тему для различных регионов России [20, 32, 33]. Авторы [32–34, 38] пришли к выводу, что будущие воздействия изменений климата на здоровье человека будут преимущественно отрицательными. Они будут особенно тяжелыми в странах с низким доходом, где способность к адаптации наиболее слаба. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), климатические изменения в настоящее время являются причиной примерно 150 тыс. преждевременных смертей в мире (0,3% общего числа смертей) и 55·106 человеко-лет нетрудоспособности в год (0,4% общей нетрудоспособности). Об актуальности проблемы свидетельствует и тот факт, что в Климатической доктрине Российской федерации в интересах устойчивого развития страны рассмотрен комплекс вопросов, связанных с адаптацией населения и экономики к происходящим и будущим изменениям климата.

Нами предпринято комплексное исследование на территории ПФО, включающее в себя оценку состояния биоклимата, его влияния на здоровье человека, оценку степени комфортности среды, выявление негативных тенденций с использованием срочных метеорологических наблюдений на 19 станциях в период 1966-2010гг.
Обзор литературы
Проблемы воздействия окружающей среды на человека рассматриваются в работах [9, 41, 42, 47, 48], в которых находится связь между показателями состояния окружающей среды (ОС) с одной стороны, и здоровья человека, с другой. Безусловно, в связи со сложным характером протекающих процессов, многофакторностью воздействия трудно находить прямые причинно-следственные связи между состоянием ОС и здоровьем человека. Тем более что одни воздействия имеют прямой характер, а другие косвенный. И по своему характеру они могут быть сильными и слабыми, быстрыми и медленными [41].

Одними из важнейших «метеопатопусковых факторов», вызывающих патологические метеотропные реакции являются межсуточные перепады температуры, давления, влажности воздуха, скорости ветра, показатели плотности кислорода, атмосферного электричества и геомагнитной активности [17]. При этом оптимальные (комфортные) для человека условия возникают, если среднесуточная температура воздуха составляет 18°С, относительная влажность 50%, отсутствуют облака, ветер и межсуточные перепады температуры воздуха и атмосферного давления.

К экстремальным же климатическим событиям относятся увеличение количества жарких дней и тепловых волн, интенсивные осадки, увеличение риска засух, увеличение повторяемости сильных ветров и тропических циклонов [9]. Все это происходит на фоне современных глобальных и региональных изменений климата, отраженных в работах [10, 29, 46].

Повышение глобальной температуры Земного шара, Северного и Южного полушарий, относительно уровня 1891–1900 гг. достигло к 2015 г. соответственно 1,08, 1,30 и 0,87ºС, причем отметка «1ºС» глобальной температурой перекрыта впервые [7]. При этом наибольшая скорость потепления наблюдается в умеренных широтах и в Арктике. На рис. 4.7 представлен временной ход средней годовой температуры, осредненной по Северному и Южному полушариям, в период 1850–2015 гг. Этот рисунок построен авторами [24] по данным университета Восточной Англии и центра Хедли, согласно которому с 1970-х годов началась активная фаза потепления климата Земли.

Помимо этого за период 1901-2010 гг. произошло повышение среднего глобального уровня моря на 0,19 м, скорость повышения температуры океана в его верхнем слое достигла 0,11ºС/10 лет, наблюдается сокращение ледникового и снежного покрова и др. Согласно версии [46] , причиной современного глобального потепления является беспрецедентный рост концентрации парниковых газов и происходящие изменения в землепользовании. По прогностическим сценариям, выполненным с помощью климатических моделей, потепление продолжится и в 21 столетии. И что особенно важно подчеркнуть, неустойчивость климатической системы способствует росту повторяемости экстремальных событий, стихийных бедствий, наносящих значительный ущерб населению и экономике.
e:\fig2_1.jpg

Рис. 4.7. Многолетний ход аномалий температуры воздуха Северного и Южного полушарий. Исходные ряды и низкочастотные компоненты с периодом более 20 лет


В оценочном докладе Росгидромета [10] рассматриваются последствия произошедших недавно изменений климата (потепления) на территории России. В частности, обращено внимание на увеличение повторяемости (частоты) и силы волн жары – продолжительных периодов (в пределах сезона) с экстремально высокой температурой. В работах [33, 38] показано, что устойчивая продолжительная жаркая погода вызывает увеличение числа смертей и заболеваний системы кровообращения (инфаркт), цереброваскулярных заболеваний (инсульт), заболеваний органов дыхания и эндокринной системы (диабет) и др. В качестве примеров, рассматриваются последствия волн жары в Москве в 2001 и 2003 гг. и особенно катастрофические последствия жары лета 2010 г. на территории Европейской части России, возникшей из-за блокирующего антициклона, просуществовавшего 55 дней с июня до середины августа, что обусловило сухую и очень жаркую погоду. В течение всего июля днем температура воздуха поднималась выше 30°С, достигая, в частности, в Казани 39,6°С, что является верхним пределом в ее колебаниях для данной местности. Жара резко ослабела лишь с прохождением циклона с запада в конце второй декады августа [2].

