Также огромнейшим фактором, влияющим на здоровье человека является загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы приводит к изменению температуры воздуха. Существуют территории, где нагревание в процессе человеческой деятельности превышает на 10% температуру от солнечной радиации. Загрязняющие вещества вступают во взаимодействие с составляющими элементами тропосферы и оказывают губительное влияние на здоровье человека. Формируется климат города.
Большое воздействие на человека оказывает не только сама метеовеличина, но и ее межсуточная изменчивость. Изменение среднесуточной температуры воздуха на 1-2 °С считается слабым, на 3-4 °С - умеренным, более чем на 4 °С - резким. Имеются случаи, когда резкое повышение температуры от минусовой до плюсовой в течение одной январской ночи приводило к заболеванию гриппом огромного количества людей. Межсуточные колебания атмосферного давления зависят от времени года. Факторами, противоречащими непосредственному влиянию давления на самочувствие, является возникновение реакции до изменения давления. Сильными считаются межсуточные перепады давления 10-20 гПа и более, резким 8-10 гПа, умеренным 8 гПа, слабым 1-4 гПа. Наиболее комфортные условия для человека наблюдаются при ощущаемой температуре воздуха 16-18 °С, определяемой величиной относительной влажности - 50%.
2. Типы климата
Климатообразующие факторы определяются рядом географических показателей, основными из которых являются: географическая широта, высота над уровнем моря, распределение суши и моря, океанические течения, растительный покров, состав воздуха.
Типы климата и их распределение по земному шару оказывают существенное влияние на водный режим, почву, на животный и растительный мир. Климат в значительной мере влияет и на расселение, размещение промышленности, условия жизни и здоровье населения.
Как мы уже указывали, климатом называется совокупность всех типов погоды, которые наблюдаются в данной местности. Как и погода, климат зависит от Солнца и находится под влиянием физических условий земной поверхности: расстояния от океана, наличия или отсутствия гор, преобладающих ветров и т.п. Будучи комплексным понятием, климат того или иного места земного шара сравнительно постоянен и характеризуется свойственным лишь ему одному сочетанием тепла и холода, осадков и солнечной погоды.
По особенностям воздействия на организм различают следующие типы климатов: морской, континентальный, горный, полярный и др.
Морской климат (океанический климат) -- климат регионов, близких к морю, отличающийся небольшими суточными и годовыми амплитудами температуры воздуха, высокой относительной влажностью, прохладным летом и мягкой зимой (в умеренных широтах), большой облачностью, вызванной интенсивной циклонической деятельностью, сильными ветрами. В условиях морского климата время наступления самых высоких и самых низких температур запаздывает (по сравнению с областями с континентальным климатом) на 1-2 месяца, а весна бывает холоднее осени. Формируется в условиях преобладающего влияния на атмосферу океанических пространств.
Хорошо выраженным морским климатом обладает Западная Европа, где круглый год господствует перенос воздуха с Атлантического океана. На крайнем западе Европы годовые амплитуды температуры воздуха равны всего нескольким градусам.
Рисунок 1. Области с морским климатом на Земле по классификации Кёппена
Континентальный климат -- тип климата, характеризующийся жарким летом, холодной зимой и малым количеством осадков. Континентальный климат формируется в результате преобладающего воздействия на атмосферу крупных массивов суши. Этот тип климата характерен для внутренних регионов материков. Континентальный климат является господствующим на значительной части территории России, стран Средней Азии (например, Казахстан, Узбекистан), в Монголии и внутренних регионах США и Канады. Материком с наибольшим распространением континентального климата является Евразия. Континентальный климат приводит к образованию степей и пустынь, так как большая часть влаги морей и океанов не доходит до внутриконтинентальных регионов.
Горный климат -- климатические условия в горах на больших высотах. Общие особенности горного климата: пониженное атмосферное давление, повышенная интенсивность солнечной радиации, чистота воздуха (вне межгорных котловин), пониженная температура и абсолютная влажность воздуха, рост с высотой количества осадков, горно-долинные ветры.
Полярный климат -- климат полярных районов Земли, тип климата, присущий Арктике. Минимальные температуры в этих районах иногда снижаются до ?55, ?60 °C, близкие к 0 °C средние температуры воздуха летних месяцев при отрицательной среднегодовой температуре.
