Влияние высоты на организм человека
Из курса физики хорошо известно, что с повышением высоты над уровнем моря атмосферное давление падает. Если до высоты 500 метров никаких значительных изменений этого показателя не наблюдается, то при достижении 5000 метров атмосферное давление уменьшается почти вдвое. С уменьшением атмосферного давления падает и парциальное давление кислорода в воздушной смеси, что моментально сказывается на работоспособности человеческого организма. Механизм этого воздействия объясняется тем, что насыщение крови кислородом и его доставка к тканям и органам осуществляется за счёт разности парциального давления в крови и альвеолах лёгких, а на высоте эта разница уменьшается.
Барометрическое давление в мм | 760 | 720 | 480 | 432 | 385 | 335 | 288 | 240 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Высота, соответствующая давлению в мм | 500 | 3500 | 4500 | 5400 | 6500 | 7700 | 8900 | |
Давление кислорода в мм | 160 | 152 | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 |
Насыщенность крови кислородом в % | 100 | 96 | 94 | 93 | 92 | 90 | 88 | 82 |
До высоты в 3500 — 4000 метров организм сам компенсирует нехватку кислорода, поступающего в лёгкие, за счёт учащения дыхания и увеличения объёма вдыхаемого воздуха (глубина дыхания). Дальнейший набор высоты, для полной компенсации негативного воздействия, требует использования лекарственных средств и кислородного оборудования (кислородный баллон).
Кислород необходим всем органам и тканям человеческого тела при обмене веществ. Его расход прямо пропорционален активности организма. Нехватка кислорода в организме может привести к развитию горной болезни, которая в предельном случае — отёке мозга или лёгких — может привести к смерти. Горная болезнь проявляется в таких симптомах, как: головная боль, отдышка, учащённое дыхание, у некоторых болезненные ощущения в мышцах и суставах, снижается аппетит, беспокойный сон и т. д.
Переносимость высоты очень индивидуальный показатель, определяемый особенностями обменных процессов организма и тренированностью.
Большую роль в борьбе с негативным влиянием высоты играет акклиматизация, в процессе которой организм учится бороться с недостатком кислорода.
- Первой реакцией организма на понижение давления является учащение пульса, повышение кровяного давления и гипервентиляция лёгких, наступает расширение капилляров в тканях. В кровообращение включается резервная кровь из селезёнки и печени (7 — 14 дней).
- Вторая фаза акклиматизации заключается в повышение количества производимых костным мозгом эритроцитов практически вдвое (от 4,5 до 8,0 млн. эритроцитов в мм3 крови), что приводит к лучшей переносимости высоты.
Благотворное влияние на высоте оказывает употребление витаминов, особенно витамина С.
Интенсивность развития горной болезни в зависимости от высоты.[1]
Высота, м | Признаки |
---|---|
800—1000 | Высота переносится легко, однако у некоторых людей наблюдаются небольшие отклонения от нормы. |
1000—2500 | Физически нетренированные люди испытывают некоторую вялость, возникает легкое головокружение, учащается сердцебиение. Симптомов горной болезни нет. |
2500—3000 | Большинство здоровых неакклиматизированных людей ощущает действие высоты, однако ярко выраженных симптомов горной болезни у большинства здоровых людей нет, а у некоторых наблюдаются изменения в поведении: приподнятое настроение, излишняя жестикуляция и говорливость, беспричинное веселье и смех. |
3000—5000 | Проявляется острая и тяжело протекающая (в отдельных случаях) горная болезнь. Резко нарушается ритм дыхания, жалобы на удушье. Нередко возникает тошнота и рвота, начинаются боли в области живота. Возбужденное состояние сменяется упадком настроения, развивается апатия, безразличие к окружающей среде, меланхоличность. Ярко выраженные признаки заболевания обычно проявляются не сразу, а в течение некоторого времени пребывания на этих высотах. |
5000—7000 | Ощущается общая слабость, тяжесть во всем теле, сильная усталость. Боль в висках. При резких движениях — головокружение. Губы синеют, повышается температура, часто из носа и легких выделяется кровь, а иногда начинается и желудочное кровотечение. Возникают галлюцинации. |
2. Рототаев П. С. Р79 Покоренные гиганты. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., “Мысль”, 1975. 283 с. с карт.; 16 л. ил.
Источник
Определение природно-климатических условий
Климат — это наблюдаемый в течение многих лет одинаковый режим погоды на определенной территории. Другими словами, так называются усредненные показатели по следующим параметрам:
- влажность воздуха;
- его температура;
- атмосферное давление;
- сила и направление ветра и др.
Понятие природно-климатических условий гораздо шире.
Природно-климатические условия — что под этим понимается
Под природно-климатическими условиями подразумевается характеристика конкретной местности, которая зависит от ее географического расположения, климатических особенностей и рельефа поверхности.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Природно-климатические условия характеризуются:
- положением местности по широте относительно морей, океанов и климатических поясов;
- высотой над уровнем моря;
- системой циркуляции атмосферных потоков и др.
Средние значения различных метеорологических показателей, отслеживаемые в течение многих лет, называются климатическими нормами. А несовпадения с этими показателями за определенные периоды времени называются отклонениями от климатических норм.
Типы природно-климатических условий и климатические пояса
Существует несколько общепризнанных классификаций климата, основанных на различных характеристиках природно-климатических условий:
- По особенностям циркуляции воздушных потоков климат бывает океанического или материкового типов, климатом восточных берегов, климатом западных берегов.
- В зависимости от расположения территории относительно климатического пояса климат на ней бывает экваториальным, тропическим муссонным, тропическим сухим, тропическим влажным, средиземноморским, субтропическим континентальным, субтропическим муссонным, умеренным морским, умеренным континентальным, умеренным резко континентальным, умеренным муссонным, субарктическим, субантарктическим, арктическим, антарктическим.
- По режиму температуры и количеству осадков климат бывает континентальным, морским, высокогорным, аридным, гумидным, нивальным, солярным, муссонным и пассатным.
Основной характеристикой климата, изучаемой в школьных учебниках по географии, является выделение в каждом полушарии планеты четырех основных климатических поясов:
- экваториального;
- субэкваториального;
- тропического;
- субтропического;
- умеренного;
- полярного (арктического и антарктического);
- субполярного.
Характеристика особых и сложных условий
В климатологии используется ряд понятий, характеризующих особые климатические условия:
- Горный климат, который подразделяется на собственно горный климат (высота 3-4 тысячи метров над уровнем моря) и высокогорный климат (на высотах больше 4-х тысяч метров).
- Аридный климат. Так научно называется климат пустынь и полупустынь. Этот тип климата характеризуется большим суточным и годовым колебанием температуры воздуха и практически полным отсутствием осадков (от 100 до 150 мм в год).
- Гумидный климат характеризуется наличием избыточного увлажнения и недостаточным количеством солнечного тепла для испарения влаги от осадков.
- Нивальный климат или климат ледников и вечной мерзлоты. Характеризуется большим количеством твердых осадков, которых выпадает намного больше, чем может испариться или растаять.
Сложными для проживания и занятий хозяйственной деятельностью, опасными для здоровья человека традиционно считаются полярный и субполярный типы климатов.
Что оказывает влияние на климат
На формирование климата местности оказывают влияние следующие факторы:
- Астрономические: положение Земли относительно Солнца, скорость вращения планеты и др. Вращение Земли вокруг своей оси влияет на изменение погоды в течение одних суток, движение планеты вокруг Солнца вызывает сезонные различия погодных условий. Такие ветры как муссоны и пассаты, а также образование циклонов возникают по причине вращения Земли.
- Географические: масса и размер нашей планеты, величина силы тяжести на Земле, состав воздуха, высота над уровнем моря, географическая широта, характер рельефа, океанические течения и т. д.
