1.ATMOSFERA ZIEMSKA
Jest to prawie przeźroczysta powłoka składająca się z mieszaniny gazów i aerozoli (cząstki ciekłe, które stają się jądrami kondensacji). Atmosfera przylega do Ziemi dzięki przyciąganiu ziemskiemu i wraz z nią bierze udział w ruchu obrotowym. Cechą A jest ciągły ruch i niezwykła zmienność jej stanów fizycznych spowodowana różnicami (gradientem) pionowymi i poziomymi temperatury i ciśnienia.
Skład atmosfery
Składniki stałe: azot 78% i tlen 21%, gazy szlachetne: np. argon, metan, hel wodór. Składniki zmienne dwutlenek węgla i para wodna, zanieczyszczenia antropogeniczne, pyły wulkaniczne.
Ozon (03), (na wys. 20-30 km)
Patrz rycina 3.3. s. 55, Woś 1999
Pionowy podział atmosfery ziemskiej
Warstwa |
Średnia wysokość dolnej i górnej granicy warstwy (km) |
Troposfera |
O-11 |
Stratosfera |
11-50 |
Mezosfera |
50-85 |
Termosfera |
85-800 |
Egzosfera |
>800 |
Najważniejsza dla życia człowieka warstwą atmosfery jest przylegająca do niej troposfera. A w niej warstwa ciągłego mieszania (tarcia) sięgająca do 1000 -1500 m ) W troposferze mieści się 80% całej masy powietrza (w tym cała para wodna), Powyżej około 35 km atmosfera składa się z rozrzedzonych gazów (wodoru i helu).Grubość troposfery nie jest jednakowa (18 km na równiku, 10 na biegunach)
2. Masy powietrza
Ogólna cyrkulacja atmosfery powoduje przemieszczanie się (adwekcją) na kuli ziemskiej ogromnych mas (objętości powietrza). Masy powietrza charakteryzują się jednorodnością swego stanu fizycznego. Odgrywają zasadniczą rolę w kształtowaniu typu pogody. Ze względu na położenie geograficzne obszaru źródłowego nad którym się kształtują, wyróżniamy następujące masy powietrza:
Powietrze arktyczne (PA) -zimne, suche, morskie, kontynentalne,Powietrze polarne (PP) - chłodne, wilgotne, morskie, kontynentalne
Powietrze zwrotnikowe (PZ) - ciepłe suche, morskie, kontynentalne
Powietrze równikowe (PR), gorące, wilgotne
W zależności od cech termicznych podłoża nad które dana masa napłynęła są to masy „ciepłe”(jeśli napływają nad chłodne podłoże) lub „chłodne. W miarę upływu czasu i ciągłego przemieszczania się, masy powietrza ulegają tranformacji - stają się stare (s) tracą swoja „świeżość”, wzbogacają się w parę wodną, ogrzewają się lub wychładzają, wzbogacają się w cząstki stałe, tracą przeźroczystość (ulegają zmętnieniu) czyli tracą te cechy fizyczne z którymi napłynęły.
3. Fronty atmosferyczne
Granice miedzy wymienionymi masami powietrza stanowią - główne fronty atmosferyczne lub tzw. fronty klimatologiczne : arktyczny (rozdzielający powietrze arktyczne i polarne polarny (pomiędzy powietrzem polarnym i zwrotnikowym oraz zwrotnikowy - pomiędzy powietrzem zwrotnikowym i równikowym.
Różne części masy powietrza tej samej strefy rozdzielają tzw. fronty wtórne. Są to: fronty ciepłe i chłodne oraz fronty okluzji. W strefie frontowej następuje szybka zmiana ciśnienia, temperatury wilgotności prędkości wiatru, zachmurzenia. Przy czym typy chmur w obu rodzajach frontów są odmienne
Front ciepły na mapach pogody zaznaczany w kolorze czerwonym (ryc. Woś s. 102, 103) tworzy się wówczas, gdy powietrze jako lżejsze ciepłe nasuwa się na ustępujące powietrze chłodne. Zwiastunem frontu ciepłego są chmury Ci unc , które pojawiają się nawet 1000-800 km przed frontem, opady jednostajne. Przed frontem występuje spadek ciśnienia. Po przejściu frontu następuje stabilizacja ciśnienia, wzrost temperatury i zmiana kierunku wiatru. Taki front przemieszcza się z prędkością 25-30 km/h
Front chłodny (na mapach w kolorze niebieskim) powstaje wtedy, gdy powietrze chłodne wciska się pod powietrze ciepłe wypiętrzając je . Bezpośrednio przed frontem występuje szybki wzrost zachmurzenia (piętra niskiego), opady o charakterze przelotnym, często burze (nawet w zimie). Po przejściu frontu następuje wzrost ciśnienia, spadek temperatury, rozpogodzenia. Są to fronty bardziej aktywne niż fronty ciepłe ( przemieszczające się 40-50 km/h)
Front okluzji (kolor fioletowy) powstaje w wyniku połączenia (dogonienia) frontu chłodnego i ciepłego. Charakteryzuje go szeroka strefa zachmurzenia i opadów. Po przejściu takiego frontu temperatura nie ulega zmianie.
4. Groźne zjawiska pogody
Najczęściej występującym w umiarkowanych szerokościach geograficznych groźnym zjawiskiem atmosferycznym są burze i trąby powietrzne. W każdym momencie na Ziemi ma miejsce około 2000 burz. Występują one na ogół w porze największego nagrzania powierzchni, czyli w lecie (burze wewnątrzmasowe). Ale zdarzają się również zimą i są to tzw. burze frontalne (front chłodny)
Jak powstaje burza? W rezultacie silnych prądów konwekcyjnych następuje unoszenie powietrza na wysokość nawet 10 km. Niska temperatura na tej wysokości sprawia, że tworzą się chmury Cb inc (kowadło) składające się w swej górnej części z kryształków lodu. W takiej chmurze dochodzi do powstawania różnych ładunków elektrycznych (kryształki lodu naładowane są dodatnio a krople wody ujemnie, zaś powierzchnia Ziemi - dodatnio. Różnica potencjałów powoduje szybkie wyładowania elektryczne w postaci błyskawic, w których natężenie pola elektrycznego sięga 25,000 A. Powstaje fala uderzeniowa spowodowana nagrzaniem powietrza w kanale błyskawicy (30.000°) a widoczną strona wyładowań pomiędzy chmurą a powierzchnia Ziemi jest piorun. Dla celów praktycznych można przyjąć, że jeżeli pomiędzy błyskawica a grzmotem upływają 3 sekundy, burza znajduje się w odległości 1 km.
Trąba powietrzna - przyczyną jej powstania jest nagrzanie powierzchni
Jest to wir (lej) powietrza o małej średnicy około 200 m, który rozwija się u podstawy chmur Cb. Wirujące (odwrotnie do ruchu wskazówek zegara ) powietrze osiąga ogromne prędkości 100 m/s i wielką siłę niszczącą (Puszcza Piska). Unosi z sobą piasek (diabeł piaskowy), wodę (trąba morska). Trąby powietrzne występują z ogromna siłą w środkowych stanach USA, w Australii i tam noszą nazwę Tornado - osiągają predkość 400 km/h, a zasięg poziomy około 1 km .Powstają najczęściej wtedy, gdy zimne powietrze znad Gór Skalistych zetknie się z gorącym powietrzem znad Zatoki Meksykańkiej.
Cyklony tropikalne
Są to głębokie (tzn. z niskim ciśnieniem wewnątrz) niże międzyzwrotnikowe o wielkiej sile niszczącej (deszcz, wiatr 120 km/h, powodzie) i dużym zasięgu poziomym 600-1500 km. Tworzą się nad Oceanem Atlantyckim u wybrzeży Afryki (między 5-20° N gdy temperatura wody osiąga 27°) i wędrują w kierunku Zatoki Meksykańskiej - zanikają nad lądem. Pora cyklonów - koniec lata - jesień „Oko cyklonu” spokojne bezwietrzne wypełnione osiadającym powietrzem z bardzo niskim ciśnieniem (ryc. ) - 870 hPa. Obliczono, że energia wyprodukowana przez cyklon tropikalny w ciągu jednego dnia mogłaby zaspokoić roczne potrzeby energetyczne USA
Noszą lokalne nazwy Huragan - Antyle, Ameryka Środkowa, Noszą one imiona żeńskie i męskie rozpoczynające się od A w danym roku.
Tajfun- , Azja południowo-wschodnia, Pacyfik
Ostrzeganie:
Największe zniszczenia i ofiary w ludziach spowodował huragan „Mitch” (1998),. który zabił około 10 tys. ludzi w Nikaragui i Hondurasie. Były próby modyfikacji ich przebiegu poprzez zasiewanie chmury burzowej różnymi substancjami chemicznymi pochłaniającymi wodę - konflikt dyplomatyczny (Meksyk-USA) gdyż z huraganów Meksyk czerpie ogromne ilości wody. Jest to problem istniejący już w XIX w
5. Strefy klimatyczne Ziemi
- strefa klimatu równikowego (gorącego) - średnia temperatura wszystkich miesięcy wynosi 25-28 stopni C, bardzo małe roczne i dobowe amplitudy temperatury, duże opady związane z zenitalnym położeniem Słońca (od 2000-5000mm), do roślinności znajdującej się w klimacie równikowym zaliczymy lasy deszczowe.
- strefa klimatu podrównikowego (gorącego) - średnia temperatura wszystkich miesięcy wynosi 20-30 stopni C, średnia wilgotność powietrza wynosi ok. 80%, stosunkowo duże opady (1000mm), do roślinności znajdującej się w klimacie podrównikowym zaliczymy sawanny i stepy.
- strefa klimatu zwrotnikowego (gorącego) - średnia temperatura roczna wynosi 20 stopni C, duże dobowe amplitudy temperatury - zwłaszcza w klimacie suchym (35-37 stopni C), średnia wilgotność powietrza wynosi ok. 30%, stosunkowo niskie opady (50-250mm) - w klimacie suchym sporadyczne opady lub ich całkowity brak, do roślinności znajdującej się w klimacie zwrotnikowym zaliczymy pustynie.
- strefa klimatu podzwrotnikowego (ciepłego) - średnia temperatura roczna wynosi 10-20 stopni C, maksymalne opady występują w półroczu zimowym w klimacie śródziemnomorskim (12 000mm), w klimacie monsunowym z kolei maksymalne opady występują latem. Do roślinności znajdującej się w strefie klimatu podzwrotnikowego zaliczymy lasy wiecznie zielone,
- strefa klimatu umiarkowanego (ciepłego/chłodnego) - średnia temperatura roczna wynosi od 10-20 stopni C, w klimatach morskich i przejściowych roczna amplituda temperatury wynosi poniżej 25 stopni C, z kolei w klimatach kontynentalnych sięga powyżej 25 stopni C oraz w klimatach skrajnie kontynentalnych nawet powyżej 35 stopni C. Opady są dość zróżnicowane, w klimatach morskich opady są całoroczne z przewagą jesienno-zimowych, natomiast w klimatach przejściowych, kontynentalnych i monsunowych maksymalne opady występują w lecie. Do roślinności występującej w strefie klimatu umiarkowanego zaliczamy lasy liściaste i iglaste.
- strefa klimatu podbiegunowego (zimnego) - średnia temperatura najcieplejszego miesiąca wynosi poniżej 10 stopni C, w klimacie polarnym najwyższa temperatura miesiąca wynosi poniżej 0 stopni C, niewielkie opady całoroczne (250mm), do roślinności zaliczymy karłowatą tundrę.
6. Bodźce atmosferyczne działające na człowieka. Wpływ promieniowania słonecznego.
Pod wpływem bodźców atmosferycznych układ nerwowy wegetatywny wraz z układem wewnątrzwydzielniczym wyzwala różne odczyny organizmu. Zachodzą wówczas -na ogół korzystne - zmiany czynnościowe, metaboliczne i morfologiczne, dochodzi także do usprawnienia mechanizmów termoregulacji oraz do zwiększenia naturalnej odporności człowieka
a).Bodźce fizyczne - Radiacyjne, Termiczno-wilgotn. Mechaniczne, Elektryczne, Akustyczne; Promieniowanie słoneczne Temperatura i wilgotność, Wiatr, ciśnienie atmosf. Elektryczność atmosf. Hałas
b).Bodźce chemiczne - jakość powietrza; Ozon, Tlen, Dwutlenek siarki, Dwutlenek azotu, Tlenek węgla, Metale ciężkie
c).Bodźce biologiczne - Organiczne; Bakterie, Wirusy, Materia, roślinna (alergeny), Fitoncydy
Z punktu widzenia oddziaływania na człowieka można je podzielić na: bodźce odczuwalne (np. termiczno-wilgotnościowe) bądź nieodczuwalne (elektryczne), o działaniu ogólnoustrojowym (radiacyjne) lub działającym na wyspecjalizowane receptory np. słuch (akustyczne)
Bodźce atmosferyczne odbiera przede wszystkim skóra - poprzez termoreceptory (ciepła i zimna), drogi oddechowe - reagują na zmiany temperatury, wilgotności prędkości wiatru, jonizację powietrza, zanieczyszczenie powietrza, narządy zmysłów wzrok - odbiera światło słoneczne i drogą impulsów nerwowych przekazuje je do mózgu, węch i smak - są wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza), obwodowy i ośrodkowy układ nerwowy - reaguje poprzez układ termoregulacji. na zmiany warunków pogodowych
W badaniach biometeorologicznych określa się najczęściej tzw. „warunki odczuwalne” czyli odczucia termiczne człowieka w danych warunkach meteorologicznych. Odczucia te świadczą o wielkości utraty ciepła z ustroju człowieka do otoczenia. Wielkość tej utraty ciepła można wyrazić przy pomocy tzw. kompleksowych wskaźników biometeorologicznych i odpowiadających im skal odczucia ciepła. Do najczęściej używanych należą tzw. temperatury odczuwalne, które ujmują w jednym wzorze oddziaływanie kilku elementów meteorologicznych. Wartości temperatur odczuwalnych przypisuje się różnym skalom odczucia termicznego w których używa się takich słownych określeń jak: b. zimno, zimno, komfortowo, ciepło, gorąco.
Promieniowanie słoneczne - jest bodźcem korzystnym dla ustroju człowieka, ponieważ wzmaga działanie gruczołów wydzielania wewnętrznego, układu krwiotwórczego, zwiększa odporność człowieka na zakażenia. Poszczególne zakresy widma charakteryzują się innym działaniem biologicznym
7. Zjawisko meteoropatii, (charakterystyka meteoropatów, dolegliwości meteorotropowe, choroby meteorotropowe, biotropowe sytuacje pogodowe)
Czynniki meteorologiczne działają na człowieka jako bodziec (stres pogodowy), a pod ich wpływem układ wegetatywny wraz z układem wewnątrzwydzielniczym reaguje zmianami czynnościowymi ustroju. Meteoropatia może być uwarunkowana genetycznie lub nabyta w wyniku przebytych chorób, starzenia się organizmu i niehigienicznego trybu życia (brak ruchu). Uważa się też, że jest to „choroba cywilizacyjna”, a meteoropatami są na ogół mieszkańcy miast. Reakcje na wpływ bodźców pogodowych zależą od wrażliwości osobniczej, od stanu wyjściowego organizmu a więc wieku, płci a nawet od uprzednio przebytych chorób. Pod wpływem różnych warunków atmosferycznych zmienia się liczba czerwonych i białych ciałek krwi, stężenie hemoglobiny, ciśnienie krwi, zawartość białka w osoczu, rytm serca i wiele innych.
Objawy meteorotropowe u ludzi zdrowych:
bóle głowy (migreny)
osłabienie,
senność lub bezsenność,
dekoncentracja, zmęczenie, zniechęcenie, apatia, brak apetytu,
mała wydolność fizyczna,
wzmożona pobudliwość wegetatywnego układu nerwowego
osłabienie reakcji adaptacyjnych,
Struktura wieku meteoropatów Większą wrażliwość na bodźce pogodowe wykazują kobiety niż mężczyźni gdyż ich udział dominuje od wczesnej młodości osiągając maksimum w przedziale wieku 41-45 lat. Mężczyzn meteoropatów, zwłaszcza w młodym wieku (< 35 lat), jest znacznie mniej niż kobiet, przewaga ich liczebności pojawia się w przedziale wieku 51- 60 lat.
Znaczny odsetek ludzi wrażliwych meteorotropowo obserwuje się wśród ludzi chorych.
Choroby meteorotropowe:
-choroby układu krążenia (choroba naczyń wieńcowych,
choroba nadciśnieniowa)
-choroby reumatyczne
-choroby układu oddechowego (astma)
-choroba wrzodowa żołądka,
-choroby psychiczne (schizofrenia)
-bóle blizn pourazowych i pooperacyjnych
-tzw. bóle fantomowe w amputowanej kończynie.
Bodźce pogodowe nie wywołują wyżej wymienionych chorób, a tylko powodują zaostrzenie ich objawów, jako drugorzędny, środowiskowy czynnik ryzyka dla osób wrażliwych. Współcześnie za czynniki meteorotropowe uważa się nieokresowe zakłócenia rytmicznego przebiegu procesów fizycznych zachodzących w atmosferze. Przejawem tych zakłóceń jest przemieszczanie się frontów atmosferycznych, zmiana rodzaju mas powietrza i chwiejna równowaga dolnych warstw atmosfery.
Biotropowe sytuacje pogodowe a częstość zgonów
Biorąc pod uwagę fakt, że niekorzystne warunki pogodowe są jednym z czynników zaostrzenia przebiegu niektórych chorób, należy sądzić, że istnieje statystyczny związek pomiędzy liczba zgonów a warunkami pogodowymi (biotropia pogody)
Stwierdzono, że niekorzystne warunki pogodowe przyczyniają się do około 30-40% zgonów wywołanych chorobami układu krążenia; Stwierdzono, że na wzrost liczby zgonów wpływa temperatura powietrza („fale upałów, fale mrozów”, aktywne fronty ciepłe (szczególnie zimą) oraz wzrost koncentracji zanieczyszczeń gazowych. ( ryc. )
Fale upałów w 2003 we Francji, Anglii - sierpień około 40 °C - około 5 tys. zmarłych - także inne przyczyny (społeczne)
8. Regiony bioklimat.
I - region nadmorski o bioklimacie silnie bodźcowym, obejmujący wybrzeże Bałtyku
II - region pojezierny o bioklimacie łagodnie bodźcowym, -
III - region północno-wschodni (najchłodniejszy poza górami) o bioklimacie umiarkowanie bodźcowym,
IV - region centralny o bioklimacie słabo bodźcowym.
V - region południowo-wschodni, najcieplejszy, o zwiększonej bodźcowości termicznej
VI - region podgórski i górski (Karpacki i Sudecki) o bioklimacie silnie bodźcowym.
Największy obszar kraju obejmuje region IV o bioklimacie słabo bodźcowym, Nie wymagający adaptacji i readaptacji przy zmianie miejsca pobytu. Niewielkie różnice a natężeniu bodźców atmosferycznych obserwuje się między zachodnimi i wschodnimi krańcami kraju objętymi tym typem bioklimatu.
Bioklimat łagodnie bodźcowy ( region II) obejmuje przede wszystkim wyżyny pojezierne na północy kraju, tutaj okres najkorzystniejszy dla człowieka trwa od kwietnia do października. Ten region bioklimatyczny (wraz z regionem IV polecany jest głównie ludziom starszym, rekonwalescentom po przebytych ostrych zdarzeniach kardiologicznych (zawały).
Region III i V, panuje tu bioklimat umiarkowanie bodźcowy. Obejmuje Suwalszczyznę, Podlasie, a także Polskę południowo-wschodnią, gdzie okresowo mogą występować silne bodźce atmosferyczne spowodowane kontrastami termicznymi (temperatura powietrza) Panujący tu bioklimat jest pobudzający, hartujący a nawet ma cechy lecznicze.
Region I i VI charakteryzuje się bioklimatem silnie bodźcowym obejmuje najmniejszy obszar kraju ograniczony do wybrzeża Bałtyku i wyższych partii Karpat i Sudetów. Ten typ bioklimatu charakteryzuje występowanie silnych bodźców radiacyjnych, termiczno-wilgotnościowych mechanicznych i akustycznych. Przebywanie w tym typie klimatu wymaga okresu adaptacji (2-5 dni) uzależnionego od wieku i stanu zdrowia oraz sprawnego układu termoregulacji. Nad morzem szczególnie silną bodźcowością wyróżnia się wybrzeże środkowe. Bodźcowość ta maleje zarówno w kierunku wschodnim jak i zachodnim.
Trzeba tu dodać, że regionalizacja bioklimatu daje obraz „przeciętny” a w Polsce nie ma miejscowości w których bioklimat byłby przez cały rok „silnie bodźcowy” lub „słabo bodźcowy”. Nawet w górach i nad morzem zdarzają okresy w których panuje klimat łagodnie i słabo bodźcowy (np. wrzesień, październik w górach, koniec sierpnia-początek września nad morzem. W każdym regionie bioklimatycznym można wyróżnić jeszcze dwa podtypy : jeden obejmujący swym zasięgiem obszary leśne o korzystnym działaniu na organizm człowieka oraz drugi - występujący na terenach zurbanizowanych
9. Charakterystyczne cechy bioklimatu gór. Wiatr halny - oddziaływanie na człowieka.
O specyficznych cechach klimatu górskiego decyduje kilka czynników:
- spadek temperatury z wysokością, (0,5-0,6 °C/100 m)
-spadek ciśnienia atmosferycznego (1 hPa/8m), a przede wszystkim spadek ciśnienia cząsteczkowego tlenu,
-wzrost natężenia promieniowania słonecznego na skutek zmniejszenia zachmurzenia w najwyższych partiach gór oraz dużej przeźroczystości atmosfery na skutek ubytku pary wodnej i pyłów. Promieniowanie słoneczne (w tym ultrafioletowe) padające na człowieka jest odbijane od wapiennych skał oraz od pokrywy śnieżnej a tzw. albedo sięga 80%. („ślepota śnieżna”). Natężenie promieniowania UV wzrasta z wysokością nad poziomem morza średnio o 6-8% na każe 1000 m wysokości. Promieniowanie słoneczne pochłonięte przez ciało człowieka osiąga największe wartości w marcu.
-Występowanie systemu lokalnych wiatrów (dolinne-górskie na skutek różnicy w nagrzaniu dna dolin i zboczy)
-Bardzo dobre warunki sanitarne - powietrze pozbawione zanieczyszczeń
- Cechy niekorzystne: występowanie wiatrów typu fenowego- jest to wiatr halny w Tatrach, fen w Sudetach, wiatry ryterskie i rymanowskie w Beskidzie Niskim. Zmienność pogody z dnia na dzień a nawet z godziny na godzinę (niebezpieczeństwo wypadków, lawiny, wyładowania atmosferyczne w czasie burz), suchość powietrza (odwodnienie).
-Konieczność adaptacji dla ludzi zdrowych 2-3 dni.
Wzrost natężenia promieniowania słonecznego i spadek temperatury wraz z wysokością należy uznać za czynnik hartujący, usprawniający a nawet leczniczy. Także spadek ciśnienia z wysokością jest silnym bodźcem, z którym organizm człowieka zdrowego radzi sobie dość dobrze, a wewnętrzne ciśnienie krwi zachowuje się u ludzi zdrowych odwrotnie do ciśnienia barometrycznego.
Komplikacje zdrowotne jakie mogą się pojawić w górach zwane są często tzw. „choroba górską” Nudności i bóle głowy mogą pojawić się już nawet na wysokości 1-2 tys. m. Niedobór tlenu wraz ze wzrostem wysokości pojawia się na skutek mniejszego ciśnienia cząsteczkowego. W celu wyrównania tego niedoboru trzeba głębiej oddychać. Ten mechanizm przystosowawczy działa bez zarzutu do wysokości około 3000 m i jest wystarczająco efektywny. Ludzie żyjący nawet na wysokościach >4 tys m są do tego genetycznie przystosowani.
BIOLOGICZNY WPŁYW WIATRU HALNEGO
Warunkiem wystąpienia wiatru halnego (fenowego) jest różnica ciśnienia atmosferycznego pomiędzy obszarami leżącymi na południe i północ łańcucha Karpat (ryc)
Wiatr typu fenowego to silny bodziec dla organizmu człowieka, szczególnie dla jego systemu nerwowego. Pod wpływem wiatru typu fenowego, następuje gwałtowana zmiana wartości kilku elementów meteorologicznych (temperatury, wilgotności powietrza, prędkości wiatru- dochodzi nawet 50m/s, powodując zniszczenia w lasach, topnienie pokrywy śnieżnej). W czasie wiatru halnego obserwuje się wzrost zawartości jonów dodatnich w powietrzu. W czasie występowania tego typu wiatru dochodzi częściej niż zwykle do udarów mózgu i wypadków. Oprócz negatywnych reakcji zdarzają się także stany euforyczne i chęć działania w wyniku reakcji organizmu na stres jakim jest wiatr halny. Ten zespół reakcji fizjologicznych zwany jest czasem w literaturze "chorobą fenową"..
Negatywny wpływ tego typu wiatrów jest czasem uwzględniany jako okoliczność łagodząca przy wymierzaniu wyroków za drobne wykroczenia (w Szwajcarii), w basenie Morza Środziemnego (sirocco, hamsin)
W literaturze biometeorologicznej znaleźć można doniesienia o negatywnym wpływie np. wiatru „Chinook”(„pożeracz śniegu”), wiejącego u stóp Gór Skalistych. Nawy lokalne wiatrów fenowych: w Kalifornii (Santa Ana, Santa Maria), w Grecji (Megas), w Andach (Zonda).
10.KLIMAT NADMORSKI
Zaliczany jest do klimatu silnie bodźcowego. O silnej bodźcowości tego typu klimatu decyduje przede wszystkim silny wiatr, często o charakterze bryzy morskiej (duże wartości ochładzania biologicznego), stosunkowo duże natężenie promieniowania słonecznego (okres na przełomie wiosny i lata).
Klimat nadmorski kształtowany jest przez masy wód Morza Bałtyckiego (morze chłodne, temperatura wody morskiej 15°C to początek sezonu kapieliskowego) , Woda morska w odróżnieniu od lądu wolniej się nagrzewa i wolniej traci ciepło (duża pojemność cieplna wody). Powoduje to, że temperatura powietrza w okresie lata i wiosny jest niższa niż w głębi lądu a wyższa jesienią i zimą ze względu ocieplający wpływ Bałtyku.
Specyficzną właściwością klimatu wybrzeża nadmorskiego jest występowanie w powietrzu aerozolu morskiego. Składa się on z kryształków soli morskiej i jodu. Powstaje w wyniku rozbryzgiwania fal morskich. Średnia zawartość chlorku sodu na plaży waha się znacznie i wynosi 1,1 do 45 ug/m3
Optymalne warunki do inhalacji naturalnego aerozolu morskiego występują w okresach wiatru od morza i podczas mgły. Ilość tej substancji w powietrzu zmniejsza się wraz z odległością od brzegu morza . I tak w odległości około 150 m. stanowi on 60% wartości obserwowanych na brzegu morza.
Aerozol morski ma właściwości lecznicze - wdychany osiada na śluzówkach górnych dróg oddechowych a cząsteczki soli mniejsze niż 1um docierają do pęcherzyków płucnych, a z nich docierają do krwioobiegu. Cząsteczki te wpływają na złagodzenie stanów zapalnych w oskrzelach, zmniejsza się też ich wrażliwość oskrzeli na alergeny. Pod wpływem aerozolu morskiego wzrasta pojemność płuc. (ważne dla dzieci). Aerozol osiadający na skórze łagodzi stany zapalne i alergiczne. W aerozolu morskim znajduje się też jod, który oddziałuje na tarczycę. Najwięcej jest go w powietrzu morskim podczas pogody słonecznej z maksimum występowania w godzinach południowych.
Cechą charakterystyczną klimatu wybrzeża ale również innych dużych zbiorników wodnych - jezior jest występowanie wiatrów o typie bryzy, są to wiatry o okresie dobowym wywołane różnym nagrzewaniem się lądu i powierzchni wody w ciągu dnia i nocy (ryc). Bryza morska dzienna wieje znad chłodniejszego morza na nagrzany ląd. Bryza morska nocna - przeciwnie znad szybko wychładzającego się lądu nad cieplejsze morze. Zjawisko bryzy morskiej znane jest od dawna i wykorzystywane przez rybaków, którzy wypływają na połów z bryzą nocną (lądową) a wracają z bryzą dzienną wiejącą od morza. Cyrkulacja bryzowa rozwija się szczególnie intensywnie na wybrzeżach mórz strefy podzwrotnikowej. W naszych szerokościach geograficznych wyraźne bryzy występują tylko latem przy pogodzie słonecznej i bez silnego wiatru.
Cecha charakterystyczną klimatu nadmorskiego jest duże zróżnicowanie przestrzenne i kontrastowość warunków odczuwalnych na niewielkim odcinku brzeg morski - plaża wydmy, (zalesione) obniżenia i zagłębienia międzywydmowe odczuwalnośc cieplna zmienia się od „bardzo zimno” do „gorąco” (ryc. )
Wydmy porośnięte lasem mają klimat odczuwalny łagodniejszy niż plaża, gdyż prędkość wiatru jest tu mniejsza a powietrze nasycone jest olejkami eterycznymi
11. Cechy bioklimatu miasta. Opisz proces tworzenia się „miejskiej wyspy ciepła
Coraz więcej ludzi mieszka w miastach (w Polsce około 62% populacji), w zmienionym przez człowieka środowisku, które charakteryzuje się specyficznymi warunkami bioklimatycznymi. Klimat miasta kształtowany jest bowiem nie tylko przez czynniki naturalne takie jak cyrkulacja atmosfery i promieniowanie słoneczne, ale w znacznej mierze przez czynniki antropogeniczne takie jak ciepło sztuczne, powstające w wyniku spalania paliw w różnych procesach technologicznych oraz przez sztuczne podłoże atmosfery w postaci różnego rodzaju zabudowy, ciągów komunikacyjnych, parków, skwerów o odmiennych niż powierzchnie naturalne właściwościach radiacyjnych, termicznych i aerodynamicznych.
Usłonecznienie
Charakterystyczną cechą klimatu dużych miast jest mniejszy o 25-30% dopływ promieniowania słonecznego, niż w terenach pozamiejskich. Spowodowany jest pochłanianiem przez tzw. aerozol miejski, na który składają się cząstki stałe zawarte w powietrzu i para wodna. W znacznej mierze osłabienie to dotyczy promieniowania ultrafioletowego, ważnego dla prawidłowego przebiegu różnych procesów życiowych człowieka. Przy niskim położeniu Słońca w zimie (szczególnie rano i wieczorem) zasłonięcie horyzontu fizycznego przez zabudowę miejska staje się dodatkowym czynnikiem osłabiającym dopływ promieniowania słonecznego. Wpływ miasta na warunki bioklimatyczne uwidocznia się w osłabieniu dopływu promieniowania słonecznego ultrafioletowego o ile poza miastem jego natężenie stanowi 6-8 % całego widma słonecznego, to w centrum miasta udział ten spada do 2-4%.
Temperatura powietrza
Do specyficznych cech klimatu każdego dużego miasta należy tzw. miejska wyspa ciepła, która tworzy się w wyniku akumulacji energii słonecznej w sztucznym podłożu (budynki, ulice, place) w ciągu dnia i wolniejszego wychładzania nocą na skutek wypromieniowania ciepła przez to podłoże. Drugim czynnikiem sprzyjającym powstawaniu miejskiej wyspy ciepła jest dopływ do atmosfery ciepła antropogenicznego, powstającego w wyniku spalania paliw w różnych procesach technologicznych. W związku z tym fale upałów w mieście są szczególnie źle znoszone.
Miejska wyspa ciepła osiąga największe natężenie w zimie i wówczas utrzymuje się przez całą dobę, a w pozostałych porach roku - występuje tylko w godzinach wieczornych i nocnych. W zależności od warunków meteorologicznych różnica temperatury między Śródmieściem Warszawy i terenami peryferyjnymi może sięgać nawet 7-8°C, a w pojedynczych przypadkach (przy pogodzie antycyklonalnej bezwietrznej i bezchmurnej) - nawet 10°C. O ile wpływ miejskiej wyspy ciepła na klimat miasta można uznać za korzystny zimą, wiosną i jesienią, gdyż przejawia się on w złagodzeniu warunków termicznych w postaci mniejszej, niż w obszarach peryferyjnych, liczby dni mroźnych - to latem - jest zjawiskiem obciążającym dla człowieka, gdyż przyczynia się do wzrostu liczby dni gorących i upalnych, w czasie których oddawanie ciepła z organizmu człowieka jest znacznie utrudnione (szczególnie w godzinach wieczornych). Trzeba jednak dodać, że wtedy, gdy centralna część miasta nagrzewa się silniej niż tereny pozamiejskie, prądy konwekcyjne nad miastem wynoszą zanieczyszczone powietrze na większe wysokości, przyczyniając się do naturalnego oczyszczania przygruntowej warstwy powietrza (bryza miejska).
Opady atmosferyczne
Czynnikiem sprzyjającym powstawaniu opadów w mieście jest zanieczyszczenie powietrza, a ponadto nagrzanie miasta przyczynia się do powstawania silnych prądów wstępujących, a co za tym idzie chmur konwekcyjnych, którym towarzyszą zjawiska burzowe i opady ulewne. Kierunek wiatru jest wymuszony kierunkiem ulic (tzw. „efekt tunelowy”)
Zanieczyszczenie powietrza i gleby
Głównymi źródłami zanieczyszczeń powietrza i gleby jest przemysł, transport i komunikacja miejska, a miejsca najbardziej niebezpieczne stanowią skrzyżowania ulic, stężenie tlenku węgla, tlenków azotu i węglowodorów przekracza wartości dopuszczalne. Fakty te mają dla bioklimatu miast poważne konsekwencje w postaci osłabienia dopływu promieniowania słonecznego, zwiększenia liczby mgieł, tworzenia się smogu (Kraków, Praga, Rzym). Smog jest to zawiesina mgły z pyłem i gazami. Toksyczność smogu jest największa przy pogodzie bezwietrznej i inwersji temperatury. Wyróżnia się dwa rodzaje smogu kwaśny (czarny „Londyński”) i fotochemiczny (biały „Los Angeles)
Zanieczyszczenia powietrza powodują zaburzenia w układzie oddechowym człowieka, gdyż wdychane substancje w postaci gazów i jąder kondensacji docierają do pęcherzyków płucnych i łatwo przenikają do krwioobiegu.
Do najbardziej toksycznych dla człowieka (nerki, wątroba, płuca) i gleb substancji należy ołów.
12. Cechy charakterystyczne bioklimatu lasu. Co to są fitoncydy?
Jest to bioklimat o cechach słabobodźcowych, oszczędzających, ze względu na łagodzenie przez szatę roślinną natężenia bodźców radiacyjnych, termicznych, mechanicznych.
Najważniejsze, bioklimatyczne znaczenie lasów polega na dobrych warunków higienicznych powietrza. Las pochłania zanieczyszczenia pyłowe i gazowe, tłumi hałas oraz wzbogaca powietrze substancjami aromatycznymi (fitoncydy). 1 ha lasu liściastego wytwarza w procesie fotosyntezy 700 kg tlenu w ciągu doby.
Nie bez znaczenia jest również oddziaływanie lasu na psychikę człowieka - łagodzący wpływ zieleni. Klimat wnętrza lasu zależy od wielu czynników takich jak: skład gatunkowy, zwartość koron. Wpływ lasu na wartości poszczególnych elementów meteorologicznych:
-bezpośrednie promieniowanie słoneczne jest zmniejszone o około 50-90%
-temperatura powietrza w ciągu dnia jest niższa o około 2-5°
-mniejsza jest amplituda powietrza dobowa i roczna
-wilgotność względna powietrza jest wyższa o 5-10%
-prędkość wiatru jest mniejsza o 40-90%
-ilość opadów pod koronami drzew jest mniejsza o około 50%,
-wielkość ochładzająca powietrza jest mniejsza o około 30-70% i posiada wyrównany przebieg dobowy
Bardzo ważne z punktu widzenia biometeorologii jest wytwarzanie i wydzielanie przez wiele roślin i drzew tzw. fitoncydów. Są to lotne substancje chemiczne (olejki eteryczne) o właściwościach bakterio i grzybobójczych
Wydzielają je: sosna, modrzew, lipa, dąb, jałowiec, tuja. I tak 1 ha lasu liściastego w okresie wegetacyjnym wydziela około 2 kg substancji lotnych, iglastego 5 kg, a boru z podszyciem jałowca 30 kg. Fitoncydy działają na zmysł smaku i powonienia przyczyniając się do odczuwania świeżości powietrza. Najwięcej tych substancji wydziela się w okresie od czerwca do września w temperaturze 18-22°
Dodatni wpływ lasu na zdrowie człowieka - to także duża koncentracja jonów ujemnych w powietrzu. Po 5-7 godzinach przebywania wśród zieleni częstość tętna ulega zwolnieniu o 4-8 uderzeń na minutę a pojemność życiowa płuc zwiększa się o 10-30%. Takie kojące właściwości mają brzoza, dąb, jarząb, klon, sosna, topola, wierzba.
13. Spodziewane skutki ocieplenia klimatu. Opisz proces tworzenia się „efektu cieplarnianego” (szklarniowego).
Skutki zmian klimatu związane z globalnym ociepleniem mogą być zarówno pozytywne jak i negatywne i zależne od regionu geograficznego. Dotyczyć one będą wielu dziedzin życia i gospodarki.
1.Jeśli w najbliższych 100 latach nastąpi podwojenie ilości dwutlenku węgla w atmosferze spowoduje to podniesienie się temperatury o 2-3 °.
2. Poziom oceanów w ciągu najbliższych 100 lat podniesie się o około 50 cm co spowoduje cofanie linii brzegowej, które dotknie tereny użytkowane rolniczo. Niebezpieczeństwo zniknięcia małych wysepek na Pacyfiku - emigracja ekologiczna z małych wysp. Zagrożonych jest 2 mln ludzi. Wzrost zasolenia wód podskórnych, brak wody pitnej.
3. Będą miały miejsce częściej niż do tej pory susze i powodzie
4.Zmniejszenie produktywności niektórych obszarów na skutek braku wilgoci w niskich szerokościach geograficznych (mniejsze opady), wzrost powierzchni roślin ciepłolubnych, przesunięcie stref roślinności ciepłolubnej na północ , wydłużenie okresu wegetacyjnego. Przesunięcie granicy upraw w Karpatach o około 400 m
5. W odniesieniu do zdrowia człowieka: zwiększone zanieczyszczenie atmosfery, wzrost liczby dni uciążliwych termicznie - parnych, ekspansja chorób charakterystycznych dla strefy subtropikalnej (np. malaria),
Pzypuszcza się, że obecnie globalne ocieplenie osiągnęło już taki próg, że może powodować zakłócenia w cyrkulacji wód oceanicznych. Północny Atlantyk w ciągu ostatnich 40 lat zasilany jest w coraz większym stopniu wodą z topniejących lodowców, zwiększonymi opadami i dopływem wód słodkich z rzek, co wywiera znaczący wpływ na zmniejszenie zasolenia jego wód. A więc w przyszłości (może nieodległej) nastąpi ochłodzenie klimatu na półkuli północnej
„efekt cieplarniany” spotęgowany przez emisję do atmosfery ogromnych ilości różnych substancji chemicznych, które powstają przy spalaniu paliw i w innych procesach (technologicznych - chlorowce, para wodna, metan, dwutlenek węgla). - gazy szklarniowe. Substancje te tworzą w atmosferze warstwę przepuszczalną dla promieniowania krótkofalowego a nieprzepuszczalną dla promieniowania długofalowego (cieplnego), które pochłaniają i emitują w kierunku Ziemi powodując wzrost temperatury - efekt szklarniowy.
Efekt cieplarniany istniał zawsze - gdyby nie on temperatura na powierzchni Ziemi byłaby znacznie niższa.