Faktor meteorologi utama. Faktor meteorologi dan pengaruhnya terhadap tubuh

FAKTOR METEOROLOGI - sekelompok faktor lingkungan alami yang mempengaruhi, bersama dengan faktor kosmik (radiasi) dan telurik (terestrial), pada tubuh manusia. Faktor fisik dan kimia atmosfer memiliki dampak langsung pada seseorang.

Faktor kimia termasuk gas dan berbagai kotoran. Gas-gas yang kandungannya di atmosfer hampir konstan, antara lain nitrogen (78,08 vol.%), oksigen (20,95), argon (0,93), hidrogen (0,00005), neon (0,0018), helium (0,0005), kripton ( 0,0001), xenon (0,000009). Kandungan gas lain di atmosfer sangat bervariasi. Dengan demikian, kandungan karbon dioksida bervariasi dari 0,03 hingga 0,05%, dan di dekat beberapa perusahaan industri dan sumber mineral karbon dapat naik hingga 0,07-0,16%. Pembentukan ozon dikaitkan dengan badai petir dan proses oksidasi zat organik tertentu, sehingga kandungannya di permukaan bumi dapat diabaikan dan sangat bervariasi. Pada dasarnya, ozon terbentuk pada ketinggian 20-40 km di bawah pengaruh sinar UV Matahari dan, menunda bagian gelombang pendek dari spektrum UV (UV-C dengan panjang gelombang lebih pendek dari 280 nm), melindungi kehidupan materi dari kematian, yaitu berperan sebagai filter raksasa yang melindungi kehidupan di bumi. Karena aktivitas kimianya, ozon memiliki sifat bakterisida dan penghilang bau. Udara atmosfer juga dapat mengandung sejumlah kecil gas lain: amonia, klorin, hidrogen sulfida, karbon monoksida, berbagai senyawa nitrogen, dll., yang terutama merupakan hasil polusi udara oleh limbah dari perusahaan industri. Emanasi elemen radioaktif dan produk metabolisme gas bakteri tanah memasuki atmosfer dari tanah. Udara mungkin mengandung zat aromatik dan phytoncides yang disekresikan oleh tanaman. Banyak dari mereka memiliki sifat bakterisida. Udara hutan mengandung bakteri 200 kali lebih sedikit daripada udara perkotaan. Akhirnya, ada partikel tersuspensi di udara dalam bentuk cair dan padat: garam laut, zat organik (bakteri, spora, serbuk sari tanaman, dll.), partikel mineral asal vulkanik dan kosmik, asap, dll. Kandungan zat ini di udara ditentukan oleh berbagai faktor - karakteristik permukaan di bawahnya, sifat vegetasi, keberadaan laut, dll.

Bahan kimia di udara dapat secara aktif mempengaruhi tubuh. Dengan demikian, garam laut yang terkandung di udara tepi laut, zat aromatik yang dikeluarkan oleh tanaman (monarda, basil, rosemary, sage, dll.), phytoncides bawang putih, dll., Memiliki efek menguntungkan pada pasien dengan penyakit pada saluran pernapasan bagian atas dan paru-paru. Zat volatil yang dilepaskan oleh poplar, oak, birch berkontribusi pada peningkatan proses redoks dalam tubuh, dan zat volatil dari pinus dan cemara menghambat respirasi jaringan. Zat yang mudah menguap dari obat bius, hop, magnolia, ceri burung, dan tanaman lain memiliki efek toksik pada tubuh. Konsentrasi tinggi terpen di udara hutan pinus dapat memiliki efek buruk pada pasien dengan penyakit kardiovaskular. Ada data ketergantungan perkembangan reaksi negatif terhadap peningkatan kandungan ozon di udara.

Dari semua faktor kimia di udara, oksigen sangat penting. Saat mendaki menanjak, tekanan parsial oksigen di udara berkurang, yang menyebabkan kekurangan oksigen dan perkembangan berbagai jenis reaksi kompensasi (peningkatan volume pernapasan dan sirkulasi darah, kandungan sel darah merah dan hemoglobin, dll. .). Dalam kondisi biasa, fluktuasi relatif dalam tekanan parsial oksigen sangat kecil, tetapi perubahan relatif dalam kerapatannya lebih signifikan, karena bergantung pada rasio tekanan, suhu, dan kelembaban udara. Peningkatan suhu dan kelembaban, penurunan tekanan menyebabkan penurunan kepadatan parsial oksigen, dan penurunan suhu, kelembaban dan peningkatan tekanan menyebabkan peningkatan kepadatan oksigen. Perubahan suhu dari -30 hingga +30°C, tekanan dalam kisaran 933-1040 mbar, kelembaban relatif dari 0 hingga 100% menyebabkan perubahan kerapatan parsial oksigen dalam kisaran 238-344 g/m 3 , sedangkan tekanan parsial oksigen pada kondisi tersebut berfluktuasi antara 207-241 mbar. Menurut VF Ovcharova (1966, 1975, 1981, 1985), perubahan densitas parsial oksigen dapat menyebabkan efek biotropik yang bersifat hipoksia dan hipotensi dengan penurunan dan tonik dan kejang - dengan peningkatan. Perubahan lemah dalam kerapatan parsial oksigen ±5 g/m 3 , sedang ±5,1-10 g/m 3 , diucapkan ±10,1-20 g/m 3 , tajam ±20 g/m 3 .