В результате, волна жары, продолжавшаяся в первой половине августа, привела к наиболее значительному повышению смертности, более чем в 1,5 раза по сравнению с августом 2009 г. на территории ряда областей и республик, расположенных в Европейской части России. При этом основной причиной дополнительной смертности населения стала болезнь органов кровообращения (34,5 тыс. из 54 тыс. случаев) [10, 32]. Согласно медицинским исследованиям [40], на фоне повышенного потоотделения при неадекватном пополнении водного баланса возникают обезвоживание, нарушение микроциркуляции, гемоконцентрации, провоцирующие тромбообразование с развитием, в первую очередь, инсультов. Это подтверждают данные о структуре смертности населения во время волн жары. Вероятно, дегидратация может усилить дисциркуляторную энцефалопатию. Волна жары в Поволжье вновь повторилась в июле-августе 2016г. в условиях долгоживущего блокирующего антициклона.

Согласно перспективным оценкам, изменение климата в XXI столетии будет оказывать воздействие на человека, главным образом усугубляя существующие проблемы здоровья [46].
В зарубежной научной литературе также отмечаются случаи возрастания смертности, особенно у пожилых людей в сильную жару. При этом с будущим изменением климата будет сильно возрастать частота волн тепла [46]. Например, в Великобритании жаркое лето 1976 г. было чрезвычайно редким событием (такое случалось примерно один раз в 310 лет), однако в текущие полвека (до 2050 г.) такое событие будет иметь место каждые 5–6 лет [48]. В Чикаго в 1995 г. волна тепла вызвала более 500 случаев смерти от жары [54]. Известны также события августа 2003г. в Западной Европе, когда волна жары повлекла за собой свыше 70 тысяч дополнительных случаев смерти [43]. Все это подтверждает вывод [46] о том, что изменения климата в XXI столетии будут оказывать воздействия на человека, главным образом усугубляя существующие проблемы здоровья. В стратегии деятельности в области гидрометеорологии на период до 2030 года указывается на необходимость разработки прогнозов с описанием влияния различных метеопараметров на конкретные заболевания с учетом аспектов изменения климата.
Методика построения расчетов
Для оценки биоклимата предложены методики определения влияния различных метеорологических комплексов (температура–влажность воздуха, температура–скорость ветра, температура–атмосферное давление) на обнаженное тело человека или на человека в одежде с различными теплозащитными свойствами [9, 36]. При этом в зависимости от температуры, давления и упругости водяного пара меняется содержание кислорода О2 в воздушной массе. Так, при температуре –25°С расход кислорода в организме человека возрастает на 30–40% и вызывает явление гипоксии, что не происходит при положительной температуре [17].

Величина парциальной плотности кислорода () в г/м3 рассчитывается согласно В.Ф. Овчаровой, по формуле [17]:



, (4.2)

где p - атмосферное давление в гПа, е - упругость водяного пара в гПа, Т - температура воздуха, К.

Из формулы (1) следует, что в условиях равнины атмосферный воздух тем более насыщен кислородом, чем выше атмосферное давление, чем ниже температура и упругость водяного пара.

C помощью уравнения теплового баланса можно описать теплообмен человека, незащищенного одеждой, с окружающей средой [17]:



, (4.3)

где T – теплопродукция человека, R – радиационный баланс, Р – турбулентный теплообмен между телом и окружающим воздухом, L – скрытая теплота парообразования, Е – испарение с поверхности тела, d – потеря тепла органами дыхания, Q – интенсивность дефицита (знак «–») или избытка (знак «+») тепла в организме человека.

Исследования показали, что в подвижном воздухе (при V>0,2 м/с) интенсивность теплоотдачи усиливается, порядок уровня и структура теплоощущения изменяются. И здесь возможны самые разнообразные сочетания T °C, V м/с, f %, при которых степень теплоощущения будет одинакова и соответствовать теплоощущениям при полном насыщении влагой воздуха (f=100%) и полном отсутствии ветра (V=0). В табл. 4.8 приводятся три таких сочетания (T, V, f).

Степень комфортности условий погоды в отечественной и зарубежной практике часто оценивается с помощью биометеорологических индексов, которые являются косвенными индикаторами оценки состояния окружающей человека среды, характеризуя в физическом отношении особенности ее тепловой структуры [14, 39]. Так, оценку воздействия высоких температур и повторяемости душных погод на человека рекомендуется проводить с использованием эффективной температуры ТЕ, впервые предложенной в работе [44] и представленной в виде формулы [49]:



, (4.4)

где Т - температура воздуха, °C; f- относительная влажность воздуха, %.

Таблица 4.8



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©rppna.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница