Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

21:52Пятница01 Августа
Главная » Статьи » Реферат. Влияние человека на климат. 2010

Реферат. Влияние человека на климат. 2010

Реферат. Влияние человека на климат. 2010

Климатические условия оказывали воздействие на жизнь и деятельность человека, начиная с первых этапов его существования. Неоднократно высказывалось мнение, что на эволюцию предков человека существенно влияли изменения климата в конце кайнозойской эры, происходившие на протяжении последних десяти миллионов лет. Эти изменения явились следствием общего похолодания, которое было наиболее значительным в высоких широтах, что приводило к увеличению разности температур между экватором и полюсами. В результате менялась система атмосферной циркуляции, причем пояс высокого давления расширялся и перемещался в более низкие широты. Так как в пределах этого пояса выпадает мало атмосферных осадков, в обширных тропических районах ухудшались условия увлажнения, что в ряде случаев приводило к смене тропических лесов саваннами или пустынями.
Возникновение современного человека произошло несколько десятков тысяч лет тому назад в эпоху колебаний климата, связанных с развитием оледенений. Резкие изменения экологических условий, по-видимому, значительно обострили борьбу за существование и способствовали формированию вида Homo sapiens — человека разумного.
Хотя расселение первобытных людей во многом зависело от климатических условий, следует отметить способность человека даже на ранних стадиях его существования защищать себя от неблагоприятной погоды. Уже в эпоху древнего каменного века человек использовал огонь не только для приготовления пищи, но и для защиты от холода. Большое значение для освоения территорий с холодным климатом имело строительство жилищ и применение одежды. В результате этого десятки тысяч лет тому назад человек расселился на всех континентах, кроме Антарктиды.
Следует, однако, иметь в виду, что, несмотря на громадные успехи современного технического развития человечества, до настоящего времени степень заселения различных территорий сильно зависит от климатических условий. В наше время обширные пространства полярных пустынь — Антарктида, центральные области Гренландии и другие — лишены постоянного населения. Значительная часть областей с засушливым климатом имеет очень низкую плотность населения, а некоторые районы с наиболее сухим климатом вообще не заселены. Очень мала численность населения в Арктике и Субарктике, во многих высокогорных районах, в ряде районов избыточного увлажнения с преобладанием болот и т. д. По этой причине большая часть человечества сосредоточена в ограниченной области суши, где климатические условия наиболее благоприятны для жизни и деятельности человека. Размеры этой области постепенно увеличиваются, но даже при происходящем сейчас резком росте численности населения районы с менее благоприятным климатом заселяются сравнительно медленно.
В современных исследованиях установлено, что в последние десятилетия деятельность человека начинает изменять глобальный климат, о чем уже рассказывалось. Здесь же приведем следующие данные наблюдений. В результате увеличения концентрации углекислого газа средняя температура воздуха у земной поверхности в конце XX в. повысилась примерно на 0.5 °С. Совершенно очевидно, что в течение ближайших десятилетий, обусловленное хозяйственной деятельностью повышение средней глобальной температуры, значительно возрастет. Попробуем рассмотреть, как же именно влияет деятельность человека на климат.
Деятельность человека довольно сильно влияет на изменения климата, наблюдаемые в разных частях земного шара. Такой вывод содержится в докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата, обнародованном в Париже в пятницу.
Группа, созданная под эгидой ООН в 1988 году, завершила работу над своим четвертым докладом. Предыдущий был опубликован в 2001 году. Намечена публикация еще двух документов, в которых, как ожидается, основное внимание будет уделено последствиям изменений климата для экономики и усилиям, направленным на смягчение рисков. Между тем, другая международная группа ученых опубликовала в журнале Science собственный доклад, в котором утверждается, что темпы роста температуры и уровня мирового океана уже достигли или превысили максимальные показатели, спрогнозированные Международной группой экспертов по изменению климата в докладе от 2001 года.
Формулировки доклада гораздо более жесткие, чем прежде. В частности, сам факт потепления в нем рассматривается как "однозначный": во второй половине XX века температуры в северном полушарии были выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500, а то и 1300 лет, а 11 из последних 12 лет были самыми теплыми за всю историю наблюдений. В 2001 году влияние человеческой деятельности на климат характеризовалась как "вероятное", под чем понималась вероятность "от 66% до 90%".
Теперь вероятность влияния на потепление атмосферы парниковых газов, которые выделяются в процессе деятельности человечества, а не естественных процессов, оценивается, по меньшей мере, в 90%. "Понимание влияния человека на потепление и охлаждение климата улучшилось со времени третьего оценочного доклада, и это привело к высокой степени уверенности в том, что усредненный глобальный чистый эффект человеческой деятельности с 1750 года выразился в потеплении", - говорится в докладе экспертов. Во время пресс-конференции эксперты подчеркнули, что влияние человека на изменения климата нельзя понимать как единственную причину его потепления, но и без деятельности человека объяснить повышение температур тоже нельзя.
По их оценке повышение температур составит от 1,8 до 4 градусов по Цельсию до 2100 года. Максимальное повышение прогнозируется на уровне 6 градусов, минимальное - 1,1 градус. Эти цифры получены путем компьютерного моделирования; минимальное повышение исходит из сценария ускоренного перехода к устойчивому развитию и энергетике без выбросов парниковых газов.
Подъем уровня мирового океана, который эксперты оценивают как относительно консервативный, прогнозируется в пределах от 18 до 59 см (в 2001 году разброс был от девяти до 88 см). Уточненный прогноз основывается на оценках количества углекислого газа в атмосфере, а саму поправку Межправительственная группа объяснила более точными оценками поглощения тепловой энергии океанами.
Снежный покров в полярных регионах, по прогнозу группы, продолжит отступать, а глубина таяния вечной мерзлоты увеличится. Ледовые шапки Арктики и Антарктики уменьшатся при любом сценарии. Ряд экспертов указывает, что к концу века в летние месяцы в Арктике льда не будет вовсе.
Относительно Антарктики прогноз менее однозначный: часть сценариев предрекает некоторое разрастание ледового щита из-за того, что будет выпадать больше снега.
Скорость теплого течения Гольфстрима, который является причиной умеренного климата в значительной части Европы, "с большой вероятностью" снизится примерно на 25%. Однако нового ледникого периода не ожидается, поскольку общая температура атмосферы вырастет.
Заключение о неизбежности развития в скором будущем значительного потепления в результате антропогенного роста концентрации углекислого газа в атмосфере было высказано в начале 1970-х гг., когда был опубликован график, характеризующий ожидаемое изменение средней температуры воздуха в Северном полушарии до 2070 г. Из этого прогноза следовало, что в XXI столетии средняя температура повысится более чем на 2 °С, т. е. величину, заметно превосходящую естественные колебания климата, происходившие на протяжении последних нескольких тысяч лет. Такое заключение, вначале считавшееся невероятным, сейчас признано подавляющим большинством специалистов в области климатологии.
Из материалов о природных условиях прошлого можно заключить, что повышение средней температуры на величину порядка 1 С уже достаточно для существенных изменений состояния биосферы. Эти изменения должны оказать заметное воздействие на хозяйственную деятельность человека. Еще большее значение будет иметь потепление, характеризуемое повышением средней температуры на несколько градусов.