- Солнечное излучение. Количество солнечной энергии, которое получает земная поверхность, зависит, в первую очередь, от угла падения солнечных лучей. Количество энергии будет максимальным в том случае, когда угол падения прямой. Количество солнечного излучения, поглощаемого поверхностью земли зависит от типа поверхности (горы, море), высоты местности и облачности. На экваторе, где всегда большая облачность, отражается большая часть поступающей солнечной энергии. Водные поверхности поглощают солнечное излучение лучше других, они отражают лишь до 10% энергии. Высокой является доля поглощенной энергии в пустынях, которые находятся высоко над уровнем моря. Еще одним важным фактором, зависящим от Солнца, является длительность светового дня, которая сильно варьируется в зависимости от широт.
- Циркуляция воздушных масс. Под этим термином понимается совокупность всех воздушных течений в атмосфере Земли. Это пассаты, муссоны, циклоны и антициклоны, которые возникают из-за неравномерного давления в атмосфере планеты.
- Деятельность человека. С развитием промышленности и началом научно-технической революции человеческая деятельность серьезным образом повлияла на природно-климатические особенности отдельных территорий и климата планеты в целом. Это явление получило название антропогенного фактора.
Методы изучения
Изучением климата занимается специальная наука, именуемая климатологией. Для формирования выводов о климатических особенностях местности необходимы длительные наблюдения за климатом: от 25 до 50 лет в умеренных широтах, менее продолжительные по длительности — в тропических.
Для формирования природно-климатических характеристик проводятся длительные наблюдения за следующими метеорологическими показателями:
- температура и влажность воздуха;
- атмосферное давление;
- скорость и направление ветра;
- количество и частота атмосферных осадков;
- облачность;
- уровень солнечной радиации;
- испарение воды с земной поверхности и многое другое.
Для характеристики природно-климатических условий используются различные комплексные показатели, которые определяются по таким метеорологическим данным, как коэффициент увлажнения, индекс засушливости и т.д.
Источник
Горы и здоровье
Горы и здоровье
В 1590 г. испанец Акоста во время путешествия в Перуанских Андах отметил, что на высоте 4500 м над уровнем моря у него и у многих его спутников появились одышка, слабость, сердцебиение, головокружение и многие признаки недомогания. Эта горная болезнь была объяснена только в 1887 г. французским физиологом Бертом. Недостаток кислорода был тому причиной.
Климат на разных высотах в горах неодинаково влияет на здоровье человека: низкогорья (с высотами 750 — 1000 м) и среднегорья (с высотами 1000 — 2500 м над уровнем моря) представляют большую ценность для отдыха, туризма и даже лечения некоторых за болеваний.
Климат же высокогорья с высотами свыше 2500 м для большинства людей является нелегким, так как требует слишком сильного напряжения приспособительных систем организма. Однако лица, постоянно живущие на больших высотах, приспосабливаются, и для них этот климат становится наиболее комфортабельным.
Проявления горной болезни в Альпах возникают у многих на высоте 2500 м, на Кавказе — на высоте 3000 м, а в Гималаях — на высоте 4000 м. Это обстоятельство указывает на значение интегрального воздействия горноклиматических факторов на организм человека.
Шерпы представляют собой немногочисленную народность, проживающую в горных районах Непала и частично Индии. Их жилища нередко находятся на высоте, достигающей 4 — 5 км и более. Поселения, лежащие высоко над уровнем моря, до 4 км и выше, имеются и у нас на Тянь-Шане и Памире. Часть индейского населения Перу расселена также на больших высотах Анд. Здесь они работают в шахтах, добывая медь и другие полезные ископаемые.
В последние 15 — 20 лет работа сердца у обитателей гор была изучена особенно тщательно. Выяснились отличительные черты работы сердца у горцев, описаны его морфологические и физиологические характеристики.
Электрокардиографические исследования установили перегрузку и утолщение стенки правого желудочка сердца у жителей перуанского высокогорья. Специальные электрокардиографические и вектор-кардиографические исследования, выполненные на высотах Тянь-Шаня и Памира, показали, что высота порядка 2 — 2,5 км является той минимальной границей, длительное пребывание на которой у части людей вызывает усиленную работу правого желудочка сердца, приводя к утолщению его стенки.
Анализируемая особенность со стороны сердца регистрируется поголовно у всех обитателей высот 3500 и 4200 м, а у многих утолщение правожелудочковой стенки бывает столь выраженным, что напоминает наблюдаемую у больных с пороком сердца. Между высотой местности, с одной стороны, и частотой и выраженностью гипертрофии правого желудочка и предсердия, с другой, существует четкая зависимость.
В отличие от тибетцев и перуанцев у жителей больших высот Тянь-Шаня и Памира найдена гипертрофия также и левого желудочка сердца.
В 1935 г. ученые, обрабатывая записи, оставленные испанскими завоевателями Перу в XVI в., установили, что после основания в Андах на высоте 4500 м г. Потоки в течение 53 лет не было ни одного потомка у переселившихся сюда испанцев. В то же время рождаемость местного индейского населения оставалась нормальной. Среди местных жителей нередко можно было встретить семьи с 5 — 8 детьми. Отсутствие деторождаемости привело к тому, что испанские конкистадоры вынуждены были перевести высокогорную столицу Перу в Лиму, находящуюся на уровне моря. Утрата плодовитости наблюдалась и у домашнего скота, перевезенного испанцами в горы.
Человек, попавший в условия высокогорья, первое время чувствует себя плохо. Сказывается непривычный кислородный режим: сухой воздух, резкие колебания температуры воздуха, да и сам горный ландшафт оказывают сильное эмоциональное воздействие.
Исследования проводились в горах Памира на высоте 3400—3600 метров над уровнем моря, У испытуемых, среди которых были жители Средней Азии и выходцы из средней полосы России, исследовали почти все виды памяти: долговременную и кратковременную, зрительную и слуховую, оперативную и наглядно-ассоциативную.
Было установлено, что нарушение памяти наступает у приезжих из средней полосы относительно чаще.
На высокогорье постоянно проживает значительная часть населения мира. Средняя высота земной суши составляет 750 м над уровнем моря. Даже на относительно больших высотах — более 3000 м — проживают свыше 25 млн. человек. Население несколько меньших высот — выше 2000 м — исчисляется более 50 млн. человек. Поэтому представляет научный интерес исследование людей, живущих в высокогорных районах, для выявления путей наиболее совершенного приспособления человека к указанным условиям.
В то же время имеются суждения, подкрепленные рядом наблюдений, что для гипертоников пребывание на высоте способствует улучшению их состояния и снижению кровяного давления. Это важное положение может быть учтено при выборе курортов. Тяга к морю, особенно в летние месяцы, когда высоки инсоляция, влажность, когда курорты перегружены и на отдыхающих ложится дополнительная нагрузка,- все это вряд ли полезно для лиц, страдающих указанными выше заболеваниями. Современная тенденция у курортологов рекомендовать отдых для лиц старше 50 лет в тех же климатогеографнческих зонах, где они проживает, а если выбирать курорты на юге страны, то избегать летнего периода.
Горы во все больших масштабах используются для отдыха, туризма и альпинизма. Здесь расположены уникальные лечебницы, курорты и санатории.
Рельеф местности сам по себе, естественно, не влияет на здоровье человека, однако отдельные компоненты, характеризующие низменности, плоскогорья и горные районы, оказывают серьезное влияние на состояние здоровья отдельных групп населения, проживающих в этих районах. Речь идет при этом не только о болезнях, специфических для горных районов, как, например, горная болезнь или солнечные ожоги, а также о комплексе условий, которые способствуют учащению некоторых заболеваний, например злокачественных опухолей кожи.
В последние годы в качестве научной проблемы изучается загрязнение окружающей среды вулканическими выбросами в плане оценки их канцерогенного и генетического влияния. Еще в 1963 г. исследователь Меррей отметил, что среди народности банту, проживающей в Африке, рак желудка встречается чаще в вулканических районах. Эта локализация рака, согласно современным представлениям, обусловлена действием факторов внешней среды, поэтому логично предположить, что в учащении опухолей желудка повинны вещества, находящиеся в составе вулканических выбросов. В настоящее время аналогичные наблюдения имеются и в отношении других областей активного вулканизма.
Научный центр в течение ряда лет направлял на Камчатку свои экспедиции во главе с доктором медицинских наук А. П. Ильницким. Эти экспедиции делали заборы образцов лавы в пеплах вулканов Тятя, Толбачик и образцы почв, растительности, термальных вод в различных районах Камчатки и Курильских островов.
Экспедиции обнаружили, что во многих пробах были повышенные дозы бензпирена, вещества, которое имеет индикаторное значение для группы канцерогенных ПАУ. Экспедиция сделала вывод, что с вулканическим пеплом ежегодно в биосферу поступает несколько тонн этого канцерогенного соединения. Это относительно небольшое количество по сравнению с бензпиреном, поступающим при разливах нефти в океане.
Итак, человек постоянно находится под влиянием тех или иных внешних воздействий. Согласно классификации академика Н. П, Дубинина (1977) основными категориями химических мутагенов в окружающей среде являются:
1) естественные неорганические вещества
2) продукты переработки природных соединений
3) химические продукты, не встречающиеся в природе
Вещества, поступающие в биосферу с вулканическими выбросами и обладающие мутагенными свойствами, относятся по этой классификации к первой группе.
В мире немало населенных территорий, расположенных рядом с вулканами. В нашей стране это Камчатка и Курильские острова. В этих районах наблюдается чрезвычайное разнообразие соединений, поступающих одновременно в больших количествах в окружающую среду; различный химический состав выбросов разных вулканов, определяющий формирование в одной и той же области активного вулканизма биогеохимических субпровинций.
Возникает естественный вопрос, каким образом указанные выше активные соединения поступают в организм человека. Это происходит с питьевой водой, по пищевой цепочке почва -> растительность -> сельскохозяйственные животные -> человек или вода -> рыба -> человек. Кроме того, возможность поступления с растительными сельскохозяйственными продуктами или при вдыхании вулканических газовых выбросов не исключена.
Из элементов, которые могут фактически действовать на человека, в магме находятся фтор, мышьяк и другие опасные химические элементы в различных их соединениях.
Что касается фтора, то токсичность его для человека и животных была отмечена в районах действия этих вулканов. Фтор вымывается из пеплов c водой, которая может использоваться для питьевых целей. В области активного вулканизма большой проблемой является проблема флюорозов. Ведутся исследования по изучению фтора как канцерогенного соединения.
Вторым элементом, о котором следует в данном случае сказать, является мышьяк. Многими исследователями в районах Японии, Новой Зеландии, Калифорнии было замечено, что в горячих источниках, связанных с вулканической деятельностью, мышьяк достигает 0,9 мг/л. В реке Токонсе, которая берет свое начало в Чилийских Андах, концентрация мышьяка достигает 0,8 мг/л, а г. Антафагаста снабжается водой этой реки в качестве питьевой. Все это не может пройти бесследно для здоровья населения.
В России 34 — 40 % общей площади страны занимают горные системы, из них 12 % приходится на горы свыше 1500 м над уровнем моря. Как известно, на этой высоте наблюдается гипоксия. Степень ее выраженности связана с особенностями ландшафта, географического месторасположения, климатических факторов.
В последние годы было обращено внимание на различные течения ряда заболеваний в условиях высокогорья, в частности, это относится к заболеваниям сосудов и сердца, а также к злокачественным опухолям. В то же время в горных районах чаше встречаются люди, живущие более 90 — 100 лет. Этому способствует комплекс благоприятных факторов горной местности.
Александр Васильевич Чаклин, География здоровья.
Источник