Климато-экологические характеристики среды горных регионов (на примере российского Алтая)

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геофизика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

КЛИМАТО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЫ ГОРНЫХ РЕГИОНОВ (на примере российского Алтая)
М.Г. Сухова
Географический факультет Горно-Алтайский государственный университет ул. Ленкина, 1, Горно-Алтайск, Республика Алтай, Россия, 649 000
Описана методика оценки климато-экологических условий горных территории. На основе пофакторно-интегральной оценки биоклиматических условий российского Алтая, проведена типизация и оценка ландшафтов по их биоклиматическому потенциалу для жизнедеятельности человека.
Ключевые слова: климато-экологические условия, горные территории, биоклиматический потенциал, показатели благоприятности биоклиматических условий, Горный Алтай.
Антропо-экологические характеристики среды, в первую очередь климатоэкологическое состояние территории, обусловливают различные аспекты жизнедеятельности человека. В частности, биоклимат представляет собой совокупность свойств климата, которые влияют на жизнедеятельность человека. Актуальность изучения особенностей климато-экологических характеристик российского Алтая связана с необходимостью оптимизации среды обитания человека в условиях горного климата.
На территории Алтая отмечается повышенная заболеваемость и смертность населения (в том числе младенческая) и меньшая по сравнению со средними российскими показателями продолжительность жизни. Одной из причин сложившейся ситуации является сочетание жизнеобеспечивающих природных условий. Однако комплексное исследование пространственно-временных характеристик биоклимата в сочетании с ландшафтной структурой территории до настоящего времени проведено не было. Поэтому цель нашего исследования — оценка био-климатического потенциала Алтая, проведенная на основе ландшафтной индикации. В основу исследования положено изучение и оценка как отдельных характеристик климата, так и комплексных показателей, отражающих влияние на человека определенного состояния погоды.
Погода существенно влияет на тепловое состояние человека. Происходит постоянный теплообмен организма человека с окружающей атмосферой. Постоянство температуры тела человека обеспечивается его системой терморегуляции. Теплопотери с поверхности кожи осуществляются путем длинноволнового излучения, конвекции и испарения влаги. Метеорологические условия комфортные, если влияние окружающей человека среды и теплоотдача организма уравновешены терморегуляторными реакциями. В комфортных условиях человек сохраняет высокую мобильность и работоспособность. Изменение состояния среды, отклоняющееся от комфортного в сторону охлаждения или нагревания, вызывает напряжение физиологических систем организма человека.
Существует несколько методов оценки воздействия погоды на организм человека — от простых эмпирических соотношений до бальных и системно-модельных. При оценке ресурсов климата каких-либо территорий наиболее эффективны комплексные биоклиматические показатели.
Главным критерием оценки влияния биоклимата является оценка степени комфортности. Связь реакции организма человека с интенсивностью воздействия процессов атмосферы наиболее четко представлена в классификации погоды момента В. И. Русанова [1- 2]. В данной классификации отражается влияние параметров атмосферы на состояние человека от крайне суровой погоды до очень жаркой и сухой. Все многообразие метеорологических характеристик погоды сведено в типы и классы. Каждый класс погоды характеризуется строго определенными интервалами температуры и влажности воздуха, скорости ветра и нижней облачности.
При положительной температуре влияние типов погоды на тепловое состояние человека оценено по величине плотности дефицита или недостатка тепла в организме, рассчитанного по уравнению теплового баланса человека [3]. Типы погоды объединены в классы в соответствии с градациями теплоощущения по эквивалентно-эффективной температуре и средней температуре кожи.
При отрицательной температуре воздуха термические условия пребывания человека на открытом воздухе в одежде, соответствующей погоде, оценены по степени суровости погоды. Показателем степени суровости погоды является коэффициент жесткости погоды или условная температура, при расчете которой каждый метр скорости ветра приравнивается к понижению температуры воздуха на 2 °C [4- 5].