Имея это в виду, легко понять необходимость заблаговременной оценки климатических условий будущего, позволяющей обеспечить рациональное долгосрочное планирование зависящих от климата видов хозяйственной деятельности (сельское хозяйство, водное хозяйство и другие), а также производств, влияющих на климат (углеродная энергетика, другие производства, создающие парниковые газы, и т. д.).
Детальная схема прогноза антропогенного изменения глобального климата включает три этапа исследований. Первый из них должен дать оценку поступления в атмосферу углекислого газа и нескольких других парниковых газов, небольшие количества которых уже сейчас заметно усиливают парниковый эффект. Такая задача решается специалистами в области технических наук, которые обычно считают, что подобная оценка может быть более или менее достоверна для ближайших 20—30 лет и является очень приблизительной для последующих десятилетий — примерно до 2050 г. Для более позднего времени трудно предвидеть воздействие различных видов хозяйственной деятельности на климат, в связи с чем ясно, что применяемая иногда практика экстраполяции роста выбросов в атмосферу парниковых газов до 2100 г. необоснованна, и что прогнозы климатических условий для второй половины XXI в. нельзя считать реальными.
Второй этап — расчеты концентрации парниковых газов в атмосфере для ближайших 50—60 лет при наличии данных об их антропогенных выбросах — является задачей специалистов по химии атмосферы. Существенное значение для успешного решения этой задачи имеет прогресс в изучении круговорота углекислого газа, который является главным фактором усиления парникового эффекта. Можно думать, что погрешности таких расчетов меньше быстровозрастающих во времени неточностей оценок выбросов парниковых газов в будущем.
Наибольшее внимание обычно привлекает третий этап решения задачи о климатических условиях будущего — расчеты изменений в пространстве и времени элементов метеорологического режима по данным о химическом составе атмосферы для определенных интервалов времени в будущем. Такие расчеты, выполненные специалистами в области климатологии, могут быть основаны на применении теоретических моделей климата или различных эмпирических методов.
Хорошо известно, что точность подобных расчетов ограничена. К сожалению, при обсуждении достоверности оценок климатических условий будущего это обсуждение часто сводят к выяснению точности решения только третьей из перечисленных здесь задач. Неправильность такого подхода ясна из вывода, что предел заблаговременное™ современного прогноза климата будущего определяется главным образом достоверностью оценок выбросов парниковых газов в атмосферу. Поэтому стремление повысить точность климатических расчетов выше ограничения этой точности погрешностями исходных данных для прогнозов изменений климата лишено смысла.
В настоящее время имеется только один пример решения перечисленных выше задач, результаты которого можно проверить по данным более или менее продолжительных наблюдений. Эти результаты включают график изменений средней температуры нижнего слоя воздуха в Северном полушарии из-за усиления парникового эффекта в атмосфере. Сейчас имеется возможность проверить такое предсказание изменения температуры по данным наблюдений до 2000 г.
Предсказание перехода от похолодания к потеплению в 1972 г.,
почти совпавшее со временем составления прогноза, но установленное по данным наблюдений только в 1975 г., явилось необычным событием в истории климатологии. Отметим, что факт обнаружения начала нового потепления в то время был понят только небольшой группой совместно работавших ученых, которые участвовали в исследованиях, позволивших обосновать упомянутый выше прогноз. Более или менее общее признание этого факта произошло значительно позже.
Достоверность результатов расчетов ожидаемых изменений глобального климата при применении теоретических исследований обсуждалась в ряде выполненных работ. Весьма вероятно, что погрешность таких оценок не может быть меньше различий результатов теоретических расчетов современного климата с данными метеорологических наблюдений.
Легко понять, что для большинства практических задач, решаемых при использовании данных о климате будущего, наибольшее значение имеют материалы о климатических условиях ближайших пятнадцати лет. Эти условия особенно необходимо учитывать при планировании развития многих областей народного хозяйства. Для указанного времени можно надеяться на сравнительно высокую точность сведений о количестве парниковых газов в атмосфере. Наряду с этим прогноз изменений климата для 2020 г. может быть обоснован независимыми способами, что имеет существенное значение для общего понимания степени надежности аналогового метода предсказания климатических условий будущего.
Открытие антропогенного изменения климата, обусловленного ростом концентрации углекислого газа и ряда мелких газовых составляющих атмосферы, представляет большой интерес для понимания природы возможной в настоящее время антропогенной климатической катастрофы. Оказалось, что воздействие человека на климат не создает каких-либо новых, ранее неизвестных путей изменения климата. Физический механизм происходящего в настоящее время потепления в основном совпадает с механизмом, который в геологическом прошлом вызывал многочисленные потепления (а также похолодания), происходившие главным образом в результате увеличения или уменьшения массы углекислого газа в атмосфере.
Еще более близкая аналогия существует между закономерностями, определяющими возникновение природных аэрозольных катастроф, и возможной антропогенной климатической катастрофой. Такая возможность вытекает из исследований, выполненных в нашей стране в начале 70-х гг. XX в. В этих исследованиях выяснено, что понижение средней температуры воздуха у земной поверхности в рассматриваемом случае составит 5—10 “С. Такое значение совпадает с понижением средней температуры после падения большого астероида.
Так как точность имеющихся расчетов влияния ядерных взрывов на климат ограничена, существенное значение для подтверждения перспективы возникновения аэрозольной климатической катастрофы после ядерной войны имеет рассмотренный выше вопрос об аэрозольных климатических катастрофах в геологическом прошлом. Возможность развития таких явлений под действием естественных факторов и их сильнейшее влияние на биосферу значительно усиливает вероятность возникновения аналогичной катастрофы при взрывах многочисленных ядерных бомб. При решении вопроса о возможных последствиях ядерной войны следует исходить из представления, что существующие методы определения предстоящего изменения климата после ядерной войны позволяют оценить только знак и порядок величины предстоящего похолодания. Это означает, что прогноз последствий ядерного конфликта может иметь только вероятностный характер.
Переходя от наибольших значений возможного понижения температуры к наименьшим, можно перечислить несколько возможных вариантов этого прогноза, к которым относятся: 1) уничтожение биосферы; 2) уничтожение многих видов животных, растений и гибель человечества; 3) уничтожение некоторых живых организмов при сохранении части человечества; 4) отсутствие значительных экологических последствий на территории, непосредственно не затронутой военными действиями.
Таким образом, приходится считаться с возможностью осуществления после ядерной войны трех первых вариантов экологического прогноза. Представление о том, что ядерные столкновения приведут не только к уничтожению множества жителей воюющих стран, но и создадут угрозу глобальной климатической катастрофы, усиливает убеждение в невозможности для какой-либо страны достичь победы в ядерной войне. Более того, начало этой войны создаст угрозу уничтожения всего человечества. Такой вывод позволяет надеяться на исключение использования ядерного оружия как средства решения международных проблем.

Эта работа вам не подошла?

В нашей компании вы можете заказать консультацию по любой учебной работе от 300 руб.
Оформите заказ, а договор и кассовый чек послужат вам гарантией сохранности ваших средств. Кроме того, вы можете изменить план текущей работы на свой, а наши авторы переработают основное содержание под ваши требования

05.03.2021 | Статья. Корпоративная культура предприятия и ее использование в стратегическом управлении
В исследовании проводится анализ возможностей использования корпоративной культуры предприятия

01.09.2019 | Статья. Воспитание патриотических чувств у детей дошкольного возраста
Особенности воспитания патриотических чувств у дошкольников

17.09.2018 | Адаптация ребенка в детском саду
Исследование особенностей адаптации детей к детскому саду

Реферат: Влияние климата на здоровье человека

Влияние погоды и климата на человека известно давно, но интерес к этой проблеме возрос лишь в последние десятилетия XX века. Существует целая наука, изучающая влияние на организм человека климатических и погодных факторов, методы их использования в лечебно-профилактических целях – медицинская климатология.

Большой вклад в развитие и становление науки как самостоятельной дисциплины внес русский климатолог и метеоролог А. И. Воейков, обобщивший существовавшие в конце 19 в. взгляды на проблемы К. м. в работе "Исследование климатов для целей климатического лечения и гигиены" (1893).

Чтобы понять воздействие климата на организм человека, необходимо изучить физическую и химическую природу различных природных раздражителей, характер и механизмы возбуждаемых этими раздражителями физиологических реакций и патологических сдвигов в организме человека в привычном для него климате и в непривычных климатических условиях. Важными для изучения являются проблемы географического распространения болезней и влияние географических факторов на развитие болезней человека. Воздействие климата на живой организм (т. н. биотропное действие климата) складывается из отдельных факторов (метеоэлементов): температура, циркуляция и влажность воздуха, атмосферное давление, облачность, интенсивность солнечной радиации. Каждый из этих факторов в отдельности может оказывать влияние на различные функции организма человека (например, ветер усиливает теплоотдачу, затрудняет дыхание, нарушая координацию дыхательных движений и их нормальный ритм). Но обычно отдельные функции организма зависят от совокупности нескольких погодных факторов - например, на процесс терморегуляции воздействуют температура, влажность и скорость движения воздуха, солнечная радиация и др. Часто интенсивность биотропного воздействия обусловлена не столько абсолютной величиной метеоэлементов, сколько их временным градиентом - чем быстрее происходит количественное изменение того или иного фактора, тем меньше времени у организма для адаптации и тем острее его ответная реакция. Поэтому важное место в климатофизиологии занимает изучение воздушных фронтов, прохождение которых сопровождается резким изменением атмосферного давления, температуры воздуха, облачности, осадками.

