Текст книги "Климат и деятельность человека"

Автор книги: Евгений Борисенков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 8 страниц)

Климат и водное хозяйство

Трудно переоценить влияние воды на все виды хозяйственной деятельности и на самого человека. Вода – основной источник жизни на Земле, а проблема влагооборота – центральная проблема климатологии. Влагооборот включает следующие процессы: испарение влаги с поверхности суши и особенно с поверхности океана, конденсацию водяного пара и его превращение в осадки, вызванное неупорядоченными и упорядоченными вертикальными движениями в атмосфере и конденсацией влаги, выпадение влаги и ее возвращение в океан через реки и подземный сток. Этот круговорот воды в природе происходит непрерывно.

По данным Атласа мирового водного баланса (1974 г.), под действием солнечной энергии ежегодно с поверхности Мирового океана испаряется около 505 тыс. км³ воды. Из этого количества около 458 тыс. км³ попадает обратно в океан в виде осадков, 47 тыс. км³ переносится в системе атмосферной циркуляции на сушу и выпадает там в виде осадков. Кроме того, с поверхности суши, озер, рек через растительный покров испаряется еще около 72 тыс. км³ воды. В общей сложности в виде осадков над сушей выпадает около 119 тыс. км³ воды. Избыток осадков над испарением над сушей величиной 47 тыс. км³ возвращается обратно в Мировой океан через речной сток.

Цикл влагооборота (испарение—осадки—сток) замкнут. Однако замкнутость эта относительна. Небольшие коррективы вносят инфильтрация влаги, идущая на пополнение подземных грунтовых вод, и человеческая деятельность, связанная с добычей и использованием подземных грунтовых вод. Отклонения от замкнутости в этом цикле могут быть связаны также с накапливанием влаги, выпадающей в Антарктиде, Гренландии в виде снега и льда. В обозримом будущем отток воды из Антарктиды и Гренландии в виде айсбергов и накапливание твердых осадков, вероятно, будут компенсировать друг друга. Однако для оценки длительных тенденций изменений климата эти статьи прихода—расхода должны быть приняты во внимание.

В ледниковую эпоху уровень Мирового океана был, как известно, на 85 м ниже, а влага из океана была перекачена в ледники посредством влагооборота. Любое таяние ледников приведет к повышению уровня Мирового океана[3]3
  Подводные террасы на шельфе до сих пор являются живыми свидетелями границ суши и океана в период ледниковой эпохи.


[Закрыть]. Масштабы данных процессов в прошлом составляли столетия и тысячелетия. Значит, в ближайшем будущем около 40 тыс. км³ пресной воды – это тот устойчивый естественный резерв, не считая континентальных льдов типа Антарктиды и Гренландии, которым человечество будет располагать как источником пресной воды.

Необходимое потребление человеком воды в будущем оценивается от 900 до 1400 м³ в год. Если согласно прогнозу население земного шара на рубеже 2000 г. составит около 8 млрд. человек, то на душу населения придется около 5 тыс. м³ пресной воды, что примерно в 4—5 раз больше приведенной нормы. Однако вода распределена крайне неравномерно. Есть районы, где ее не хватает уже сейчас, это – зоны повышенной испаряемости. Именно здесь потребуются ирригационные работы. Простейшие оценки показывают, что для производства 1 т зерна или риса на поливных землях необходимо соответственно около 1—3 тыс. т воды. Исходя из нормы 1 т зерна на трех человек, для населения в 8,1 млрд. человек нужно производить 2,7 млрд. т в год, по нормам же развитых стран (800 кг в год на человека) потребуется около 6,5 млрд. т зерна в год, что в 5 раз выше, чем сейчас. Полагая, до некоторой степени оптимистически, что около 40% этого количества будет производиться на орошаемых землях, специалисты подсчитали, что таких земель должно быть порядка 650—660 млн. га, в настоящее время их около 200 млн. га. Потенциальное количество земель, пригодных для орошения, оценивается в 470 млн. га. Если считать среднюю продуктивность орошаемых земель порядка 4 т зерна с 1 га (предполагаемая продуктивность неорошаемых земель к этому времени 1,8 т с 1 га), то при расходе 2200 м³ воды на 1 т зерна потребуется к 2000—2015 гг. изымать из стока 5850 км³ в год. Не меньше 90%, если не изменится система орошения, пойдет на испарение. Сюда следует добавить, что на промышленные цели израсходуется около 4100 км³ воды, исходя из нормы 500 м³ в год на человека[4]4
  Эта норма соответствует уровню расхода воды на промышленные цели в одной из развитых стран мира – Швеции.


[Закрыть]. Всего, таким образом, из стока нужно будет изымать около 10 тыс. км³ воды в год, что составит около 25% годового стока.

Рассмотрим теперь, как климатические изменения влияют на влагооборот вообще и на сток. В гидрологии существует такое понятие, как соотношение между средней годовой потребностью в воде для данного района и необходимой емкостью водохранилища в процентах от среднего годового стока. Связь эта нелинейная. Так, при годовой потребности в 60% необходимая емкость водохранилища может составлять 20—30%, и здесь обычно не возникает серьезных проблем при расчете. Однако при годовой потребности 70—80% и более необходимая емкость водохранилища может достигать 100% и более. А это существенно меняет весь подход к проектированию и эксплуатации водохранилищ, особенно если речь идет о крупных.

Достаточно привести такой пример. В Бразилии на Рио-Гранде имеется каскад электростанций, в верхней части которого, в Фурнасе, расположено большое водохранилище емкостью 15 млн. м³, площадь водосбора около 54 тыс. км². При использовании всей воды водохранилища можно выработать 22 770 МВт/мес энергии (почти 50% всей производимой энергии в районе). Однако зависимость расчетов от климатических данных такова, что при потребной выработке электроэнергии с использованием 80% среднего годового стока различные модели расчетов дают необходимую емкость водохранилищ от 48 до 84%. В первом случае в строительстве других электростанций и водохранилищ нет необходимости, во втором – есть, и это будет связано с большими экономическими затратами.

Для некоторых районов США, например, при одних и тех же осадках порядка 750 мм годовой сток будет меняться в 4 раза при изменении температуры примерно на 20° С. При понижении температуры сильно уменьшается испарение и увеличивается сток. Потенциально возможное испарение (эватранспирация) для влажных районов при средней годовой температуре (~4—5° С) составляет 500 мм, а при температуре около 27° С – уже около 1500 мм.

Колебания климатических условий требуют при проектировании и эксплуатации водохранилищ оптимального использования трех типов климатической информации: длительных рядов инструментальных измерений температуры, осадков, испарения (потенциальная эватранспирация); палеоклиматической информации; прогнозов будущих изменений климата с учетом как естественных, так и антропогенных факторов.

При строительстве крупных ирригационных сооружений крайне важно учитывать изменения климата. Известно, что во многих странах поливное земледелие – решающий фактор экономики. Поэтому знание прошлого климата, а также прогнозы его будущих изменений, в особенности осадков, температуры, испаряемости, всегда будут иметь огромное значение при проектировании сооружений. При этом потребность в данных о прошлом климатическом режиме и стоке часто возникает в необжитых районах, где рядов наблюдений нет или они ограниченны.

Важное значение имеет климат и для районов, где используется грунтовая вода из подземных скважин. Например, в Калифорнии (США) источники подземных вод составляют около 40%. В 1977 г. в связи с засухой было пробурено 10 тыс. новых скважин. Но из-за засухи скорость выкачивания подземных вод превышала скорость их восстановления за счет осадков. В результате фермеры бурили скважины все глубже. В 1977—1978 гг. скважины бурились на 270 футов (почти 80 м) глубже, чем до 1977 г. Стоимость воды здесь возросла почти вдвое.

Все эти примеры наглядно свидетельствуют о необходимости оптимального учета различных видов климатической информации при планировании и эксплуатации водохозяйственных сооружений, реализации водохозяйственных мероприятий.

Климат и леса

Леса – важный источник сырья и продовольствия, а также органическая связь биосферы и всей климатической системы. Они очень чувствительны к изменениям климата, о чем легко можно судить по кольцам срезов деревьев. В свою очередь, ощутимые изменения лесного покрова отражаются на климате в региональном или глобальном масштабах.

Как известно, из 510 млн. км² поверхности земного шара Мировой океан занимает 361 млн. км² (71%), а суша 149 млн. км² (29%). Поверхность суши, которая на 120 млн. км² покрыта растительностью, по типам подстилающей поверхности распределяется следующим образом.

Полярные районы занимают площадь 15 млн. км² (10% поверхности суши), тундра, болота, водоемы и реки – 30 млн. км² (21 %), земная растительность – 24 млн. км² (16%), засушливые пустыни – 9 млн. км² (6%), культивируемые земли – 14 млн. км² (9%), лесистая местность – 7 млн. км² (5%). Леса занимают площадь 50 млн. км², или 33% поверхности суши. Земли более чем одной трети поверхности суши (37%) малопродуктивны или вовсе непродуктивны. Среди них тундра, водная поверхность и др. (21 %), пустыни (6 %), полярные районы (10 %).

В результате фотосинтеза и роста различных типов растительности годовое производство биомассы в пересчете на сухую массу составляет для всего земного шара 155·10⁹ т в год: 55·10⁹ т приходится на океан и 100·10⁹ т – на сушу. Из этого количества леса дают основную продукцию, составляющую около 65·10⁹ т в год при средней продуктивности леса 1,3·10³ т/км² биомассы в год. Леса, следовательно, – самая продуктивная органическая система. Продуктивность лесов в 2—3 раза выше продуктивности других типов растительности суши и почти в 10 раз больше продуктивности океана.

Леса ответственны за газовый обмен, в частности за углеродный и кислородный циклы. Если принять годовой прирост древесины равным порядка 65·10⁹ т в год, то общее количество ее примерно в 30 раз больше, т. е. 2·10¹² т. Поскольку на 1 кг древесины приходится 0,35—0,5 кг С, общее содержание его в лесах составляет от 700·10⁹ – 1000·10⁹ т. Считается, что для производства единицы массы сухого вещества нужно затратить 1,83 единиц массы CO₂. При этом в атмосферу выделяется около 1,32 единиц массы O₂.

Всего, таким образом, леса поглощают из атмосферы около 119·10⁹ т CO₂ и выделяют в атмосферу 88·10⁹ т в год O₂. (Масса атмосферы – около 5,2·10¹⁵ т. В ней находится около 1,3·10¹⁵ т O₂ и 2,57·10¹² CO₂.)

Около 53% мировых запасов леса составляют тропические леса. Их вклад в мировую продукцию сухого вещества – около 75%. Главный лесной континент – Южная Америка (площадь тропических лесов 11·10⁶ км², или 55% площади всех тропических лесов).

Большие лесные массивы находятся в северной части умеренной зоны северного полушария. В табл. 9 приведено более детальное распределение лесов.

Средний запас древесины зависит от типа леса. В сухих субтропических лесах Южной Америки он составляет не более 40 м³/га, а во влажных тропических лесах 200—300 м³/га и более. Промышленная продукция леса по данным ФАО на площади 2,8·10⁹ га – около 1,45·10⁹ м³ в год. Таким образом, промышленное производство леса не превышает 1,5—2% годового прироста древесины. Из этой продукции около 59% идет в эксплуатацию и в другие виды промышленности и 41% используется как топливо.

Использование леса как топлива эквивалентно реализации энергии в (17—21)·10³ Дж на 1 г сухого вещества. Таким образом, в среднем фиксация энергии в древесной биомассе в год составляет порядка 1,2·10²¹ Дж.

Таблица 9. Распределение лесов, % площади широтной зоны

Широта центра зоны, град	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Северное полушарие	28,9	7,9	7,4	6,7	10,6	33,8	45,4	4,9	—
Южное полушарие	36,8	22,8	6,4	6,1	3,0	0,3	—	—	—

Леса влияют на тепловой баланс нашей планеты, влагооборот, речной сток, динамику атмосферы, ее газовый и аэрозольный состав и др. Коэффициент поглощения солнечной радиации деревьями очень велик, около 67 Дж/м² (почва, лишенная растительности, поглощает 33 Дж/м²). Потенциальные испарения над лесом составляют 850 мм/год, а над почвой, лишенной растительности, – 425 мм/год. Степень покрытости лесом воздействует на водный и энергетический баланс планеты. В свою очередь, изменение составляющих энергетического и водного баланса сказывается на продуктивности леса. Потенциальная продуктивность лесов зависит от температуры самого теплого месяца, годового количества осадков, продолжительности вегетационного периода, внутригодовых колебаний температуры, испарения, радиационного баланса и др. В странах холодного климата повышение температуры способствует ускоренному росту деревьев, в то же время небольшие повышения испаряемости практически не влияют на него. В странах теплого климата рост деревьев не зависит от температуры, однако при подъеме температуры увеличивается испаряемость, в результате чего продуктивность леса уменьшается.

Климатические флюктуации также отражаются на росте деревьев, Достаточно сказать, что такая наука, как дендроклиматология, опирается на закономерности роста деревьев (фиксируемые на срезах по кольцам деревьев) в зависимости от климатических условий. Это позволяет достаточно надежно восстанавливать климат прошлого.

Известно, что линии лесов в горах тесно связаны с климатом, а их положение с высотой меняется при изменениях климата. Линия лесов в горах зависит от широты, высоты, места и климатических условий. В тропиках (в Андах, Гималаях) она возвышается на 5 тыс. м над уровнем моря, в полярных районах находится вблизи уровня моря. Потепления (похолодания) на 0,5—0,6° С вызывают повышение (понижение) линии лесов примерно на 100 м. И такие явления отмечались в прошлом.

Климат и строительство

Влияние климата при строительстве объектов чрезвычайно велико, особенно в странах с резко выраженной внутригодовой климатической изменчивостью, в умеренных, полярных и субполярных районах. Технические условия и стоимость проектирования зданий и сооружений, проведения земляных работ, виды применяемых конструкций, эксплуатация и т. д. весьма сильно зависят от климата. Техника и аппаратура, предназначенные для одних климатических условий, выходят из строя при работе в других. Сейчас еще только делаются попытки оценить, во что обходится, к примеру, изменение температуры на 1° и осадков на 10% для различных видов деятельности. Исследования, проведенные в США, показывают, что понижение температуры на 1° привело бы к дополнительным расходам на жилищное строительство и одежду порядка 10 млрд. долларов в год, а ущерб здоровью людей при этом оценивался бы в сумму 47,72 млрд. долларов.

По мере расширения масштабов человеческой деятельности неизмеримо возрастут масштабы и сложность строительных работ, их зависимость от климатических условий. Прежде всего остановимся на проектировании. Одна из задач, возникающих на этой стадии, заключается в разработке методов эффективного использования климатической информации, с тем чтобы не допустить неоправданного завышения стоимости объектов, с одной стороны, и недостаточной прочности (или теплоустойчивости и др.) – с другой. При ошибках любого знака, кроме отмеченных потерь, в течение длительного времени будет иметь место также перерасход денежных средств.

Вторая проблема связана с проектированием ограждающих конструкций, отопительных систем, систем кондиционирования, вентиляции и др., работа которых в решающей мере определяется климатическими условиями. Как известно, на продолжительность строительных работ воздействуют экстремальные условия погоды, средние температуры, скорость ветра, осадки и др. Это – третья проблема. Многие технологические циклы строительства (например, бетонные работы, дорожные покрытия, работа кранов, транспорта и др.) очень сильно зависят от климата.

Четвертая проблема – строительство линий электропередач и их эксплуатация с учетом ветровых и гололедных нагрузок. Главные материальные потери при неблагоприятных климатических и погодных условиях – это восстановление линий электропередач, убытки хозяйств, которые зависят от функционирования этих линий.

Пятая проблема – учет ветровых, гололедных, снеговых нагрузок на сооружения и конструкции общего и специального типа, в особенности на сооружения высотой 40 м и более (здания, башни, опоры, дымовые трубы, телевизионные башни и др.). Завышение этих нагрузок приводит к сильному и часто неоправданному удорожанию стоимости строительства, занижение – к вероятности аварий.

Мы перечислили главные аспекты влияния климата на проектирование и строительство в умеренных и полярных районах. В странах тропического климата возникает своя специфика, связанная со строительством дамб, защитой от тропических циклонов и ураганов, от коррозии и др.

Климат и проблемы транспорта и морского хозяйства

Несмотря на бурное развитие всех видов транспорта, их зависимость от климатических условий еще не преодолена. Известно, например, что за последние 15—20 лет прямые убытки от возвратов самолетов вследствие погодных условий довольно велики. Косвенные же убытки, связанные с нарушением регулярности работы воздушного, как, впрочем, и любого другого вида транспорта, никто по-настоящему не подсчитывал, но они не меньше, а возможно, и превышают прямые убытки.

Согласно американским источникам, только использование оптимальных маршрутов судов, разработанных с учетом климатических данных о полях ветра и волнения по акваториям Атлантического и Тихого океанов, позволило сократить среднюю продолжительность рейса на 10 часов, что дает экономию 10 млн. долларов в год.

Эксплуатация шельфовой зоны морей, которая стала насущной необходимостью для человечества, в значительной мере определяется климатическим режимом этой зоны. Здесь, как и при освоении новых территорий, изучение климата должно предшествовать началу работ на шельфе.

Климат и энергия

Со времени изобретения первой паровой машины в XVIII столетии, использовавшей в качестве топлива дрова и уголь, человек получил мощную энергетическую базу для развития индустриального общества. Вслед за паровой машиной появились двигатель внутреннего сгорания, электрический генератор и ядерный реактор.

Энергоресурсы условно можно классифицировать на три типа: невозобновляемые, возобновляемые, ядерную и термоядерную энергию.

К невозобновляемым энергоресурсам, которые вносят основной вклад в энергетику, относится ископаемое топливо, т. е. остатки веществ растительного происхождения, преобразовавшиеся со временем в уголь, нефть и природный газ. Сложные процессы естественного происхождения, способствовавшие формированию видов топлива, длились миллионы и десятки миллионов лет. Пополнить быстро истощаемые запасы ископаемого топлива, по-видимому, невозможно, а истощение их в ближайшие 100—150 лет неминуемо. К невозобновляемому типу энергоресурсов относятся также горючие сланцы – осадочные горные породы, содержащие углеводороды, из которых путем перегонки можно получить жидкое топливо, близкое по составу к нефти. Однако в настоящее время этот способ добычи нефти нерентабелен.

К возобновляемым энергоресурсам относится солнечная энергия. Она используется как непосредственно для нагревания воды, отопления, выработки электричества, так и в преобразованном виде (энергия ветра, гидроэнергия, энергия океанских волн, морских течений, перепада температур между поверхностным и глубинным океаном). Особый вид – энергия Солнца, преобразованная в электрическую. Известно, что образующуюся в результате фотосинтеза биомассу можно переработать в горючие газы и жидкости. Возобновляемый вид – и геотермальная энергия, базирующаяся на использовании внутреннего тепла Земли в районах, где глубинные воды выходят на поверхность в виде горячих источников и гейзеров.

Ядерная энергетика базируется на расщеплении (делении) атомов тяжелых радиоактивных элементов с выделением тепла (ядерная реакция) и на синтезе (соединении) ядер легких атомов (термоядерная реакция), тоже сопровождаемом значительным выделением энергии.

Энергетическая база также подвержена воздействию климата. Режимы освещенности, термический и ветровой влияют на потребление энергии и ее перераспределение по экономическим районам, особенно в странах с резко меняющимися климатическими условиями. По мере ввода в строй капитальных мощностей резко возрастает стоимость дефицита тепла, которая по некоторым оценкам в среднем для мира может достигать не менее нескольких миллиардов рублей в год.

Что касается новых видов энергии и в особенности возобновляемых энергоресурсов, то развитие этой отрасли в решающей мере будет зависеть от климатических условий даже при самом благоприятном развитии технологического процесса. В настоящее время роль возобновляемых видов энергии в общем энергетическом балансе пренебрежимо мала, но к концу столетия они будут давать около 25% энергии.

Уже сейчас существует много автономных гелиоустановок для городов и сельских местностей. Фотогальванические солнечные элементы, преобразующие непосредственно свет в электрическую энергию, весьма перспективны (стоимость вырабатываемой ими электроэнергии упала с астрономической цифры 500 долларов за 1 Вт мощности до 13,5 долларов и продолжает падать).

