Экологическая ф.ч. Конспект лекций. Конспект лекций Донецк 2016
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
Адаптация человека в условиях морского климата Характеристика особенностей морского климата в различных географических широ- тах Земного шара. Моря и океаны, занимая большую часть поверхности Земного шара, охваты- вают все географические зоны. Морской климат характерен для открытых океанических и мор- ских пространств, а также для островов и прибрежных районов материков, на которые распро- страняются массы морского воздуха. В зависимости от географической широты местности, тер- ритории с морским климатом могут быть подразделены на морские холодные, умеренные и жар- кие без четко очерченных границ. Наряду с географической широтой местности на характер мор- ского климата оказывают влияние климатические особенности прилегающей суши в связи с тем, что массы воздуха перемещаются как с моря на сушу, так и с суши на море. В отдельных регионах на морской климат существенно влияют морские течения. Так, теплые морские течения, проникая в зону холодного климата, способствуют прогреванию воздуха, а в других – холодные течения в жаркой зоне понижают температуру воздуха. 55 Морской климат характеризуется сравнительно малой изменчивостью температуры возду- ха в течение года и суток, определенным ветровым и влагообразующим режимом, а также влия- нием химических свойств морской воды на воздушные массы. Морской воздух формируется над поверхностью морей различных широт и отличается исключительной чистотой, большим содер- жанием влаги, повышенным количеством озона и примесью химических веществ моря. Мине- ральный состав морей и океанов характеризуется наличием почти всех химических элементов, на- ходящихся в сложных соединениях и образующих слабощелочной раствор (рН 7,6-8,4). Кроме то- го, морская вода отличается от почвы меньшей радиоактивностью, а от атмосферного воздуха – большим содержанием свободного кислорода и углекислого газа. Между гидросферой и атмосфе- рой Земли постоянно происходит обмен химическими веществами. Так, под влиянием солнечной энергии огромные массы воды, испаряясь, поступают в атмосферу. В морской воде постоянно об- разуются пузырьки газа, которые после всплытия на поверхность лопаются, высвобождая газы и соли морской воды в атмосферу. При этом образуются аэрозоли и свободные заряды (аэроионы). Так, в 1 см 3 морского воздуха содержится более тысячи аэрозолей и сотни положительно и отри- цательно заряженных аэроионов. Из гидросферы в атмосферу за год поступает около 10 10 тонн морской соли. Наибольшее количество солей в атмосфере вблизи моря достигается при ветре в 6 баллов. Некоторое количество морской соли содержится в воздухе на десятки и сотни километров от моря и поднимается на высоту 100-200 метров (в небольшом количестве морская соль обнару- живается и на высоте до 1-2 км). Кроме того, в штормовую погоду с поверхности моря отрывают- ся мельчайшие капельки воды, образующие гидрозоли, которые при пониженной влажности быст- ро испаряются, образуя кристаллы. При повышенной влажности эти кристаллы становятся ядрами конденсации. Морские аэрозоли постоянно образуются, осаждаются и окисляются. Наиболее ве- лика концентрация аэрозолей над водой и вблизи береговой линии; количество их резко возраста- ет при волнении моря, при сильном ветре и морском прибое. Морской воздух зимой теплее такового охлажденных поверхностей суши, а летом по при- чине более медленного прогревания водных пространств – холоднее воздуха суши. В прибрежной зоне летом ночной воздух моря теплее воздуха суши, а днем – прохладнее его и образует морской бриз. В северном полушарии самое теплое время года приходится на август, а холодное – на фев- раль; осень теплее весны. Климат прибрежных холодных зон Земли несколько мягче сурового климата континентов северных широт. Вместе с тем холодные сырые ветры, низкие температуры воды, нередкие штормовые погоды создают своеобразие этих мест. Более теплые массы Атланти- ческого океана и его теплые течения, достигая полярного круга, оказывают влияние на климат се- верной Европы и отчасти западной Азии, а также северо-восточной Америки. В Южном полуша- рии воздушные массы Атлантического и Индийского океанов достигают южного полярного круга и оказывают определенное влияние на температуру воздушных масс. Для прибрежных территорий жаркой зоны Земли характерен пассатный климат, который отличается сравнительно высокой температурой воздуха, устойчивым направлением и скоростью ветра, умеренной облачностью и малым количеством осадков. Восточные ветры тропических широт распространяются на большие пространства, в особенности над океаном, по направленным к экватору перифериям субтропических антициклонов. Морской климат умеренных широт в значительной степени определяется влиянием Атлан- тического и Тихого океанов. Так, в зоне широт 40-60º в прибрежных зонах Атлантического и Ти- хого океанов средняя температура августа 22ºС (для широты 40º) и 8º (для широты 60º); в феврале в прибрежных областях Атлантического океана температура составляет 15-0ºС, а в Тихом океане - 10÷+10ºС. В западной Европе и Северной Америке в зоне умеренных широт резко преобладает перенос на материк морских воздушных масс. В умеренной зоне Южного полушария (соответст- вующей 40-50º широты) штормы достигают большой силы, тогда как в умеренных широтах Юж- ной Америки влияние тихоокеанского воздуха ослабляется вершинами Анд. В ряде прибрежных областей выражен муссонный климат (от араб. маусим – время года), для которого характерен сезонный режим воздушных течений. Муссонная циркуляция воздуха связана с солнечно-тепловым режимом больших территорий морей и суши. При этом зимние мус- соны чаще всего направлены с суши на океан (континентальный муссон), а летние – с океана на сушу (океанический муссон). При смене муссонов происходит смена сухой малооблачной погоды зимой на влажную дождливую летом. Муссонный тропический климат ярко выражен в бассейне 56 Индийского океана: он охватывает районы центральной Африки, Аравийского полуострова, Ин- достана, Индокитая, юго-восточного Китая, островов Океании, севера Австралии, а также остро- вов Зеленого Мыса (Африка) и Панамы. Внетропические муссоны характерны для северных рай- онов Евразии, Северной и Южной Америки, Африки, восточной Австралии, Дальнего Востока, Приморского края, северо-восточного Китая, Японии, отчасти Камчатки. Разновидностью муссон- ного климата является средиземноморский климат, охватывающий Португалию, Испанию, юг Франции, Италию, Югославию, Грецию, Турцию, страны Ближнего Востока, прибрежные части Северной и Южной Африки, Южной Австралии, ряд районов западного побережья Северной и Южной Америки. Но при этом в отличие от типичного муссонного климата лето в этих местах жаркое и сухое, а зима дождливая и мягкая. Средиземноморский климат типичен также для южно- го берега Крыма, Черноморского побережья Кавказа, Болгарского и Турецкого побережий, отчас- ти Кавказского побережья Каспийского моря. Особенности адаптации человека в зонах различных географических широт с морским климатом. Ведущими факторами, определяющими особенности биологической приспособленно- сти растений, животных и человека к влиянию морского климата, являются физико-химические свойства морского воздуха и метеорологические условия различных географических зон. Несмотря на необходимость адаптации людей, прежде всего, к температурным условиям морских регионов, определенное влияние на этот процесс оказывает и химический состав воздуха. В частности, дли- тельное пребывание людей вблизи моря, особенно при штормовой погоде, приводит к целому ря- ду биохимических и физиологических изменений, которые наиболее ярко выражены в первые дни и недели пребывания у моря и проявляются в усилении водного и солевого обмена, повышении в пределах физиологической регуляции диуреза и гидрофильности тканей, обогащении организма йодом и бромом, усилении фосфорно-кальциевого обмена и ферментативных процессов в костной ткани. В условиях морского климата наряду с определенными перестройками в водно-солевом обмене, носящими сходный характер и не зависящими от температуры воздуха, адаптационные реакции первостепенной важности возникают в ответ на действие температурного фактора и ха- рактеризуются своими особенностями в зависимости от географической широты местности мор- ского региона. Так, для холодных морей характерна низкая температура воздуха, суточные и се- зонные особенности светового режима, ультрафиолетовая недостаточность зимой и повышенная космическая радиация. Определяющим фактором адаптации людей в таких условиях является хо- лод, зачастую сочетающийся с высокой влажностью и сильными ветрами. В связи с этим характер развития срочных и долговременных адаптационных реакций во многом аналогичен таковому у приезжего населения Северных широт. В частности, имеет место повышение основного обмена, которое, с одной стороны, носит компенсаторный характер и направлено на усиление теплопро- дукции, а, с другой, – обуславливает развитие в периферических тканях некоторой гипоксии, тре- бующей компенсаторной интенсификации деятельности сердца и аппарата внешнего дыхания и обуславливающей постепенное развитие морфологических перестроек в этих органах. Реакции людей на действие климата тропических морей носят противоположный характер и проявляются в ослаблении обменных процессов (с целью понизить теплопродукцию) и симпато- адреналовой регуляции, развитии атонических (с целью минимизировать сократительный термо- генез) и гипотензивных (по причине расширения сосудов кожи) состояний, усилении нагрузки на сердце (вследствие сгущения крови, а также компенсаторного усиления его деятельности на фоне пониженного артериального давления). Адаптация к жаркому морскому климату, наряду с реак- циями организма на повышенную температуру, сопровождается и развитием приспособлений к повышенному фону ультрафиолетовой радиации при постоянном или длительном лете. При этом близость моря, морские холодные течения, морские ветры ослабляют, но не изменяют хода основ- ных адаптационных реакций на действие жаркого климата. Вместе с тем, плавание одних и тех же людей в морях различных географических широт стимулирует разнонаправленные адаптационные реакции, характер которых зависит в первую очередь от температурного фактора. Так, при плавании в тропических широтах основной обмен снижается, суммарный сосудистый тонус и артериальное давление также понижаются, тогда как перемещение в моря Северных широт обуславливает ускорение обменных процессов и повышение артериального давления. Постоянные колебания артериального давления в течение рейса создают 57 условия отягощения сердечно-сосудистой системы. Значительное влияние на нервно- эндокринную и сердечно-сосудистую системы при плавании оказывают и стрессовые состояния, возникающие по причине действия сильных ветров, шторма и качки и сопровождающиеся разви- тием морской болезни, для которой характерно перевозбуждение вестибулярного аппарата и пара- симпатического отдела вегетативной нервной системы и вызванные этим некоторые вегетативные сдвиги. При плавании людей со сменой географических широт со стороны крови наблюдается не- который эритроцитоз, небольшой лейкоцитоз и лимфоцитоз, эозинофилия и умеренный нейтро- фильный сдвиг. При этом учащаются простудные заболевания, а людей, работающих на открытой палубе, часто встречаются миозиты, невриты и радикулиты. Процесс акклиматизации к морям различных географических широт протекает длительно (для развития долговременной адаптации в холодных или тропических морских зонах требуется более года) и, как правило, не успевает за- вершиться при быстрой смене широт; реакклиматизация наступает в течение 3-4 месяцев. По данным некоторых авторов, во время быстрой смены климатических условий с умерен- ных на тропические у моряков палубной команды нередко развивается некоторая функциональная недостаточность различных физиологических систем организма. В период смены климатических зон отмечается повышение напряжения сердечно-сосудистой и нервной систем, снижение имму- нобиологической реактивности организма. Сравнительно быстрая смена климатических зон при- водит к постоянному напряжению адаптационных реакций организма, в результате чего возникает необходимость обеспечения людей различными витаминами. Кроме того, в высоких широтах воз- растает потребность в калорийности пищи, а в тропических – возникает необходимость в воспол- нении водно-солевого дефицита. Наряду с температурным фактором, при длительном плавании со сменой поясов большое значение в развитии адаптационных реакций людей имеют сезоны года и их перемена, смена поясного времени суток, а также специфические судовые условия работы лю- дей. Наряду с трудностями адаптации людей к морскому климату различных географических широт в случае плавания, значительную трудность представляет и адаптация людей, живущих на суше, к условиям муссонного климата. Так, тропический муссон, хоть и ослабляет действие высо- ких температур внешней среды, но период дождей приводит к значительному повышению влаж- ности воздуха, что затрудняет теплоотдачу испарением. Как следствие, при жарких и влажных по- годах муссонного климата возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую и другие регулирующие системы. Внетропический муссон не сопровождается действием исключительно жарких погод, но значительная сезонная циркуляция воздушных масс в умеренных морских зонах приводит к уста- новлению летом достаточно высоких, а зимой, напротив, очень низких температур воздуха, что требует развития сезонных адаптационных изменений. В результате жители Дальнего Востока и прилегающих к нему географических районов постоянно адаптируются и к морозам Восточной Сибири, и к погодам влажных субтропиков. Так, в зимний муссон наблюдается усиление обмена веществ, некоторое повышение температуры тела (следствие адаптации к холоду) и скорости по- требления кислорода, повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и сосудистого тонуса, в связи с чем имеет место повышение и артериального давления, усиление кроветворения (в связи с чем в крови наблюдается эритроцитоз, лейкоцитоз, нейтрофилез, моно- цитоз). В летний муссон, напротив, основной обмен, потребление кислорода, тонус сосудов и ар- териальное давление понижены, а тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной систе- мы повышен, в крови развивается эритропения и появляются признаки лейкопении. Таким обра- зом, двойная акклиматизация в условиях морского муссонного климата Восточной Азии умерен- ных широт обуславливает периодическое сезонное развитие в организме человека противополож- но направленных адаптационных реакций и делает невозможной долгое поддержание развивших- ся адаптационных процессов на протяжении жизни человека, поскольку зимний холод сменяется сильной жарой летом. Наряду с перестройками водно-солевого обмена и адаптационными реакциями в ответ на температурный фактор морских регионов, пребывание на суши вблизи моря сопровождается и оп- ределенными изменениями в общем психофизиологическом и соматическом статусе человека. В частности, в условиях теплого (комфортного или субкомфортного) морского климата умеренного пояса вид моря производит впечатляющее воздействие и вызывает положительные эмоции. На- 58 чальный период адаптации к морскому климату сопровождается некоторой расторможенностью, эйфорическим состоянием, сочетающимися с усилением функциональной активности вегетатив- ной нервной системы, гипофизарно-адреналовой, кортикостероидной функции, а также активно- сти щитовидной железы. Кроме того, под влиянием морского освежающего бриза и вдыхания ми- нерализованного морского воздуха повышается тонус скелетной мускулатуры, увеличивается ле- гочная проходимость и дыхательный объем легких, усиливается газообмен между альвеолярным воздухом и окружающей средой, а также альвеолярным воздухом и кровью, повышается основной обмен (на 10-20% относительно такового в условиях континентального климата), утилизация ки- слорода периферическими тканями, несколько усиливается функциональная активность сердечно- сосудистой системы (усиливается сократительная функция миокарда и улучшается коронарное кровообращение, повышаются ударный и минутный объемы сердца, увеличивается число функ- ционирующих капилляров в коже). В связи с позитивным влиянием умеренного морского климата на ряд физиологических систем организма, в том числе сердечно-сосудистую и дыхательную, климат прохладных морей в летнее время и южных морей в зимнее используется как естественная ингаляция морского воздуха и средство закаливания организма. При этом наиболее оптимальными для жизни человека являются курорты Черного моря и других мест субтропической зоны, особен- но с климатом средиземноморского типа, для которого характерна вечнозеленая растительность, частые солнечные погоды, исключительно чистый воздух, содержащий элементы морской воды, в том числе йод и бром. Таким образом, адаптация человека к условиям морского климата по своему характеру не является однозначной и определяется разнообразием физических свойств климатообразующих факторов различных географических поясов Земного шара, а также химическими свойствами мор- ского воздуха, зависящими от состава морской воды. При этом в случае адаптации человека к климату морей высоких широт ведущее значение приобретает низкая температура воздуха, соче- тающаяся с длительным периодом светового и ультрафиолетового голодания. В морских регионах низких широт, напротив, определяющими особенности адаптации факторами являются высокая температура воздуха, сочетающаяся с высокой влажностью и избытком ультрафиолетовой радиа- ции. В морской зоне умеренных широт и муссонного климата характер адаптивных реакций по- стоянно меняется соответственно сезонам года, в связи с чем развитие каких-то определенных по- стоянных адаптационных процессов оказывается невозможным. Еще более тяжелыми для орга- низма человека являются резкие и быстрые перемены климатических условий при плавании лю- дей в различных широтах, которые вызывают значительные напряжения регулирующих систем организма и требуют продолжительного периода акклиматизации. Климатические особенности различных географических зон оказывают влияние на течение некоторых заболеваний, усиливая или ослабляя реактивность организма. Приморские регионы с относительно благоприятными тем- пературными условиями используются в лечебных и профилактических целях. |