При температуре воздуха выше 0 °C выделяется семь классов погоды момента. Жаркая и сухая погода (I кл.) образуется при избыточном поступлении тепла из атмосферы к поверхности тела человека. Для поддержания стабильности температуры тела происходит весьма обильное выделение пота от 250 до 750 г/час. Организм обезвоживается, сердечная деятельность усиливается. Функциональное напряжение систем терморегуляции сильное, поэтому климатотерапия и рекреация исключаются.
При теплой погоде (II кл.) напряжение на терморегуляторную систему изменяется от среднего до слабого. Теплоотдача организма человека происходит за счет конвекции и потоотделения, потеря влаги в час составляет 150−250 г. Повышается температура конечностей, понижается тонус мышц. Тепловой комфорт в состоянии покоя обеспечивается легкой одеждой — 0,1−0,3 кло (1 кло соответствует тепловому сопротивлению одежды равному 0,155 °С • м2 • Вт-1) [3]. При теплой погоде климатотерапия и рекреация не отменяются. Эта погода включается в группу погод благоприятных для организма человека.
Комфортная погода (III кл.) наиболее благоприятна для организма человека, вызывает минимальное напряжение механизма терморегуляции. При комфортной погоде нет заметных терморегуляторных реакций. Влагопотери составляют 100- 150 г/ч. Тепловой комфорт сохраняется при теплоизоляции одежды до 0,9 кло. Комфортная погода благоприятная для всего комплекса климатотерапии и всех видов рекреации.
Холодная погода (V кл.) вызывает среднее холодовое напряжение процессов терморегуляции. Тепловой комфорт создает одежда с теплоизоляцией 2−3 кло. Возможны подвижные формы климатотерапии и рекреации.
Резко холодная погода (VI кл.) формируется при температуре от 0 до 5 °C, высокой влажности воздуха и скорости ветра более 4 м/сек, при меньшей скорости ветра температура может быть более низкая. Эта погода вызывает сильное холодовое напряжение систем терморегуляции и относится к неблагоприятным погодам для организма человека.
Жаркая и влажная погода (VII кл.) бывает при очень высокой температуре и влажности воздуха. К поверхности тела поступает избыток тепла. Высокая влажность воздуха препятствует удалению пота с поверхности кожи. В таких условиях человек испытывает чрезмерное тепловое напряжение, происходит обезвоживание организма, возможен обморок и тепловой удар.
При температуре воздуха ниже 0 °C выделено пять классов погоды момента.
Мягкая погода (VIII кл.) при температуре воздуха от 0 до -5 °С. Умеренно-суровая погода (IX кл.) при температуре от -6 до -15 °С. При погодах XIII и IX кл. напряжение систем терморегуляции человека слабое.
Суровая погода (X кл.), наступающая при температуре воздуха от -16 до -29 °С, вызывает среднее напряжение систем терморегуляции. Очень суровая погода (XI кл.) при температуре воздуха от -30 до -45 °С вызывает сильное напряжение систем терморегуляции. Крайне суровая погода (XII кл.) бывает при температуре ниже -45 °С. С этой погодой связано чрезмерное напряжение систем терморегуляции человека.
Зимние виды климатотерапии, рекреация, спорт возможны при VIII, IX, X классах погоды, при XI и XII классах исключаются. Также и все виды работ на открытом воздухе ведутся при мягкой, умеренно-суровой и суровой погоде, при очень суровой погоде необходим перерыв для обогрева, при крайне суровой погоде работы отменяются.
Для интегральной оценки биоклимата проведено объединение классов погод в четыре группы: с благоприятной, относительно благоприятной, неблагоприятной и крайне неблагоприятной погодой [4].
Благоприятные погоды соответствуют наиболее оптимальным условиям климатотерапии, рекреации и труда на открытом воздухе. Они включают классы погод при положительных температурах — II, III, IV- при отрицательных температурах — VI, VIII, IX классы. Напряжение систем терморегуляции при благоприятных погодах изменяется от минимального до среднего.
Относительно благоприятные погоды представлены при положительных температурах V классом, при отрицательных — X классом, вызывающими среднее напряжение систем терморегуляции.
К неблагоприятным погодам относятся при положительных температурах погоды I и VI классов, при отрицательных — XI. Эти погоды вызывают сильную степень напряжения систем терморегуляции.
К крайне неблагоприятным погодам относятся погоды VII и XII классов, которые вызывают чрезмерное напряжение систем терморегуляции организма человека.
Для выделения категорий ландшафтов по степени комфортности нами предложены следующие критерии: дефицит тепла в организме человека в июле, величина атмосферного давления, условная температура в январе, показатели благоприятности биоклиматических условий (представляющие собой отношение числа дней с благоприятной погодой к числу дней в периоде) за астрономический зимний (декабрь — январь) и летний (июнь — август) периоды. Анализ параметров указанных критериев позволил выделить следующие категории биоклиматов ландшафтов: экстремальный или крайне дискомфортный, остро дискомфортный, дискомфортный, умеренно дискомфортный, умеренно комфортный (прекомфортный) и комфортный (табл. 1).
Таблица 1
Категории комфортности биоклиматов
Дефицит тепла в организме человека, 2 Вт/м (июль) Атмосферное давление, гПа Условная температура, °С, январь, 13 ч Показатели благоприятности биоклиматических условий (ПББКУ) Категории комфортности
январь июль
& gt- -677,1 Менее 800 Ниже -30 Менее 0,20 Менее 0,10 Экстремальный
-488,6- (-677,1) 800−867 -25-(-30) Менее 0,30 0,10−0,30 Остро дискомфортный
-383,9- (-488,6) 867−906,7 -20-(-25) 0,30−0,40 0,30−0,50 Дискомфортный
-279,2- (-383,9) 906,7−933,3 -15-(-20) 0,40−0,50 0,50−0,60 Умеренно дискомфортный
-209,4- (-279,2) 933,3−960 -14-(-18) 0,50−0,60 0,60−0,70 Умеренно комфортный
-139,6- (-209,4) 960−1000 -12-(-14) Более 0,60 Более 0,70 Комфортный
Экстремальные условия жизнедеятельности характерны для высокогорной зоны, где представлены альпийские луга, горные тундры и гляциально-ниваль-ные комплексы. В высокогорье длительный период с отрицательной температурой воздуха, крайне низкая теплообеспеченность, сильный ветер осложняют процессы терморегуляции. Низкое атмосферное давление вызывает горную болезнь. В течение года число дней с погодой благоприятной для организма человека колеблется от 40 до 60. Величина ПББКУ составляет менее 0,20 (табл. 2).
Остро дискомфортные биоклиматические условия представлены в верхнем поясе горно-лесной зоны — альпийской тайге. Острая дискомфортность определяется, нарастающими с высотой дефицитом тепла и понижением атмосферного давления. Число дней с благоприятными биоклиматическими условиями менее 100, ПББКУ 0,20−0,30.
В горно-лесных среднегорьях или в типичной тайге возрастает теплообеспе-ченность. Увеличивается атмосферное давление до 900 гПа. Число дней с благоприятной погодой составляет 120−180, ПББКУ 0,30−0,40. Биоклимат дискомфортный, переходящий в умеренно дискомфортный.
В лесных низкогорьях атмосферное давление приближается к нормальному, число дней с благоприятной погодой от 130 до 210. Величина ПББКУ зимой от 0,30 до 0,60, летом 0,50−0,60. Биоклимат в зависимости от местных условий климатообразования изменяется от умеренно дискомфортного до прекомфортного.
