РЕКРЕАЦІЙНА КЛІМАТОЛОГІЯ ПОНЯТТЯ АКЛІМАТИЗАЦІЇ Поняття та

РЕКРЕАЦІЙНА КЛІМАТОЛОГІЯ

ПОНЯТТЯ АКЛІМАТИЗАЦІЇ

Поняття та фази акліматизації Акліматизація - процес пристосування організмів та їх нащадків до нових умов середовища. У здоровому організмі людини, процес акліматизації як правило, включає три фізіологічні фази: Перша фаза - «струс» - займає порівняно короткий період і характеризується орієнтованими рефлексами - переважають загальна загальмованість і деяке зниження працездатності. Друга фаза - «висока реактивність» - при перевищенні норм адаптивних можливостей в цій фазі проявляється деакліматизаційний (деадаптивний) невроз, а також порушення фізіологічних функцій (у хворобливих людей). Характерне – також розгальмування центральної нервової системи, підсилення функції дихання, кровообігу, травлення та інших систем. Третя фаза – «вирівнювання» нормалізація обміну, видужування. У цій фазі підсилюються процеси «рухливості» центральної нервової системи, збільшується стійкість організму до гіпоксичних станів, зникають багато функціональних порушень, підвищується працездатність.

Поняття про екстремальність середовища… Екстремальність природних умов з погляду його впливу на комфортність проживання, умови роботи й стан здоров'я людини може проявлятися в кожному з компонентів природного середовища. До найбільш важливих компонентів екстремальних умов природного середовища відносять наступні фактори: • ГЕОХІМІЧНІ - під геохімічними факторами розуміють вплив складу хімічних елементів на морфологічний, фізіологічний, біохімічний і генетичний стан і захворювання організму людини. • ГЕОФІЗИЧНІ - під геофізичними факторами розуміють вплив фізичних процесів, що протікають у навколишньому середовищі і які можуть завдати механічних ушкоджень тощо. • БІОТИЧНІ - під біотичними факторами розуміється вплив рослинного і тваринного світу на стан комфорту й захворювання людського організму. • КЛІМАТИЧНІ - під екстремально-кліматичними умовами розуміються умови , які можу призвести до погіршення працездатності, комфортності проживання і, навіть, загрожувати здоров'ю, виживанню людини, особливо некорінного населення.

Типи реакцій при акліматизації Пристосування організму до умов нового клімату може протікати й без негативних реакцій, якщо акліматизаційні механізми організму достатні й рухливість нервових процесів, що забезпечують адаптацію, велика. Однак пристосування може не наступити, якщо адаптаційні можливості різко обмежені. Тому для медичних завдань при акліматизації виділяють три типи реакції: 1 - сприятлива (позитивна), коли (позитивна) пристосування до нового клімату; відбувається швидке 2 - уповільнена (відносно сприятлива), коли виникають сприятлива) короткочасні негативні порушення функціональних розладів організму, які згодом зникають; 3 - несприятлива (негативна), коли пристосування до нових (негативна) умов не наступає.

Межі акліматизації. 1. Індекс акліматизаційного навантаження Показник акліматизаційного навантаження (АК) представляє собою міру інформації, яка враховує відмінності у повторюваності (К) класів погоди у звичному кліматі (КН ) і новому (К ) кліматі де n - число класів погоди. При = 0 – клімат буде тотожний (метеопатичні реакції однотипні, адаптаційне навантаження не спостерігається). При = 100% - клімат у розумінні акліматизаційного навантаження, повністю різний, оскільки жодна з погод нового клімату не характерна для погод звичного клімату. Індекс адапційного (акліматизаційного) навантаження при перельотах за напрямками (%) Напрям переміщення Москва-Ялта Новосибірськ-Ялта зима 56 83 весна 24 41 літо 18 13 осінь 29 35 Москва-С. -Петербург 32 4 3 4

Межі акліматизації. 2. Погодно-кліматичний контраст (ПКК) За межі акліматизаційного навантаження приймають погоднокліматичний контраст (ПКК), розрахований з врахуванням теплоізоляційного одягу (С) за співвідношенням : де С 1 і С 2 - теплоізоляція одягу, яка забезпечує тепловій комфорт у кліматичних умовах, що порівнюються або при зміні одного типу погоди іншим. В залежності від змін температури шкіри виділяють типи погодно-кліматичного контрасту (ППК): • оптимальний (0, 0 -7, 6%), • слабий (7, 7 -15, 3%), • помірний (15, 4 -30, 7%), • різкий (30, 8 -46, 2%), • ультрарізкий (більше 46, 2%). При ПКК, який перевищує 30, 8%, можлива різка деакліматизація, а при ПКК, який наближується до 100%, перенавантаження механізмів акліматизації.

Особливості акліматизації … Отже, чим важче захворювання, тим більш виражена реакція нервової системи, при більш різких змінах кліматичних районів, і чим екстремальніші кліматичні умови, тим триваліший період акліматизації. На курортах Ялти у хворих церебральним атеросклерозом активне поліпшення стану відзначається через 1 -12 діб в жителів середньої смуги, а у жителів північних і східних районів Росії через 15 -20 діб. У більшості хворих при перебуванні на курорті виникає стан Такий стан напруги відзначалося протягом 6 -15 днів в 73% хворих з північних районів і 48% з районів України і середньої смуги. В умовах Російської півночі в перше півріччя із приводу захворювань до лікаря звертаються більше половини приїжджих, у друге півріччя скаржаться тільки 17%. Після трирічного перебування в цих широтах проявляють скарги лише 3%. Цей приклад указує на факти зміцнювального впливу на людину екстремальних дратівних умов холодного полярного клімату.

Екстремально-холодний клімат … Кліматичну екстремальність для умов проживання населення в екстремально-холодних регіонах створюють: q низькотемпературний режим протягом довгого періоду до 45 -65% днів за рік ; q або повна відсутність сонячної радіації (полярна ніч), або постійний світловий режим (полярний день); q переважно похмура погода до 140150 днів на рік через потужно хмарність ; q періоди стояння антициклональної погоди при значній прозорості атмосфери на 20 -30% у порівнянні, наприклад, з помірними широтами;

q період УФ-дефіциту або ультрафіолетових сутінків, який триває більшу частину року (повна ультрафіолетова ніч - 3 -4 місяці); q аномально висока іонізація повітря в умовах низьких температур, сильного вітру і заметілей; q підвищений рівень космічного фонового випромінювання, що сприяє таким явищам як магнітні бури, полярні сяйва, особливо в періоди максимуму сонячної активності. q сильний вітер із швидкістю більше 15 м/с та часті заметілі; q теплій період триває близько 1 міс, а на узбережжі до 2 -3 міс.

АРКТИКА

Екстремально-холодний тип клімату, характерний для Арктичного географічного поясу і частини Субарктики. Формується не тільки у зв'язку з низькими температурами високих широт, сильним випромінюванням сніжно-крижаного покриву, тривалою полярною ніччю, але і у зв'язку з відбиттям тепла (альбедо) у світлий час від снігу і льоду. Має низькі температури повітря взимку (до -40°С). У період полярного дня великий приплив сонячної радіації, але на фоні значної хмарність із туманами. Річна сума атмосферних опадів 100 -200 мм. У зонах переходу до субарктичного клімату розвивається циклонічна діяльність і атмосферні опади збільшуються до 400 мм у рік.

Арктика… Полярне коло охоплює територію в 21 106 км 2 землі і 13 106 км 2 в основному покритої льодом морської гладі. На узбережжі Північного Льодовитого океану, що омиває Арктику розташовані п'ять країн: США, Канада, Данія, Норвегія і Росія.

Площа Арктичних морських льодів зменшилася на - 2. 7%/10 років за період 1980 -2005 рр. Площа Антарктичних морських льодів змінилася незначно

Поверхневі зміни льодового покриву в полярних регіонах планети

Зміни льодовитості в Арктиці і Антарктиді за 1979– 2008 рр. Кількість і середня товща льодів різного віку на шляху «Арктика» (серпень 1977) і «Академік Федоров» (серпень 2005)

ГРЕНЛАНДІЯ

Гренландія (площа 2, 2 106 км 2, населення 56 тис. чол. ) - має суворі кліматичні умови. Біля 80% території покрито льодовиковим щитом (товща 2 -3 км над рівнем моря). На західному узбережжі, більша частина східного і південного берегів вкрита льодовиком , що підступає впритул до моря. Клімат Гренландії формується майже весь рік під впливом арктичного повітря, а південні прибережні райони взимку часто захоплюються атлантичним повітрям, а в літні місяці навіть переважають. У внутрішніх районах Гренландії тиск повітря протягом усього року підвищений.

На півдні острова середньомісячна температура січня — 7— 10, у північній частині — 30°, а в центральній частині знижується до — 50°. Літо в Гренландії холодне. У південній частині острова середня температура липня 6 -10°, а в центральній частині приблизно в — 14°. Опадів на півдні Гренландії випадає - більше 1000 мм/рік, а у напрямку на північ кількість зменшується до 100 мм. На узбережжя іноді спостерігаються фени, під час яких температура може перевищити 0°.

Екологічний проблеми Арктики Програма ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП) виділяють наступні екологічні проблеми Арктичного регіону: q зміни клімату і танення арктичних льодів (підвищення температури повітря на 1, 5 -2 о. С, за останні 30 років товща арктичних льодів в середньому зменшилась на 50% ); q забруднення вод північних морів стоками нафти і різних хімічних сполук, викидами морського транспорту, q скорочення популяцій арктичних тварин і зміна їх середовища поширення

Комплексний аналіз Європейської частини Арктики показав, що: 1. Моря ЄА зазнають певних змін через зміни океанічної і атмосферної циркуляції, а Баренцове море зазнає змін у продуктивності природного біоресурсного потенціалу. 2. Потепління і зниження льодовитості Баренцового моря характерне було до першої декади 21 ст. , а останні роки ситуація почала змінюватися. 3. Морські екосистеми досить добре адаптовані до багатолітньої мінливості умов навколишнього середовища і більше залежать від антропогенного навантаження (промисловий видобуток біоресурсів, заселення інших видів ). 4. Зміни ареалів промислових видів риб.

Морфо-фізіологічне пристосування аборигенів… Еволюційне пристосування населення Крайньої Півночі (саами, ненці, чукчі і ескімоси) спрямоване на подолання стресових ситуацій, пов'язаних з холодовим дискомфортом. Адаптивний тип характеризується: • високою щільність тіла (міцний кістяк, розвинена кістково-м'язова маса, циліндрична видовжена форма грудної клітини і короткі ноги), • сильним імунітетом організму, • високою вентиляційною здатністю легенів, • підвищеним вмістом гемоглобіну в крові, • неординарною здатністю до окислювання жирів,

• посиленням енергетичних процесів і теплорегулюючих властивостей, • стабільністю рівня метаболізму в умовах переохолодження, • значним наповненням тканин кров'ю і її більш інтенсивна циркуляція, • слабкою чутливістю шкіри і рук до температурних подразників. Для арктичних популяцій характерні прискорені процеси росту, розвитку і старіння, але життєвий цикл дещо скорочений.

Особливості акліматизації у людей, що приїжджають … У осіб, що акліматизуються у високих широтах, відзначається посилена діяльність серцево-судинної і дихальної системи. (північний варіант захворювання). Перший рік у молодих людей 19 -23 років супроводжується зниженням у них артеріального тиску, відчуттям так званої «полярної задухи» . У теплотворенні, крім м'язової маси, беруть участь і всі внутрішні органи, особливо печінка. У морозну погоду підвищується гормональна роль хімічної терморегуляції. Розвивається також «синдром полярної напруги» , який включає тривожність, нервозність, ефекти своєрідної гіпоксії з задухою, з елементами полярно-нічної сонливості або полярно-денного безсоння.

Акліматизація дітей і підлітків у кліматичних умовах високих широт характеризується наступними симптомами: безсоння або навпаки сонливість, озноб та простудні захворювання. Для дітей і підлітків, що народилися в цьому регіоні можливий цілком нормальний внутрішньоутробний розвиток, а народження з високим потенціалом життєстійкості, якщо мати дитини досить акліматизована. Найбільш гальмуючу дію на перебування і розвиток дітей створює суворий клімат в 1 -ий рік перебування або після народження, як правило, це відбувається через недолік вітаміну Д, а також інших вітамінів групи С и Д, Р, В 2, РР.

АНТАРКТИДА

Антарктида – найхолодніший материк планети Антарктичні повітряні маси вирізняються низькими температурами, значною прозорістю та сухістю і відсутністю хмарності. В умовах полярної ночі зимою відбувається сильне охолодження, а літом льодовиковий і сніговий покрив відбиває майже 90% сонячної радіації. У внутрішніх районах навіть влітку середньодобові температури тримаються в межах -30 о. С, а зимою доходять до 70 о. С. На станції „Восток” зареєстрована найнижча температура на планеті (-89, 2 о. С). На узбережжі материка значно тепліше: літом температура повітря наближається до 0 о. С, а зимою – до -10. . -25 о. С. Внаслідок сильного охолодження в центрі материка і стікання холодного важкого повітря формується – область високого атмосферного тиску, від якого в сторону океану дмуть постійні стокові вітри. Незначні опади – у середньому 200 мм на рік, а у прибережній смузі досягають 500 -600 мм, а у внутрішніх частинах материка 100 -150 мм.

В антарктичному кліматичному поясі виділяють наступні області: • • • область Центрального (високогірного) плато (понад 2800 м); область антарктичного схилу; область антарктичного узбережжя. Для центрального антарктичного плато характерні інтенсивні інверсії, під час яких мінімальні температури досягають -88°С (взимку середні місячні температури становлять -50 -75 °С, влітку до -40 °С). Середня річна кількість атмосферних опадів становить 35 -90 мм (через значні висоти, малі запасами вологи при низьких температурах і рідкими циклонами на материку), також характетерні слабкі вітри.

В субантарктичному кліматичному поясі виділяють дві області: • область дрейфуючих айсбергів дрейфуючих крижин; • область відкритих антарктичних вод. Антарктичні айсберги утворюються внаслідок періодичного відривання брил від шельфових льодовиків, а також обвалювання кромки льодовикового покриву в антарктичні моря. Клімат області відкритих антарктичних вод формуються під впливом циклонічної діяльності, що існують над південними районами Тихого, Атлантичного та Індійського океанів. Проходження циклонів супроводжується туманами (тривалістю до 10 год. ) і опадами. Циклони переміщуються із заходу на схід навколо Антарктиди з різною швидкістю, центри їх знаходяться між 62 і 65° пд. ш. (середня тривалість проходження центрів циклонів - 2 -4 доби). Переміщення фронтальних частин циклонів супроводжується значною мінливістю температури і вітрового режиму, що впливає на хвилювання моря (хвилі понад 20 м).

Основні компоненти клімату в районі станції “Восток” і в селищі “Мирний”… Географічні зони в Антарктиді Центральна Антарктида (станція “Восток”) Прибережна Антарктида (селище Мирний) Середньорічна температура повітря -55, 60 -10, 20 Абсолютний мінімум температури повітря -88, 30 -430 Середньорічний атмосферний тиск (г. Па) 624 1113 Середня швидкість вітру (м/сек) 5 11, 8 Максимальна швидкість вітру (м/сек) 33 55 4, 5 місяці – Середньорічні значення елементів клімату Тривалість повної відсутності сонячної радіації

Особливості прояву акліматизації в Антарктиді… У процесі акліматизації людини в Антарктиді можна виділити наступні фази перебудови фізіологічних систем адаптації: q Перша фаза ( «струс» ) характеризується вираженими проявами взаємодії організму з низькотемпературними умовами. Ця фаза триває від 10 -15 днів до 1, 5 -2 місяців і характеризується в основному фізіологічними проявами по типу «гірської хвороби» і первинними реакціями на незвичний холод. q Друга фаза ( «високої реактивності» ) - фаза формування нового динамічного стереотипу організму, що характеризується граничною напругою механізмів адаптації і нестійкою фізіологічною рівновагою. Розрізняють два періоди: • період адаптації до полярного дня ( лютий-березень); • період адаптації до полярної ночі ( квітень-червень). Клінічна характеристика другої фази складається з метеоневрозів, а також з гострого виснаження нервової і серцево-судинної систем. q Третя фаза ( «вирівнювання» ) - фаза максимальної акліматизації (в липні-січні) з пристосуванням до нових умов середовища. Але з кінця серпня до вересня спостерігається повторне загострення метеоневрозів, викликане зміною в світловому режимі після появи сонця (ламання стереотипних реакцій, вироблених в організмі в попередній сезон).

Загальні фізіологічні відхилення… При прибутті полярників у внутрішньоконтинентальні райони Антарктиди поступово розвиваються явища, обумовлені: гіпоксією високогір'я і впливом понад низьких температур. Особливо при фізичному навантаженні з'являється почуття розбитості, головні болі з шумами, болі в області серця (стенокардія), носові кровотечі, погіршення зору, нудота, порушення діяльності шлунково-кишкового тракту, а також розлад сну (безсоння, поверхневий сон, кошмарні сновидіння, іноді сонливість). Як правило, всі ці явища тривають від 5 -6 до 12 -14 днів і потім поступово слабшають. Але клінічні прояви гірської хвороби інколи стають більш тяжкими і тоді проводиться негайний вивіз полярників на прибережні станції. Нервова утома до кінця полярної ночі може набуває характеру глибокого нервового виснаження з повним «руйнуванням» адаптаційних реакцій інших систем.

Вплив наднизьких температур Більшість простудних захворювань у полярників спостерігається, особливо в початковий період, а згодом при роботах навіть на 75° морозі не зареєстровано жодного погіршення самопочуття через застуду. Наприкінці полярної ночі, при раптовому різкому підвищення температури на 20 -30°, наприклад від -80° до -60 — -65°, сприймається як відчуття відлиги, у помірних широтах. При морозах до -80° і нижче перебування на відкритому повітрі більше 10 хв. небезпечне, навіть, для акліматизованих полярників, а при вітрі небезпека різко збільшується. На відкритому повітрі у людини при такій температурі з'являються слабість, різка задуха, сльозотеча, біль в очах, почуття болю за грудиною, відчуття сильної сухості в роті й носоглотці. При дії низьких температур на незахищену шкіру через 20 -30 секунд у пальцях і руках з'являється наростаючий біль, а через 1 -3 хв. переходить в оніміння і відбувається побіління шкіри.

Сонячні опіки в Антарктиді Висока прозорість атмосфери, збільшена відбивна здатність сніжної поверхні (альбедо до 92 -94%) в Антарктиді часто викликають ультрафіолетові опіки в полярників у літній період. В основному це опіки виступаючих і незахищених ділянок - ніс, вуха, губи, скули, підборіддя і шия. По своєму клінічному ходу вони різко відрізняються від сонячних опіків у помірних широтах Північної півкулі. Виразки, що утворяться, слабко больові, швидко гояться і не викликають різкого порушення фізичного стану і працездатності полярників. Іншою небезпекою, пов'язаної з ультрафіолетовим випромінюванням в Антарктиді, є враження сітківки очей (світлові опіки очей (сніжно-полярна сліпота). Профілактичним і лікувальним засобом проти виразки сітківки очей ультрафіолетовими променями є захист темними окулярами з боковими скельцями.

Зміна імунологічної реактивності Абсолютна більшість простудних захворювань (ангіни, катар верхніх дихальних шляхів) в Антарктиді, так само як і загострення вогнищ інфекції (запалення внутрішніх органів, отити, туберкульоз легенів) спостерігаються в початковому періоді акліматизації. Відсутність цих захворювань протягом основного періоду зимівлі обумовлено розвитком у початковому періоді акліматизації в зимівників імунітету не тільки до «власної» мікрофлори, але і до мікрофлори, «завезеної» колегами, і відсутністю протягом всієї зимівлі надходження нових штамів вірусів і мікробів. Переважна більшість учасників антарктичних експедицій хворіє на грип і гострий катар верхніх дихальних шляхів при поверненні додому.

Специфіка захворювань. . . Сонячна, вітамінна та імунно-біологічна недостатність відбивається на загальній опірності (резистентності) організму і як результат погіршення стану здоров'я. Структура захворювань, як місцевого, так і приїжджого населення визначається ефектом УФ-недостатності і холодового синдрому: • гострі і хронічні різні запальні процеси (бронхіти, артрити, неврити, нейроваскуліти, «холодова хвороба» ), • захворювання центральної нервової системи, озноб, обмороження і замерзання. Для корінного населення характерна менша частота простудних захворювань і практично не зустрічається обмороження.

ВІКОВІЧНА МЕРЗЛОТА

Віковічна мерзлота Зону вічної мерзлоти класифікують наступним чином: • суцільна – коли практично вся площа зайнята мерзлими ґрунтами; • перервна – якщо поширюється на 70 -80% площі; • острівна – якщо поширюється менш як на 40 -60%; • рідкоострівна – 5 -10% площі. В даний час віковічна мерзлота займає значну частину площі континентів до 24% (22, 8 106 км 2) в Північній півкулі (займає до 67% площі Росії і біля 50% території Канади). Маса і площа поширення основних кріогенних утворень Маса Вид льоду Льодовикові покриви льодовики Підземні льоди Морські льоди Сніговий покрив Айсберги Атмосферні льоди Всього Площа поширення 1020 г і % млн. км 2 % 240 97, 72 16 11 (суходолу) 5 0, 4 0, 1 0, 08 0, 02 246 2, 04 0, 16 0, 04 0, 03 0, 01 100 32 26 72 64 - 25 (суходолу) 7 (океану) 14 (Землі) 19 (океану) -

Частка, % Площа, в 106 км 2 Широтний розподіл площ вічної мерзлоти (1), її частки земної поверхні для кожної широти (2) та деградація для кожної широти Північної півкулі (3) Широта

Динаміка площі вічної мерзлоти в Північній півкулі по чисельним моделям: сценарії побудовані на основі трьох сценаріїв для температури повітря в 21 ст:

ГІРСЬКІ РЕГІОНИ

Акліматизація в умовах високогір'їв… • • • Клімат високогір'їв характеризується: зниженим атмосферного тиску, температурним дискомфортом (холодом), недоліком кисню. Температура повітря в горах з висотою падає: у Тибеті на висоті 5000 м над рівнем моря падає до -30 - -35° узимку, а влітку не перевищує 15°С. В аборигенів високогір'їв відзначається значима рангова кореляція довжини тіла з висотою над рівнем моря. Поряд з масивною статурою в жителів високогір'їв відзначають більш виражений циліндричний склад грудної клітки і кістяка в цілому. Інтенсифікований розвиток кісткової тканини забезпечує посилену продукцію червоних кров'яних тілець - еритроцитів, що відшкодовують дефіцит парціального кисню і не допускають кисневого голодування. Число еритроцитів у корінних жителів Перу на 30% вище, ніж в осіб, що живуть на рівні моря. Пристосування до високогір'я починається від висот 2000 м.

Особливості профілактики захворювань… Заходи, що підвищують стійкість організму до гірськокліматичних умов, складаються дією, спрямованих на попередження гірської хвороби. Крім полегшення умов проживання, праці і продовження умов відпочинку, украй необхідним є розвиток і підтримка біологічних мір захисту від зниженого атмосферного тиску, підвищеного УФопромінення, гіпоксії (кисневого голодування), у тому числі на основі засобів активної акліматизації: це активні фізичні вправи, праця на відкритому повітрі, загартовування охолодними процедурами і сонячним опроміненням. Стимулюючі дії всього комплексу гірськокліматичних факторів на реакції обміну речовин, ферментну активність, нейроендокринну регуляцію в сполученні з фізичною діяльністю і харчуванням створюють для приїжджих винятково комфортні стани, а для місцевих жителів можливість довгої тривалості життя.