Значительная часть арктических островов и гор в пределах материковой части Арктики занята мощными ледниками, общая площадь которых превышает 2 млн. км2. Большая часть всей водной поверхности за Полярным кругом в течение всего года покрыта льдами, около 11 млн. км2 зимой и примерно 8 млн. км2 летом. Толщина однолетних льдов обычно 1-2 м, а многолетних 3-4 м. Торосы имеют высоту 3-5 м, в редких случаях до 10-15 м. Только в полярных областях встречаются айсберги и ледяные острова - оторвавшиеся участки шельфовых ледников. Полярные день и ночь обусловливают крайне неравномерное поступление солнечного тепла в течение года.
В отдельных географических регионах, например в Арктике, на ледяном плато Антарктиды, а также в пустынях, в высокогорных областях климат настолько суров, что пребывание в подобных экстремальных условиях находится на грани физических возможностей человека.
3. Климат и жизнь
По мере того как климат становился все более и более изменчивым, живые существа приобретали все большую способность к приспособлению. А те, кто не смог приспособиться, вымерли (например, динозавры).
Многолетние наблюдения ученых показывают, что размеры тела у теплокровных животных связаны с климатом. Для более холодных климатов, как правило, характерны более крупные размеры. Это тоже один из способов приспособления. Ведь чем крупнее животное при одинаковых формах, тем меньше отношение площади поверхности кожи к заключенному в ней объему (с увеличением размеров площадь возрастает в квадрате, а объем -- в кубе) и тем меньше расходуется крови для поддержания необходимой темпера туры тела. Небольшие млекопитающие, например мыши, съедают в сутки количество пищи, превышающее их вес, чтобы тем самым компенсировать потери тепла со сравнительно большой поверхности их тела.
Средний вес людей, постоянно живущих в разных климатических зонах, тем меньше, чем выше средняя температура. По данным американского профессора Клайда Орра, жители Финляндии имеют средний вес 69,3 кг, монголы и жители Северного Китая -- 63,9, испанцы -- 59,4, берберы в Алжире -- 55,8, а вьетнамцы -- всего 50,4 кг. Наименьшие размеры и вес имеют жители экваториальных областей. Так, бушмены мужчины в Калахари достигают в среднем 40 кг.
В настоящее время наиболее развитые страны сосредоточены в районах со среднегодовой температурой 14-16°. Некоторые зарубежные ученые, считая холод необходимым для стимуляции деятельности человека, пророчат дальнейшее продвижение на север центров мирового влияния.
Многочисленные факты показывают, что на нашей планете нет такого климата, в условиях которого современные люди, вооруженные знаниями и техникой, не могли бы физически существовать и духовно развиваться. Человечество успешно расселяется не только на Севере и Юге планеты, но и начало осуществлять свою дерзновенную мечту -- проникать в космос, чтобы в будущем завоевать все околосолнечное пространство.
Огромно разнообразие географических ландшафтов России. Кроме области умеренного климата европейской и азиатской частей, на территории нашей страны имеются также влажные субтропики (Кавказ и Южный Прикаспий), аридная зона, таежная зона (Сибирь), тундровая зона европейского и азиатского Севера, охватывающая климатические области Субарктики и Арктики. Горный ландшафт включает обширные районы Кавказа.
Природные ландшафты классифицируются на основе различных показателей (географических, биологических, геологических и др.). Тот или иной район ландшафтов есть открытая система не только по энергетическому обмену (Земля -- Солнце), но и по своим взаимосвязям с соседними районами. Среди этих связей можно выявить три: 1) физическую (потоки воздушных масс, течение водоемов и пр.); 2) биологическую (миграция животных организмов); 3) социальную (социальные коммуникации). Классификация ландшафтов по степени их экстремальности для жизни человека предложена Б.Б. Прохоровым (1975).
Окружающая среда должна оцениваться как система жизнеобеспечения человечества, и параметры ее долгосрочного прогнозирования определяются прежде всего медико-биологическими критериями. При этом приходится учитывать, что прочность, надежность генетического аппарата (фонда) современной популяции людей вследствие быстрых изменений среды находятся в состоянии значительного напряжения.