Faktor fisik meteorologi meliputi suhu dan kelembaban udara, tekanan atmosfer, kekeruhan, curah hujan, dan angin.

Suhu udara ditentukan terutama oleh radiasi matahari, dan oleh karena itu ada fluktuasi suhu periodik (harian dan musiman). Selain itu, mungkin ada perubahan suhu yang tiba-tiba (non-periodik) yang terkait dengan proses sirkulasi atmosfer secara umum. Untuk mengkarakterisasi rezim termal dalam klimatoterapi, suhu rata-rata harian, bulanan dan tahunan, serta nilai maksimum dan minimum, digunakan. Untuk menentukan perubahan suhu, nilai tersebut digunakan sebagai variabilitas suhu antar hari (perbedaan suhu rata-rata harian dua hari yang berdekatan, dan dalam praktik operasional, perbedaan nilai dua periode pengukuran pagi berturut-turut). Sedikit pendinginan atau pemanasan dianggap sebagai perubahan suhu rata-rata harian sebesar 2-4°C, pendinginan atau pemanasan sedang - sebesar 4-6°C, perubahan tajam - lebih dari 6°C.

Udara dipanaskan oleh transfer panas dari permukaan bumi, yang menyerap sinar matahari. Perpindahan panas ini terjadi terutama oleh konveksi, yaitu, gerakan vertikal udara yang dipanaskan dari kontak dengan permukaan di bawahnya, di mana udara yang lebih dingin turun dari lapisan atas. Dengan cara ini, lapisan udara setebal 1 km dipanaskan. Di atas, di troposfer (lapisan bawah atmosfer), perpindahan panas ditentukan oleh turbulensi planet, yaitu dengan pencampuran massa udara; sebelum topan, udara hangat dibawa dari lintang rendah ke lintang tinggi; di belakang siklon, massa udara dingin dari lintang tinggi menyerbu lintang rendah. Distribusi suhu sepanjang ketinggian ditentukan oleh sifat konveksi. Dengan tidak adanya kondensasi uap air, suhu udara berkurang GS dengan peningkatan setiap 100 m, dan dalam kasus kondensasi uap air - hanya sebesar 0,4 °C. Saat Anda menjauh dari permukaan bumi, suhu di troposfer menurun rata-rata 0,65 °C untuk setiap ketinggian 100 m (gradien suhu vertikal).

Suhu udara di suatu daerah tergantung pada sejumlah kondisi fisik dan geografis. Dengan adanya ruang air yang luas, fluktuasi suhu harian dan tahunan di wilayah pesisir berkurang. Di daerah pegunungan, selain ketinggian di atas permukaan laut, lokasi pegunungan dan lembah, aksesibilitas daerah terhadap angin, dll, adalah penting, dan terakhir, sifat lanskap berperan. Permukaan yang tertutup vegetasi memanas di siang hari dan lebih dingin di malam hari daripada permukaan terbuka. Suhu merupakan salah satu faktor penting dalam karakteristik cuaca, musim. Menurut klasifikasi Fedorov-Chubukov, tiga kelompok besar cuaca dibedakan berdasarkan faktor suhu: bebas es, dengan suhu udara melewati 0 ° C dan beku.

Fluktuasi suhu yang tiba-tiba dan ekstrem (maksimum dan minimum) yang menyebabkan kondisi patologis (radang dingin, pilek, panas berlebih, dll.) dapat berdampak buruk pada seseorang. Contoh klasiknya adalah penyakit massal (40.000 orang) dengan influenza di St. Petersburg, ketika pada salah satu malam di bulan Januari tahun 1780 suhu meningkat dari -43,6 menjadi +6 °C.

