Климат и здраве на човека
Климатичните параметри оказват значително влияние върху благосъстоянието, здравето и работоспособността на човек. Най-добрите условия са, когато отделянето на топлина от човек е равно на отнемането й от човек, тоест при наличие на топлинен баланс. Такива условия се наричат удобни, а параметрите на микроклимата са оптимални.
Влияние на климатичните условия върху благосъстоянието на човека. Отклонението на климатичните параметри (температура, относителна влажност и скорост на въздуха) от комфортните води до нарушаване на топлинния баланс. Например, намаляването на температурата на околната среда води до увеличаване на температурната разлика между човешкото тяло и околната среда и следователно до увеличаване на преноса на топлина от тялото поради топлопроводимост, конвекция и излъчване. Човек започва да изпитва липса на топлина, става му студено. Твърде големият спад на температурата може да доведе до прекомерна хипотермия на тялото. Увеличаването на скоростта на движение на въздуха също увеличава преноса на топлина от тялото и може да доведе до хипотермия поради увеличаване на преноса на топлина чрез конвекция и изпаряване на потта. При преохлаждане на тялото, функционалната активност на човешките органи, скоростта на биохимичните процеси намалява, вниманието намалява, умствената дейност се забавя и в крайна сметка активността и ефективността на човека намаляват.
С повишаването на температурата може да се случи обратното.
освобождаването на топлина при човека започва да надвишава топлообмена и може да настъпи прегряване на тялото. В същото време благосъстоянието на човек също се влошава и неговата ефективност намалява. Толерантността на човек към повишена температура и неговите усещания до голяма степен зависят от влажността и скоростта на околния въздух. Колкото повече влажност, толковапотта се изпарява по-малко и следователно преносът на топлина от тялото поради изпарението намалява. При температура на околната среда над 30 °C преносът на топлина от тялото поради конвекция и излъчване е незначителен, а при температура на околната среда, равна на температурата на човешкото тяло (36,5 °C) той напълно липсва.
При температура на околната среда, по-висока от температурата на човешкото тяло, топлинният поток, дължащ се на конвекция и излъчване, напротив, е насочен от околната среда към човешкото тяло. Следователно при такива условия почти цялата топлина, отделена от тялото, се отдава на околната среда по време на изпаряването на потта. При висока влажност потта не се изпарява, а се стича на капки от повърхността на кожата, протича така нареченият „пороен” поток от пот. Високата температура, съчетана с висока влажност, има изтощителен ефект върху тялото, тъй като при такива условия не се осигурява дори минимално необходимият топлопренос от тялото. Наблюдава се интензивно прегряване на тялото, човек не е в състояние да изпълнява не само тежка физическа работа, но дори и лека работа за дълго време. Ефективността на всички видове умствен труд също е рязко намалена.
Не само излишната, но и недостатъчната влажност има отрицателен ефект върху човешкото тяло. При ниска влажност и особено при високи температури на околната среда, поради интензивно изпаряване на влагата от лигавиците, те изсъхват, напукват се и след това се замърсяват с патогени. С потта водата и солите се отделят от човешкото тяло, загубата им води до сгъстяване на кръвта и нарушаване на сърдечно-съдовата система. Дехидратацията на тялото води до нарушение на умствената дейност, намаляване на зрителната острота. Тежката дехидратация (с 15,20%) можеводят до смърт. При висока температура и липса на вода в тялото, въглехидратите и мазнините се консумират интензивно, протеините се разрушават.
Продължителното излагане на високи температури, особено в комбинация с висока влажност, може да доведе до прегряване на тялото над допустимата граница - хипертермия - състояние, при което телесната температура се повишава до 38°C и повече. Последствието от хипертермия може да бъде топлинен удар, докато има главоболие, обща слабост, замаяност, гадене, повръщане, пулсът и дишането се учестяват, появяват се бледност, цианоза, зениците се разширяват, могат да се появят гърчове и да настъпи загуба на съзнание.
Продължителното излагане на ниски температури, особено в комбинация с повишена скорост на въздуха (вятър), може да доведе до хипотермия под допустимата граница – хипотермия. При продължително излагане на студ дишането става неравномерно, честотата и обемът на вдъхновението се увеличават, метаболизмът се нарушава. Така че, при интензивно охлаждане, интензивността на въглехидратните метаболитни процеси може да се увеличи 3 пъти в сравнение с нивото на основния метаболизъм. Появяват се мускулни тремори, при които не се извършва никаква работа, а цялата енергия се превръща в топлина. Това е реакция на тялото, което се опитва да увеличи интензивността на отделянето на топлина в тялото и да предотврати понижаване на температурата на вътрешните органи. Въпреки това, ако студът продължи, могат да настъпят наранявания от студ и дори смърт.
В допълнение към температурата, влажността и скоростта на въздуха, благосъстоянието на човека се влияе от такъв климатичен параметър като барометричното налягане на въздуха. Хората със заболявания на сърдечно-съдовата система и хипертония са особено чувствителни към промените в налягането. отналягането значително зависи от човешкото дишане, или по-скоро от притока на кислород в човешкото тяло. Основният елемент на белите дробове е голям брой белодробни везикули - алвеоли, чиито стени са проникнати от мрежа от много малки (капилярни) кръвоносни съдове.
Общата повърхност на алвеолите на възрастен човек достига 100,150 m2. Кислородът навлиза в кръвта, прониквайки през стените на алвеолите поради процеса на дифузия. Интензивността на проникване на кислород от алвеолите в кръвта (дифузия) се определя от парциалното налягане на кислорода във въздуха. Въздухът се състои от смес от газове - азот, кислород, въглероден диоксид, инертни газове и др. Налягането, което всеки от газовете, които съставляват въздуха, би имал, ако останалите газове бъдат отстранени от обема, зает от въздуха, се нарича частично. Общото въздушно налягане е сумата от парциалните налягания на отделните газови компоненти на въздуха. Следователно, ако всички газове се отстранят от въздуха, с изключение на присъстващия в него кислород, тогава налягането ще бъде равно на парциалното налягане на кислорода. Най-интензивната дифузия на кислород от алвеолите в кръвта се осъществява при парциално налягане на кислорода 100,120 mm Hg. Изкуство. (1 mmHg е приблизително равен на 9,8 Pa). При парциално налягане на кислорода под тези граници, проникването на кислород в кръвта намалява, което води до затруднено дишане и увеличаване на натоварването на сърдечно-съдовата система на човека.
Промяната в налягането поради климатичните условия е малка, така че здравите хора не наблюдават забележими промени в благосъстоянието си. Въпреки това, с промяна на надморската височина, атмосферното налягане, а оттам и парциалното налягане на кислорода, се променя доста значително. Това е особено забележимо при изкачване на планини. И така, на надморска височина от 3 km парциалното налягане на кислорода е приблизително 70 mm Hg. ул., нависочина 4 km - 60 mm Hg. Изкуство. При недостатъчно парциално налягане на кислорода възниква кислороден глад - хипоксия. При хипоксия се появяват главоболие, световъртеж, забавена реакция, нарушаване на нормалното функциониране на органите на слуха и зрението, метаболитни нарушения. Човек може да се адаптира към такива условия (да се адаптира) поради постепенна аклиматизация към дълъг престой на различни височини. Известно е местоположението на селища на надморска височина около 4 km. На голяма надморска височина продължителният престой е труден. Здравите, обучени хора (например катерачи) могат да понасят престоя на голяма надморска височина, но за тях това са екстремни условия и работоспособността им е намалена. Известни са случаи на катерачи (включително местни катерачи), изкачващи най-високия връх в света Джомолунгма (връх Еверест - 8848 м), без да използват кислородни маски. Човек може да се срещне с хипоксия не само в планините на голяма надморска височина, но и когато лети със самолет, когато кабината е понижена. По правило при производството налягането на въздуха може да се различава леко от налягането на околната среда. За редица професии обаче атмосферното налягане е изключително важно не само за благосъстоянието на човека, но и за живота му - например пилоти и водолази.