Связь между природными условиями и здоровьем людей очевидна. Ведь они -- часть природы. От «качества» атмосферы, климата, почв, растений и животных зависят питание людей, состояние здоровья, трудоспособность и долголетие.
Проблемы экологической физиологии привлекают внимание как физиологов, так и специалистов смежных областей. Намечается создание весьма обширного направления знаний, включающего физиологию организма в различных природных и экстремальных условиях, начиная с физиологии насекомых и морских беспозвоночных и кончая человеком.
Работы по экологической физиологии имеют много общих черт и направлений исследования, включая общие проблемы микроэволюции и адаптивной эволюции организмов.
Практически жизнь возможна в местах с любыми сочетаниями температуры и влажности, существующими на земном шаре, -- естественно, при наличии необходимых питательных веществ, света и воды.
На земле есть лишь несколько уголков, где жизнь невозможна. Горячая лава и ядовитые газы препятствуют заселению острова Суртсэй, недавно образовавшегося близ Исландии. Жестокие холода на склонах г. Мак-Кинли (Аляска) не допускают развития здесь жизни. Это же можно сказать о пиках Хан-Тенгри и Победа, а так же обо всех горных вершинах мира, покрытых вечными снегами и окруженных мощными ледниками. Вода в этих труднодоступных горных областях имеется только в виде льда и поэтому совершенно недоступна для растений.
Проблема воды делает невозможной жизнь в Долине смерти (Калифорния), а также в других крупнейших пустынях мира, где ничтожное количество влаги, выпадающее в виде дождей, либо испаряется, либо сразу просачивается сквозь песок.
С увеличением высоты местности на каждые 1000 м температура воздуха падает на 6 °С. Параллельно понижению температуры в горных местообитаниях понижается продуктивность растений.
Зоны, климат которых характеризуется очень жарким сухим летом, опоясывают Землю на широте примерно 30° к северу и югу от экватора. В этих весьма жестких условиях среды могут существовать лишь немногие виды растений и животных, приспособленных к засухе.
В горных местообитаниях климат гораздо холоднее и часто суше, чем на окружающих их низменностях. Ветер на больших высотах -- один из важных экологических факторов.
По мнению некоторых ученых, основной причиной, вызывающей у людей так называемое третье состояние, т.е. состояние промежуточное между здоровьем и болезнью, является неправильное питание. Нарушение возникает не только при недостаточностях (голодание, авитаминозы и пр.), но и по причине дефицита или относительного избытка ряда составных элементов в воде и пище.
Распространение животных бывает ограничено также их пищевым рационом. Ярким примером может служить коала, или австралийский «игрушечный медвежонок», который питается листьями определенных видов эвкалиптов и поэтому не может жить за пределами области распространения этих деревьев.
Чтобы не произошло катастрофы, многие животные и растения «научились» заблаговременно, в хорошие дни создавать запасы пищи и воды -- своеобразные энергетические резервы на те периоды, когда станет трудно добывать пищу. Иными словами, гомеостатические механизмы представляют собой приспособления, благодаря которым организм может поддерживать свою активность в неадекватных условиях среды обитания. Совокупность таких приспособительных механизмов у популяций, входящих в состав биологического сообщества, представляет собой один из главных компонентов гомеостаза экосистемы. В свою очередь, гомеостаз экосистемы в значительной мере зависит от гомеостаза отдельных особей, как и сохранность гомеостаза отдельного индивидуума -- от гомеостаза и функционирования экосистемы в целом.
Нанося ущерб окружающей экосистеме, люди тем самым оказывают неблагоприятное влияние на функции своего организма -- свою жизнедеятельность, вызывая дополнительное напряжение собственных гомеостатических механизмов. Р. Риклефс указывает: «Каждому уровню экологической организации присущи свои особые структурные и функциональные характеристики. Каждая секция на каждом уровне нашего здания характеризуется единственным в своем роде сочетанием наблюдаемых явлений, выявляемых закономерностей и создаваемых на их основе концепций, и вместе с тем все они, очевидно, управляются неким основным набором законов природы. Поиски этих законов и составляют предмет изучения экологии».