Таблица 2
Оценка биоклиматов ландшафтов Алтая для жизнедеятельности человека
Показатель Типы ландшафта
высоко- горные среднегорные низкогорные межгорно- котловинные
тундрово- альпийские альпийская тайга типичная тайга лесные лесостеп- ные степные полупусты нные
Высота над уровнем моря, м Выше 1800 1400−1800 1000−1400 500−1000 300−500 800- 1500 1500- 2000
Атмосферное давление, гПа 800 и ниже 800−860 860−900 900−950 960−1000 900- 1000 800−970
Г января, °С -16- -18 -16- -18 -15- -17 -15- -20 -12- -14 -19- -23 -28- -30
УТ января, °С -26- -30 -25- -27 -22- -24 -21- -25 -14- -16 -20- -25 -31- -33
Г июля, °С 6−9 10−11 12−14 16−17,5 18−20 13−16 12−14
НЭЭТ, °С 4−6 6−7 8−10 11−13 14−16 10−11 10−11
Е1: & gt- 10 °C — 300−800 1000−1400 1600- 1700 1800- 2200 1100- 1500 1100- 1150
Продолж. безм. п-да, дни — Менее 50 50−80 50−100 110−130 50−90 60−65
Ср. год. кол-во. атм. осадков, мм Более 1000 800−1000 500−800 500−1000 450−700 250−400 100−110
Ч/дн. с благ. погодой, дни 40−50 100−120 120−180 130−210 210−230 140−180 80−90
ПББКУ теплого периода Менее 0,20 0,20−0,30 0,30−0,40 0,50−0,65 0,65−0,75 0,40- 0,50 0,30−0,40
ПББКУ холодного периода Менее 0,20 0,28−0,30 0,30−0,40 0,50−0,60 0,70−0,75 0,30- 0,50 0,05−0,10
Категория комфортности биоклимата Экстре- мальный, крайне диском- фортный Остро диском- фортный Диском- фортный, умеренно диском- фортный Умеренно дискомфортный и преком-фортный Ком- фортный Умеренно диском- фортный Зимой -остро дискомфортный, ле том — дискомфортный
Таким образом, наиболее благоприятными биоклиматическими условиями характеризуются степные и лесостепные низкогорья Западного и Северного Алтая. Это пологие увалы и днища долин. Зимой здесь погода мягкая и умеренно суровая со слабой степенью напряжения систем терморегуляции. Лето теплое. Суммы температур выше 10 °C составляют 1900−2200 °С. Атмосферное давление нормальное. Число дней с погодой благоприятной для организма человека 220−230. Величина ПББКУ зимой от 0,60 до 0,80, летом от 0,70 до 0,75. Биоклимат оценивается как комфортный.
Районами заселения Алтая являются и межгорные котловины. Это относительно небольшие котловины в среднегорном поясе Алтая. Ландшафты котловин различаются в зависимости от их влагообеспеченности. Господствующими ландшафтами являются лесостепные, степные, сухостепные и полупустынные.
Биоклиматические условия для жизнедеятельности человека ландшафтов котловин различаются в широких пределах. В степных котловинах биоклимат зимой умеренно дискомфортный, летом в разных котловинах изменяется от пре-комфортного до умеренно дискомфортного- в полупустынных котловинах — зимой остро дискомфортный, летом дискомфортный.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Русанов В. И. Методы исследования климата для медицинских целей. — Томск: Изд-во ТГУ, 1973.
[2] Русанов В. И. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата для медицинских целей. — Томск: Изд-во ТГУ, 1981.
[3] Русанов В. И. Биоклимат Западно-Сибирской равнины. — Томск: Изд-во СО РАН, 2004.
[4] Сухова М. Г., Русанов В. И. Климаты ландшафтов Горного Алтая и их оценка для жизнедеятельности человека. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004.
[5] Руководство по медицинской географии / Под ред. А. А. Колера. — СПб., 1993.
KLIMATO-ECOLOGICAL FEATURES OF THE AMBIENCE MOUNTAIN REGION (on example russian Altai)
M.G. Suchova
The faculty of geography Gorno-Altaisk State University Lenkina str., 1, Gorno-Altaisk, Russia, 649 002
Work contains methods of the estimation raHMaTO-ecological conditions of the mountain territory. The typification and estimation of landscapes according to their bioclimatic potential is carried out on the basis of factoral-integral estimation of bioclimatic conditions in the Altai mountain region.
Key words: climatic-ecological conditions, the mountain territory, bioclimatic potential, the Altai mountain region, parameters of usefulness of bioclimatic conditions.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой