Практическая по метеорологии mPET. Практическая 3 Купцов. Метеорологическая комфортность
 Скачать 38.18 Kb.
|
259 г/м3. Данное явление можно объяснить при помощи хода температур: по мере того, как воздух нагревается, увеличивается и кинетическая энергия в молекулах воздуха, что делает расстояния между молекулами кислорода больше, уменьшая его плотность. И наоборот при понижении температуры воздуха. Так, минимальным значениям температуры воздуха соответствуют периоды максимальной парциальной плотности кислорода, аналогично максимальным значениям температуры соответствуют периоды минимальной парциальной плотности кислорода.Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Практические занятия по курсу «Метеорология» «Метеорологическая комфортность» Выполнил: Студент 105 группы Купцов Кирилл Проверил: МОСКВА – 2020 Цель работы: проанализировать индексы метеорологической комфортности (парциальная плотность кислорода, mPET, ветро-холодовой индекс WCI) и их особенности. Задачи: Пункт 1. Краткое описание индексов, рассчитываемых в задании, их особенности и области применения. Какие аспекты метеорологической комфортности они затрагивают (каждый из них)? Пункт 2. Анализ графика суточного хода парциальной плотности кислорода. Отметить сроки (периоды) максимальных и минимальных значений показателя. Объяснить эти особенности и связать их с максимумами и минимумами хода температуры воздуха. Пункт 3. Анализ суточного хода mPET. Отметить периоды, характеризующиеся комфортными условиями, слабым и/или умеренным тепловым и/или холодовым стрессом (в соответствии с градацией, приведенной в пособии). Отметить сроки (периоды) максимальных и минимальных значений показателя, их связь с ходом температуры. Отметить особенности суточного хода mPET, отличные от хода температуры, объяснить их изменениями других метеорологических величин, приведенных в табличных данных. Пункт 4. Анализ суточного хода ветро-холодового индекса WCI. Отметить сроки (периоды) максимальных и минимальных значений показателя, объяснить их связь с ходом температуры воздуха и скорости ветра. Отметить роль скорости ветра в уменьшении значений WCI. Отметить периоды с различной степенью риска обморожения и переохлаждения. Ход работы. Пункт 1. Парциальная плотность кислорода (  ). В связи с относительно малой изменчивостью процентного содержания  в смеси газов атмосферы и парциального давления  у поверхности земли для выяснения его влияния на жизнеобеспечивающие функции организма В.В. Овчаровой (1983) рекомендуется использование более изменчивой характеристики – парциальной плотности кислорода – весового содержания кислорода в воздухе  т.е. отношения массы к объему.При стабильных термо-гигрометрических условиях, но разных величинах атмосферного давления сопоставляемые параметры и меняются несущественно. Однако, при одном и том же давлении воздуха (1013 гПа), но разных термо-гигрометрических условиях (-20По сравнению с процентным содержанием в смеси газов, плотность является более изменчивой характеристикой и вследствие таких свойств эту оценку наиболее целесообразно применять в эколого-климатических исследованиях оперативных медицинских прогнозов.При повышенном атмосферном давлении парциальная плотность кислорода увеличивается, что создает эффект «лёгкого дыхания», характерного для зимы во время воздействия насыщенных кислородом холодных арктических антициклонов. Напротив, «тяжелое» дыхание характерно в периоды прихода средиземноморских циклонов с высокой температурой и высоким содержанием водяного пара. Физиологически эквивалентная температура (mPET). Для того, чтобы узнать, как влияет совокупность внешних факторов на ощущаемую человеком температуру, немецкий ученый Андреас Матзаракис ввёл такой показатель метеорологической комфортности, как физиологически эквивалентная температура (mPET). Данная модель широко применяется в работах, посвященных оценке комфортности для туризма. Ветро-холодовой индекс (WCI). WCI – способ измерения жесткости погоды, т.е. субъективного ощущения человека при одновременном воздействии на него мороза и ветра. Чем выше скорость ветра и ниже температура, тем ниже будет показатель ветро-холодового индекса. Например, при скорости ветра 75 км/ч и температуре воздуха -35 °C, WCI будет равен -59 °C, а при скорости ветра 20 км/ч и температуре воздуха +5 °C, WCI составляет +1,1 °C. Пункт 2. Для измерения парциальной плотности кислорода нужно воспользоваться формулой:  где Р – атмосферное давление в гПа; e – упругость водяного пара в гПа; R – удельная газовая постоянная для сухого воздуха, равная 2,87⋅  г⋅сек⋅град-1; Т – абсолютная температура по Кельвину плюс температура воздуха t °C; 0,2315 г/м3 – доля кислорода по массе в сухом воздухе.Для определения показателя физиологически эквивалентной температуры воспользуемся программой RayMan, введя в нее все необходимые данные (высота, широта, долгота точки; физиологические данные человека, температуру воздуха, давление водяного пара, скорость ветра и степень покрытия неба облаками). Полученные данные запишем в виде таблицы: Таблица 1. Суточный ход парциальной плотности кислорода и mPET.
 Рис. 1. Суточный ход парциальной плотности кислорода и mPET. Максимальные значение парциальной плотности кислорода наблюдаются с 3:00 до 6:00 и равняются |
– температура воздуха в | Время | Температура воздуха, Ta, °C | Скорость ветра, V, м/с | WCI |
| 0:00 | -13 | 6 | -21,98 |
| 3:00 | -14,2 | 5 | -22,7 |
| 6:00 | -15,3 | 1 | -17,79 |
| 9:00 | -16,5 | 2 | -21,7 |
| 12:00 | -16,5 | 1 | -19,12 |
| 15:00 | -17,4 | 1 | -20,12 |
| 18:00 | -19,3 | 4 | -28,02 |
| 21:00 | -17,6 | 4 | -25,93 |
Рис. 2. Суточный ход ветро-холодового индекса.
Максимальные значения WCI характерны для 6:00 и для периода с 12:00 до 15:00, а минимальные для периодов с 0:00 до 3:00 и с 18:00 до 21:00. Данные наблюдения можно связать с температурой воздуха и скоростью ветра: для наибольшей скорости ветра и наименьшим значениям температуры характерны наименьшие значения ветро-холодового индекса и наоборот. Ветер играет особую роль, т.к. ветер, являясь движением воздуха, «сдувает» тепло, выделяемое телом человека, что делает ощущаемую человеком температуру воздуха холоднее, чем она есть на самом деле.
Из графика на Рис. 2. можно выделить 2 степени риска обморожения и переохлаждения: для небольшого риска обморожения и переохлаждения характерен период времени с 0:00 до 15:00 и 21:00 (от -17,79 °C до -25,93 °C); для среднего риска переохлаждения и обморожения характерно время 18:00 (-28,02 °C).