Большие возможности таит в себе и ветроэнергетика. В США строится крупная ветроэнергетическая установка мощностью 1,5 млн. Вт. В ряде стран (Индия и др.) успешно разрабатывается производство биогаза (метана). Бразилия начала производить из сахарного тростника и маниоки этиловый спирт, чтобы заменить им импортный бензин. Налаживается производство из отходов древесины пиролизного древесного угля.

Эксплуатация не всех источников энергии будет зависеть от климата. Тем не менее развитие новых видов энергетической базы резко повысило интерес к проблеме метеорологии и энергии. Так, по инициативе ВМО в 1979 г. был проведен международный симпозиум, посвященный метеорологическим проблемам развития солнечной энергии. В конце 1979 г. в Женеве состоялось международное совещание экспертов по проблеме энергии ветра.

Одним из недостатков энергии Солнца и ветра является малая плотность энергии на единицу площади. В районах, где из-за большой концентрации производства здания плохо приспособлены для солнечной и ветровой энергетики, ориентироваться на новые виды энергии нецелесообразно. В странах и районах, где население рассредоточено, ориентация на возобновляемые источники энергии вполне себя оправдывает как с экономической, так и с социальной и экологической точек зрения.

Развитие энергетики, основанной на возобновляемых источниках, по-видимому, неизбежно, но именно эти источники в наибольшей мере зависят от климатических условий. Так, для разработки и эксплуатации большинства гелиоустановок требуются данные о прямой и рассеянной радиации, об эффективном излучении, спектральном солнечном излучении. Крайне важно для этих установок знать внутрисуточную структуру поля радиации, а также полей ветра, температуры, облачности и др. Необходимо разработать климатические критерии, обеспечивающие благоприятные условия для эффективной работы солнечных установок различного типа, изучить внутрисуточную структуру составляющих радиационного и теплового баланса для поверхностей различной ориентации и широтных зон, произвести районирование экономических областей отдельных стран и регионов мира по обеспечению солнечными ресурсами применительно к различным типам солнечных установок.

Со стороны ветроэнергетики предъявляется целый ряд требований. Известно, что потенциальные климатические ветроэнергоресурсы пропорциональны плотности воздуха и кубу скорости ветра. Поэтому крайне важно выбрать место установки ветродвигателей. Кроме того, ни один ветродвигатель не в состоянии полностью использовать потенциальные ветроэнергоресурсы, так как он может работать между нижним пределом скорости ветра (скоростью пуска) и верхним пределом, т. е. скоростью ветра, при которой двигатель способен выйти из строя. Без знания климатического режима планирование ветроэнергетики и эксплуатация ветроэнергоустановок не могут быть эффективными.

Биоклиматология человека

Человек постоянно испытывает воздействие факторов окружающей среды. К ним относятся тепловые, шумовые, световые, радиационные, загрязнение окружающей среды, эмоциональные нагрузки, влияние различных физических полей и явлений и др.

Однако наиболее существенны факторы, определяющие тепловое состояние человека, в частности испарение, теплообмен и радиационные притоки, целиком зависящие от климатических условий. На основе учета этой зависимости возникло новое направление исследований, называемое биоклиматологией; последняя делится на общую и частную.

Общая биоклиматология занимается изучением влияния климата, погоды, гелиогеофизических, геомагнитных, атмосферно-электрических и других факторов на самочувствие и здоровье человека. Частная биоклиматология исследует влияние микроклимата различных природных и городских ландшафтов, а также помещений на самочувствие и условия проживания человека.

Анализ статистических данных и уравнения теплового баланса позволяет выделить климатические условия, оптимальные для проживания человека. Основной ограничивающий фактор – температура. Верхний предел возможных для проживания условий (Ť_max) составляет около 55° С, нижний (Ť_min) – порядка —60° С. Зоной климатического комфорта считается довольно узкий интервал температур порядка 20—25° С, который несколько различен в странах с разным влажностным и ветровым режимом. Проживание при температуре ниже и выше этих величин связано уже с определенными дополнительными условиями (утепление или охлаждение).

На рис. 17 приведен график, характеризующий распределение населения мира в диаграмме среднегодовых значений Ť_min и Ť_max. Заштрихованный район указывает диапазон температур, в которых проживает 60% населения. Он находится между Ť_max порядка от 30—35° до 35– 40° С и Ť_min от —10° до 15° С. В зоне, обозначенной горизонтальной штриховкой, проживает около 30% населения. Эта зона лежит в пределах Ť_max между 20—25° С и 45—50° С, а Ť_min между —50÷—55° С и 20—25° С.

Рис. 17. Распределение населения земного шара в зависимости от климатических условий

В экстремальных климатических условиях проживает всего около 10% населения. По данным Всемирной организации здравоохранения и Всемирной продовольственной организации наиболее благоприятный климатический эталон соответствует среднегодовой температуре воздуха 10° С. Уменьшение этой температуры требует увеличения калорийности пищи порядка 3% на каждые 10° С понижения температуры. При повышении среднегодовой температуры калорийность снизится на 5%. Проведенные специальные исследования показали, что в различных климатических условиях требуемая калорийность пищи может меняться в существенно больших пределах. Естественно, что на калорийность влияют и другие климатические факторы. Но эти вопросы еще достаточно не изучены. Тем не менее ясно, что изучение и районирование биотермических условий жизнедеятельности человека – весьма актуальная задача, особенно для стран с холодным или жарким климатом.

Воздействие климата на условия проживания человека и его самочувствие ярко проявляется в благоприятном влиянии факторов климатического лечения. В связи с этим курортология и климатотерапия стали одним из закономерных и эффективных арсеналов средств современной медицины в лечении заболеваний.

Однако это направление может успешно развиваться при условии научных обоснований влияния климата на здоровье человека. Влияние многих климатических факторов, таких, как явления, связанные с солнечной активностью, атмосферным электричеством, резкими изменениями погоды и др., до конца еще не выяснено. Исследования показали, что для здорового организма возможность приспосабливания (адаптации) к меняющимся климатическим условиям весьма высокая. В связи с этим зависимость здоровья практически здорового человека от климатических условий не так велика. Однако больные, люди пожилого возраста и дети чутко реагируют на перемены климата.

В ряде стран обнаружена четко выраженная сезонность в количестве смертей. Так, в США минимум смертности для Нью-Йорка, Лос-Анджелеса и Чикаго падает на летние месяцы, а максимум – на зимние. При этом амплитуда составляет порядка 15—25%. Однако в прошлом столетии картина была обратная. Пик смертности 1867—1880 гг. отмечался летом. По-видимому, следует различать смертность в зависимости от тех или иных заболеваний.

Так, минимум смертности от сосудисто-сердечных заболеваний в северном полушарии падает на летние месяцы. В южном полушарии в это время наблюдается максимум смертности. Специально проведенные исследования в США показали, однако, наличие определенной зависимости распределения смертности от климатических условий. Так, смертность ниже в районах США с диапазоном среднегодовых температур между 15,6 и 26,6° С. В более холодных и более жарких районах смертность повышалась. Заметное влияние на заболеваемость и смертность оказывают климатическая изменчивость и резкие колебания погоды.

В последние годы показано влияние сезонной изменчивости и различных климатических условий на возникновение и распространение самых разнообразных вирусных заболеваний. Целый ряд вирусов может развиваться и размножаться только при определенных климатических условиях.

Если в ряде стран (США, Япония) резко снижается смертность от инфекционных заболеваний, то в них же резко увеличивается смертность от респираторных заболеваний, связанных с качеством окружающей среды. В городе Нешвилл (США) было установлено, что при загрязнении атмосферного воздуха двуокисью серы до 0,149 мг/м³ процент обострения бронхиальной астмы среди взрослого населения составил 8,1%. При повышении концентрации в диапазоне 0,15—0,349 мг/м³ – 12%, а в районах с концентрацией выше 0,75 мг/м³ этот показатель возрос до 43,8%.

Здесь мы рассмотрели лишь в самых общих чертах возможное влияние климатических условий на здоровье и условия проживания человека. Проблема эта имеет глубокое социально-экономическое значение.