КЛИМАТ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Деятельность человека, связанная с организацией отдыха, досуга в выходные дни, туризма и здравоохранения, немыслима без биоклиматологического анализа и оценки окружающей среды.

Влияние погоды и климата на человека известно давно, но интерес к этой проблеме возрос лишь в последние десятилетия XX века. Главной причиной этого интереса может было ускорившиеся изменения естественного климата, которое происходит в быстрорастущих городах, в промышленных районах и в тех регионах, где имеет место загрязнение окружающей среды и нарушение экологического равновесия.

При исследованиях воздействия климата на человека приходится учитывать одновременное влияние на организм многочисленных, изменяющихся вне времени климатических факторов (солнечную радиацию, температуру, влажность и давление воздуха, ветер и т.д.). Изменение погоды влияет на глубину и частоту дыхания, на скорость кровообращения, на снабжение кислородом клеток и тканей организма, на углеводный, солевой, липидные водные обмены, на мышечный тонус.

Биоклиматологами было выявлено, что определенному состоянию погоды соответствует определенный уровень биохимических процессов, протекающих в клетках и обеспечивающих выработку в организме тепла и отдачу его в окружающую среду для поддержания температуры внутренних частей тела на изотермическом уровне. Эмпирическим путем установлено, что физиологический механизм, включая нервы, мускулы, циркуляционную и дыхательную системы, оптимально работает только в узком температурном диапазоне.

В летние месяцы, особенно в июле-августе, в ряде районов Приморья, особенно на южном побережье края, устанавливаются такие погодные условия, при которых в окружающем воздухе ощущается «атмосфера теплицы», представляющая собой воздействие влажного жаркого воздуха в сочетании со значительным снижением парциальной плотности кислорода в окружающей среде. Существует тесная связь между кислородным бюджетом организма и содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе.

По оценке специалистов, при нормальном дыхании в покое через легкое за сутки проходит 10-15 м3 воздуха. Кондиционирование воздуха в легкие при дыхании играет чрезвычайно важную роль в адаптации человека к различным погодным условиям.

В биоклиматологии выработаны специальные оценки душной погоды. Так, принято считать день душным, если в одни из сроков метеорологических наблюдений парциальное давление (упругость водяного пара) достигает или превышает 18.8 гПа.

Интенсивность духоты определяется в баллах от 1 до 10 при диапазоне парциального давления водяного пара соответственно от 18.8 до 36.8 гПа. Нижний предел духоты соответствует температуре воздуха 16.8°C и относительной влажности 100%, т.е. душная погода при температуре ниже указанной, как правило, не отмечается. При повышении температуры выше 25° тепла создаются наиболее дискомфортные условия, вызывающие не только снижение работоспособности, но и общего состояния.

При повышении влажности воздуха, препятствующей испарению с поверхности тела человека, тяжело переносится жара и усиливается действие холода. К тому же при влажном воздухе увеличивается и опасность различных воздушных инфекций. Поскольку в норме значение температуры тела у человека постоянно, а температура среды меняется все время, организм должен оперативно менять уровень выделения тепла. Кожа увлажняется, испарение влаги отнимает лишнее тепло, возникает некоторый освежающий эффект. Если же рецепторы сигнализируют об охлаждении, дрожь и гусиная кожа служат нам согревающими процедурами.

При экстремальных термических условиях у человека наблюдаются нарушения кровообращения и перегрузка центральной нервной системы. Поэтому создание искусственного климата в рабочих помещениях, спортивных залах и т.п. с температурой в пределах +20…+23°C и относительной влажностью не более 50-60% приводит к заметному повышению производительности труда, улучшению самочувствия и пр.

Считается, что метеочувствительность - отличительный признак жителей больших городов, поскольку, находясь в постоянной изоляции от природы, они не всегда могут заблаговременно ощутить наступление ненастья и с достаточной заблаговременностью подготовиться к нему. В результате организм получает своевременно «погодный удар». Аналогичный стресс получает организм, когда на достаточно кратковременный отдых люди уезжают совершенно в иные климатические условия, где другой ультрафиолет и другие метеопараметры. В сельской местности, на природе такого резкого ухудшения самочувствия, как правило, не происходит даже при резкой смене погоды.

Естественно, что при длительном проживании человека в одной и той же местности со временем происходит адаптация к особенностям погодных и климатических условий. При этом организм реализует две формы адаптации к климату: генетическую и приобретенную. К приобретенной адаптации относится акклиматизация человека после достаточно длительного пребывания в другой климатической зоне по сравнению с той, в которой находился ранее. Можно сказать, что население умеренных широт проходит своеобразную ежегодную акклиматизацию при смене четырех сезонов года.

Повлиять на погоду мы, конечно, не в состоянии, но вот помочь своему организму пережить тяжелый период совсем несложно. Для этого следует, прежде всего, уменьшить физическую активность, занятия в полную силу спортом, снизить напряженную умственную работу, способную вызвать переутомление, избегать ссор и других стрессовых.

Изменения в состоянии здоровья населения, связанные с воздействием неблагоприятных факторов среды обитания (по В.Чибураеву и Б.Ревичу, 2001) (стр. 132-133)

Причина смерти

Число случаев в год, тыс.

Загрязнение атмосферного воздуха взвешенными веществами

Болезни органов дыхания и сердечнососудистые заболевания

Ориентировочно до 40

На основании использования методологии оценки риска (Ревич, Быков; 1998 с добавлениями)

Микробное загрязнение воды и продуктов питания

Все кишечные инфекции

Опасные природные явления

Заболеваемость

Заболевания

Число случаев в год, тыс.

Микробное загрязнение продуктов питания и питьевой воды

Острые кишечные инфекции, вызванные возбудителями неустановленной этиологии

399, в том числе дети - 232

Федеральный Центр госсанэпиднадзора (ФЦГСЭН)

Загрязнение атмосферного воздуха взвешенными веществами и диоксидом азота

Заболевания органов дыхания

240-370 всех случаев респираторных заболеваний (хронический бронхит, бронхиальная астма и др.) среди детей

Оценка на основании расчетов ВОЗ

Микробное загрязнение продуктов питания*

Неудовлетворительные условия труда на производстве

Профессиональные заболевания и профессиональные отравлении

Загрязнение продуктов питания химическими веществами и веществами природного происхождения

Влияние изменений климата на здоровье человека

Нарушения здоровья, связанные с изменчивостью и изменением климата, зависят от популяционной уязвимости и адаптационной способности человека. Окружающая нас среда - источник множества постоянно действующих возмущений. Они практически на всех уровнях, включая молекулярный, внутриклеточный, межклеточный и т.д., воздействуют на самочувствие человека и его регуляторные механизмы.

Изучение феномена чувствительности живого организма к погоде имеет многовековую историю. Древние ученые (Гиппократ, Аристотель, Авиценна, Парацельс Лейбниц, Гете, Ломоносов и многие другие) в своих научных медицинских трактатах и исследованиях обращали внимание на влияние времен года, метеорологических и астрономических явлений на состояние здоровья человека.

Особенно эта тема стала очень популярной в последнее время, и люди всё чаще прислушиваются к информации о солнечной активности и к прогнозу погоды. Однако вопрос о влиянии процессов, происходящих на Солнце, до сих пор еще недостаточно изучен, хотя учёные, работающие в этой области, и пытаются прогнозировать солнечные вспышки и корональные выбросы, геомагнитные бури и другие явления, связанные с процессами в космосе. Учитывая важность данной проблемы, в мировом научном сообществе в конце ХХ века было решено выделить новое самостоятельное направление - «космическая погода ».

Выдающийся гелиобиолог А.Л. Чижевский еще в 1924 г. отметил, что «Человеческий организм – коллоидная система, которая претерпевает постоянные изменения, обладает утонченной чуткостью ко всяким внешним воздействиям и колебаниям. Любые колебания, которые могут и не доходить до уровня сознания приводят к нарушению равновесия в организме. Особенно резки колебания метеорологических элементов, так как они способны производить на человеческий и животный организм сильнейшие эффекты»12. Именно А.Л. Чижевский одним из первых обратил свое научное внимание на связи солнечной активности и возникновение эпидемиологических заболеваний, а также создал учение об аэроионизации, где впервые изучал эффекты влияния «живого» и мертвого» воздуха на здоровье человека и стал автором изобретений и цикла работ по аэроионификации.

В России имеется большой опыт изучения влияния погоды на здоровье человека, в том числе и экстремальных погодных явлений. К настоящему времени накоплено достаточное количество фактов, подтверждающих значение влияния гелиогеофизических и космопланетарных факторов как в процессе эволюции «живого вещества» на планете Земля, так и развитии целого ряда синдромов и состояний, связанных с нарушениями здоровья не только отдельного индивида, но и популяции в целом.

Рост численности любых региональных экстремумов погоды, которые связывают с изменением климата, вызывает многочисленные негативные последствия, особенно в развивающихся странах. Только в 1998 г. катастрофы, вызванные экстремальными погодными явлениями, принесли человечеству такие потери, сумма которых превысила стоимость всех катастроф с 1980 г. С конца ХХ века наблюдается увеличение частоты и интенсивности экстремумов, что увеличивает риск здоровья людей, материальных ценностей, экосистем13. Проведенные учеными оценки показывают, что изменения климата не приводят к возникновению нового типа воздействий ОС, однако общее потепление и увеличивающаяся изменчивость погодных условий имеют тенденцию усиливать эффекты климатообусловленных экологических детерминант здоровья. Можно выделить в отдельную группу экстремальные погодные явления как фактор риска для здоровья.

К экстремальным погодным явлениям, касающимся здоровья человека можно отнести:

· Волны тепла, ведущие к заболеваниям и случаям смерти, обусловленным перегревом организма.

· Выпадение осадков, влекущее за собой вспышки заболеваний, передающимся водным путем, а в некоторых регионах кровососущими насекомыми.

· Аномалии осадков, влекущие за собой наводнения/засухи.

· Грозы и высокую влажность воздуха, ведущую к кратковременному увеличению респираторными и сердечнососудистыми заболеваниями.

Увеличение частоты и экстремумов уже наблюдается и может ускориться по мере дальнейшего потепления, что неизбежно приведет к увеличению опасности для здоровья людей, материальных ценностей, экосистем и т.п. Наибольшее влияние на организм человека все же оказывают кратковременные процессы, связанные с резкой сменой погодообразующих факторов, таких как температура и влажность воздуха, давление, ветер. Частые и резкие колебания температуры, давления и влажности, большая амплитуда их изменений наблюдаются в периоды вторжения холодного воздуха, когда сначала давление падает, а в последующем - растет и формируется антициклон. Такая ситуация наиболее опасна для тех, у кого слабая сердечнососудистая система - отмечается увеличение числа инфарктов и инсультов. Климатические факторы сказываются и на развитие аллергических и инфекционных заболеваний, таких как вазомоторный ринит, сенная лихорадка, бронхиальная астма, малярия, желтая лихорадка и др.

Создание единой научно-практической программе по изучению влияния изменений климата на здоровье человека

В XXI веке все большее внимание ученых уделяется изучению комплексного влияния солнечной активности, погоды и климата, состояния ОС на здоровье человека. Как показывают результаты анализа мнений населения, более половины жителей нашей планеты уверены, что погода влияет на их самочувствие.

Исследования, проведенные в рамках государственной программы «Солнце-климат-человек» (СО РАН, Новосибирск) в 1979-1986 гг., показали высокую значимость для здоровья человека сочетанного воздействия метеорологических, геомагнитных и гравитационных возмущений. Были выявлены особенности реагирования на геофизические возмущения здорового и больного организмов. Определенный успех достигнут в долгосрочном медицинском гелиометеопрогнозировании и разработке методов коррекции и профилактики метеотропных реакций. В этот период была подготовлена программа «ГЛОБЭКС» (1990 - 1996 годы), которая планировала проведение Глобального синхронного эксперимента в различных регионах Земли, отличающихся климатическими, геомагнитными и гравитационными факторами. Основной задачей реализации программы «ГЛОБЭКС» было дальнейшее расширение фундаментальных представлений о функционировании человеческого организма в единстве космобиосферных взаимодействий для выработки более совершенных методов профилактики и коррекции гелиометеотропных реакций как процессов рассогласования внутренних ритмов с ритмами Солнечной системы и биосферы Земли. К сожалению, экономические и политические условия тех лет не позволили реализовать данный эксперимент.

В XXI веке зоне в особого риска находится т.н. «группа роста» (12-25 лет), т. к. в современном обществе они являются достаточно уязвимой частью населения, особенно в мегаполисах, где уровень утомляемости и заболеваемости подростков высок в связи с неблагоприятной экологической обстановкой. Нервно-психическое напряжение, стрессовые ситуации, снижающие адаптивные возможности организма и работоспособность, являются атрибутом жизни молодого поколения. К сожалению, практически нет исследовательских работ, посвященных гелиометеочувствительности подростков.

В связи с нарастающим негативным действием космогелиогеофизических факторов на здоровье населения, влиянием социального стрессирования, общему ухудшению здоровья нации, инновационным подходом по изучению влияния всех этих факторов, включая и природные факторы среды, на организм человека является создание единой научно-практической программы. Для подготовки программы необходимо обобщить бесценный опыт ученых ХХ века и, используя современные достижения науки, выработать инновационные методы решения поставленной задачи. Программа должна иметь государственный статус, позволяющий на основе применения современных информационно-коммуникативных технологий (ИКТ) обмениваться информационными ресурсами, включающими базы знаний и банки данных, передовые технологии, средства телекоммуникации и вычислительной техники, и т.д. В реализации программы должны участвовать ведущие специалисты России, т.к. принцип междисциплинарности «через комплексность и системность идти к целостности».

На основе такой программы станет возможной расширение фундаментальных представлений о функционировании человеческого организма в единстве космо-биосферных взаимодействий и разработка комплексных методов оценки биотропности космической и земной погоды, а также выработка более совершенных методов профилактики и коррекции гелиометеотропных реакций как процессов рассогласования внутренних ритмов с ритмами Солнечной системы и биосферы Земли.

Главная идея программы – разработка многопользовательской Интернет системы для сбора, обработки и анализа космогелиогеофизических и экологических факторов и их связи с различными природными, социальными и техногенными факторами. Создание виртуального центра, объединяющего междисциплинарные исследования будет координировать работу и разрабатывать научно-обоснованные критерии оценки биоэффективности определенных экстремальных ситуаций. Организация такой информационной системы будет способствовать крайне важной на современном этапе развития науки координации работ по проведению совместных синхронных экспериментов в географических регионах страны. Например, подготовка электронных биометеорологических карт на основе ГИС – технологий позволит достичь международного уровня представления специализированных прогнозов погоды.

Важнейшей задачей является разработка новых современных (с учетом региональности) критериев оценки воздействия погоды и климата на человека и определения возможности прогноза погоды для медицинских целей.

Объективная оценка механизмов воздействия космогелиогеофизических факторов на здоровье человека является условием для создания Службы медицинского геофизического и метеопрогнозирования на основе современных информационных технологий, проект которой для СССР был подготовлен еще в 1975 г. в СО РАН В.П. Казначеевым, Н.Р. Деряпой, В. И. Хаснуллиным.

Реализация программы даст возможность интеграции международных междисциплинарных исследований в области гелиобиологии, метеорологии, климатологии, биометеорологии, биоклиматологии, космической медицины и других смежных наук. Сотрудничество учреждений Гидрометеослужбы и национального здравоохранения позволит создать современные классификации погодных комплексов для прогноза метеопатических реакций и состояний ухудшения здоровья. Именно такой инновационный подход позволит организовать работу ученых различных областей знаний и выработать совместную программу научных исследований, унифицировать методики и выработать критерии оценки.

В РГГМУ на протяжении многих лет ведется научная работа по оценке биотропности космической и земной погоды. Нами разрабатывается Концепция исследований по определению возможности прогноза и оценки биотропности воздействия космогелиогеофизических факторов на здоровье человека. В основе концепции – комплексный учет биоинформационных связей явлений внешней среды и научно обоснованная оценка биотропности погоды. Первым шагом реализации концепции является создание биометеорологической информационной системы (БИС) . Нами разработаны автоматизированные модули, которые позволяют проводить подготовку архивов биоклиматической и биометеорологической информации по регионам. Дальнейшее развитие БИС позволит определить биоклиматические особенности регионов, выявить комфортные районы для проживания людей и эффективного использования биоклиматических ресурсов, оценить гелиометеорологические реакции организма.

В рамках концепции разрабатывается проект «Эффекты экстремальных воздействий изменения климата на здоровье человека и разработка систем раннего предупреждения о волнах тепла». Основной задачей проекта является биометеорологическое обоснование и разработка структуры и принципов функционирования систем раннего предупреждения (СРП) об опасных для здоровья человека эффектах, вызванных воздействием экстремальных температур (волн тепла).

Используемые научные подходы и методы направлены на разработку трех ключевых компонентов системы, которые должны обеспечить:

1) надежный прогноз волн тепла, основанный на локальных индикаторах теплового стресса – синоптико-метеорологический компонент;

2) понимание зависимости состояния человека от текущих погодных условий, основанное на количественной оценке взаимосвязи заболеваемости и смертности с погодой, прежде всего с температурой воздуха во всем диапазоне наблюдаемых температур, а также оценка негативных проявлений заболеваемости и смертности в различных группах населения (анализ экстремально жарких летних периодов последних лет) – биометеорологический компонент;

3) разработку эффективных превентивных мер по снижению степени риска здоровью человека, обеспечиваемых ранним предупреждением – здравоохранительный (социальный) компонент.

Проект предусматривает многоуровневый подход, который «масштабирует» план отклика, исходя из заблаговременности и оправдываемости прогноза погоды. В частности, базовый, или пассивный отклик планируется как предупреждение населения об экстремальных температурах через СМИ; активный отклик включает оповещение и приведение в готовность системы здравоохранения, а также принятие заранее спланированных предупредительных мер, максимально адаптированных к региональным и местным условиям.

Ожидаемые научные результаты включают: заполнение ключевых пробелов в научном обосновании мер по адаптации населения к неблагоприятным последствиям продолжительных высоких температур; эпидемиологическую оценку потенциальных воздействий повышенных температур воздуха на заболеваемость и смертность населения; идентификацию уязвимостей к тепловому стрессу, включая выделение особо уязвимых групп населения; подготовку рекомендаций по разработке и внедрению СРП путем широкого обмена опытом. Результаты исследования могут послужить базисом для организации региональных (областных, городских) служб раннего предупреждения.

Будущее научное развитие гелиометеопрофилактики должно быть высокотехнологичным видом оказания медицинской помощи, включающим:

1. Переход на непрерывный профилактический интеллектуальный телемониторинг на основе системы сложных устройств, управляющих решений и непрерывного контекстного анализа поступающей информации.

2. Современную электронную и компьютерную технику в виде интеллектуальных медицинских приборов, оснащенных все более сложными вычислительными системами, позволяющим моделировать (визуальный прогноз) с помощью мультимедиа-технологий состояние организма с заданной степенью достоверности.

3. Широко развитые международные телекоммуникационные сети.

Создание технологий оздоровления, эффективное использование режимных, курортно-оздоровительных и лечебно-профилактических мероприятий, современной медицинской аппаратуры и лекарственных препаратов, создание службы гелиометеопрогнозирования позволит значительно снизить степень выраженности гелиометеотропных реакций людей, что является важным условием для сохранения ресурсов и резервов здоровья нации.

Именно сейчас наступило время, когда на основе достижений ученых многих поколений, при внедрении ИКТ задачи информатизации оценки биотропности погоды и климата могут быть решены.

Человек и климат

Влияние человека на климат начало проявляться несколько тысяч лет тому назад в связи с развитием земледелия. Во многих районах для обработки земли уничтожалась лесная растительность, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению режима температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также к изменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сравнительно сухих областях уничтожение лесов часто сопровождается усилением пыльных бурь и разрушением почвенного покрова, заметно изменяющими природные условия на этих территориях.

Вместе с этим уничтожение лесов даже на обширных пространствах оказывает ограниченное влияние на метеорологические процессы большого масштаба. Уменьшение шероховатости земной поверхности и некоторое изменение испарения на освобождённых от лесов территориях несколько изменяет режим осадков, хотя такое изменение сравнительно невелико, если леса заменяются другими видами растительности.

Более существенное влияние на осадки может оказать полное уничтожение растительного покрова на некоторой территории, что неоднократно происходило в прошлом в результате хозяйственной деятельности человека. Такие случаи имели место после вырубки лесов в горных районах со слабо развитым почвенным покровом. В этих условиях эрозия быстро разрушает не защищённую лесом почву, в результате чего становится невозможным дальнейшее существование развитого растительного покрова. Похожее положение возникает в некоторых областях сухих степей, где естественный растительный покров, уничтоженный вследствие неограниченного выпаса сельскохозяйственных животных , не возобновляется, в связи с чем эти области превращаются в пустыни.

Поскольку земная поверхность без растительного покрова сильно нагревается солнечной радиацией, относительная влажность воздуха на ней падает, что повышает уровень конденсации и может уменьшать количество выпадающих осадков. Вероятно, именно этим можно объяснить случаи невозобновления естественной растительности в сухих районах после её уничтожения человеком.

Другой путь влияния деятельности человека на климат связан с применением искусственного орошения. В засушливых районах орошение используется в течение многих тысячелетий, начиная с эпохи древнейших цивилизаций, возникших в долине Нила и междуречье Тигра и Ефрата.

Применение орошения резко изменяет микроклимат орошаемых полей. Из-за незначительного увеличения затраты тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры и повышению относительной влажности нижнего слоя воздуха. Тем не менее такое изменение метеорологического режима быстро затухает за пределами орошаемых полей, поэтому орошение приводит только к изменениям местного климата и мало влияет на метеорологические процессы большого масштаба.

Другие виды деятельности человека в прошлом не оказывали заметного влияния на метеорологический режим сколько-нибудь обширных пространств, поэтому до недавнего времени климатические условия на нашей планете определялись в основном естественными факторами. Такое положение начало изменяться в середине ХХ века из-за быстрого роста численности населения и особенно из-за ускорения развития техники и энергетики.

Современные воздействия человека на климат можно разделить на две группы, из которой к первой относятся направленные воздействия на гидрометеорологический режим, а ко второй - воздействия, являющиеся побочными следствиями хозяйственной деятельности человека.

Данная работа ставит своей целью рассмотреть в первую очередь вторую группу воздействий, и, в частности, влияние человека на углеродный цикл.

Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при котором её влияние на природу приобретает глобальный характер. Природные системы - атмосфера, суша, океан, - а также жизнь на планете в целом подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении последнего столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых составляющих, таких, как двуокись углерода ( ), закись азота ( ), метан ( ) и тропосферный озон ( ). Дополнительно в атмосферу поступали и другие газы, не являющиеся естественными компонентами глобальной экосистемы. Главные из них - фторхлоруглеводороды. Эти газовые примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат Земли. Все эти газы в совокупности можно назвать парниковыми.

Представление о том, что климат мог меняться в результате выброса в атмосферы двуокиси углерода, появилось не сейчас. Аррениус указал на то, что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации атмосферного и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В настоящие время мы приблизительно известно, какое количество поступило в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива и изменений в использовании земель (сведения лесов и расширения сельскохозяйственных площадей), и можно связать наблюдаемое увеличение концентрации атмосферного с деятельностью человека.

Механизм воздействия на климат заключается в так называемом парниковом эффекте. В то время как для коротковолновой солнечной радиации прозрачен, уходящую от земной поверхности длинноволновую радиацию этот газ поглощает и переизлучает поглощённую энергию по всем направлениям. Вследствие этого эффекта увеличение концентрации атмосферного приводит к нагреву поверхности Земли и нижней атмосферы. Продолжающийся рост концентрации в атмосфере может привести к изменению глобального климата, поэтому прогноз будущих концентраций углекислого газа является важной задачей.

Основным антропогенным источником выбросов является сжигание всевозможных видов углеродосодержащего топлива. В настоящее время экономическое развитие обычно связывается с ростом индустриализации. Исторически сложилось, что подъём экономики зависит от наличия доступных источников энергии и количества сжигаемого ископаемого топлива. Данные о развитии экономики и энергетики для большинства стран за период 1860-1973 гг. Свидетельствуют не только об экономическом росте, но и о росте энергопотребления. Тем не менее одно не является следствием другого. Начиная с 1973 года во многих странах отмечается снижение удельных энергозатрат при росте реальных цен на энергию. Недавнее исследование промышленного использования энергии в США показало, что начиная с 1920 года отношение затрат первичной энергии к экономическому эквиваленту производимых товаров постоянно уменьшалось. Более эффективное использование энергии достигается в результате совершенствования промышленной технологии, транспортных средств и проектирования зданий. Кроме того, в ряде промышленно развитых стран произошли сдвиги в структуре экономики, выразившиеся в переходе от развития сырьевой и перерабатывающей промышленности к расширению отраслей, производящих конечный продукт.

Минимальный уровень потребления энергии на душу населения, необходимый в настоящее время для удовлетворения нужд медицины, образования и рекреации, значительно меняется от региона к региону и от страны к стране. Во многих развивающихся странах значительный рост потребления высококачественных видов топлива на душу населения является существенным фактором для достижения более высокого уровня жизни. Сейчас представляется вероятным, что продолжение экономического роста и достижение желаемого уровня жизни не связаны с уровнем энергопотребления на душу населения, однако этот процесс ещё недостаточно изучен.

Можно предположить, что до достижения середины следующего столетия экономика большинства стран сумеет приспособиться к повышенным ценам на энергию, уменьшая потребности в рабочей силе и в других видах ресурсов, а также увеличивая скорость обработки и передачи информации или, возможно, изменяя структуру экономического баланса между производством товаров и предоставлением услуг. Таким образом, от выбора стратегии развития энергетики с той или иной долей использования угля или ядерного топлива в энергетической системе будет непосредственно зависеть скорость промышленных выбросов .

Энергия не производится ради самого производства энергии. В промышленно развитых странах основная часть вырабатываемой энергии приходится на промышленность, транспорт, обогрев и охлаждение зданий. Во многих недавно выполненных исследованиях показано, что современный уровень потребления энергии в промышленно развитых станах может быть существенно снижен за счёт применения энергосберегающих технологий. Так, было рассчитано, что если бы США перешли бы при производстве товаров широкого потребления и в сфере услуг на наименее энергоёмкие из уже имеющихся технологий при том же объёме производства, то количество поступающего в атмосферу уменьшилось бы на 25%. Результирующее уменьшение выбросов в целом по земному шару при этом составило бы 7%. Подобный эффект имел бы место и в других промышленно развитых странах. Дальнейшего снижения скорости поступления в атмосферу можно достичь путём изменения структуры экономики в результате внедрения более эффективных методов производства товаров и усовершенствований в сфере предоставления услуг населению.