Tekanan atmosfer diukur dalam milibar (mbar), pascal (Pa), atau milimeter air raksa (mmHg). 1 mbar = 100 Pa. Di garis lintang tengah di permukaan laut, tekanan udara rata-rata 760 mm Hg. Seni., atau 1013 mbar (101,3 kPa). Saat naik, tekanan berkurang 1 mm Hg. Seni. (0,133 kPa) untuk setiap ketinggian 11 m. Tekanan udara dicirikan oleh fluktuasi non-periodik yang kuat terkait dengan perubahan cuaca, sementara fluktuasi tekanan mencapai 10–20 mbar (1–2 kPa), dan di wilayah benua yang tajam - hingga 30 mbar (3 kPa). Perubahan tekanan yang lemah dianggap sebagai penurunan atau peningkatan nilai harian rata-rata sebesar 1-4 mbar (0,1-0,4 kPa), sedang - sebesar 5-8 mbar (0,5-0,8 kPa), tajam - lebih dari 8 mbar ( 0,8 kPa). Perubahan signifikan dalam tekanan atmosfer dapat menyebabkan berbagai reaksi patologis, terutama pada pasien.

Kelembaban udara dicirikan oleh tekanan uap (dalam mbar) dan kelembaban relatif, yaitu persentase elastisitas (tekanan parsial) uap air di atmosfer terhadap elastisitas uap air jenuh pada suhu yang sama. Kadang-kadang elastisitas uap air disebut kelembaban absolut, yang sebenarnya mewakili densitas uap air di udara dan, jika dinyatakan dalam g / m 3, mendekati besarnya tekanan uap dalam mm Hg. Seni. Perbedaan antara tekanan uap air jenuh penuh dan tekanan uap air aktual pada suhu dan tekanan tertentu disebut defisit kelembaban (kurangnya saturasi). Selain itu, yang disebut saturasi fisiologis dibedakan, yaitu elastisitas uap air pada suhu tubuh manusia (37 ° C). Ini sama dengan 47,1 mm Hg. Seni. (6,28 kPa). Defisit saturasi fisiologis akan menjadi perbedaan antara tekanan uap air pada 37 ° C dan tekanan uap air di udara luar. Di musim panas, tekanan uap jauh lebih tinggi, dan defisit saturasi lebih kecil daripada di musim dingin. Dalam laporan cuaca, kelembaban relatif biasanya ditunjukkan, karena perubahannya dapat dirasakan langsung oleh seseorang. Udara dianggap kering dengan kelembaban hingga 55%, cukup kering pada 56-70%, lembab - pada 71-85%, sangat lembab (lembab) - lebih dari 85%. Kelembaban relatif berubah dalam arah yang berlawanan dengan fluktuasi suhu musiman dan harian.

Kelembaban udara dalam kombinasi dengan suhu memiliki efek nyata pada tubuh. Kondisi yang paling menguntungkan bagi seseorang adalah kondisi di mana kelembaban relatif 50%, suhu -17-19 ° C, dan kecepatan angin tidak melebihi 3 m / s. Peningkatan kelembaban udara, mencegah penguapan, membuat panas menyakitkan (kondisi berawan) dan mengintensifkan efek dingin, berkontribusi pada hilangnya panas yang lebih besar melalui konduksi (kondisi lembab-beku). Dingin dan panas di iklim kering lebih mudah ditanggung daripada di iklim lembab.

Saat suhu turun, uap air di udara mengembun dan kabut terbentuk. Ini juga terjadi ketika udara hangat dan lembab bercampur dengan udara dingin dan lembab. Di kawasan industri, kabut dapat menyerap gas beracun yang bereaksi secara kimia dengan air membentuk zat belerang (toxic smog). Ini dapat menyebabkan keracunan massal populasi. Di udara lembab, risiko infeksi melalui udara lebih tinggi, karena tetesan uap air, yang mungkin mengandung patogen, lebih mudah menyebar daripada debu kering, dan karena itu dapat memasuki bagian terjauh dari paru-paru.

Kekeruhan terbentuk di atas permukaan bumi oleh kondensasi dan sublimasi uap air yang terkandung di udara. Awan yang dihasilkan dapat berupa tetesan air atau kristal es. Kekeruhan diukur pada skala 11 poin, di mana 0 sesuai dengan tidak adanya awan sama sekali, dan 10 poin untuk mendung. Cuaca dianggap cerah dan sedikit berawan pada 0-5 titik berawan lebih rendah, berawan - pada 6-8 titik, berawan - pada 9-10 titik. Sifat awan pada ketinggian yang berbeda berbeda. Awan tingkat atas (dengan alas di atas 6 km) terdiri dari kristal es, ringan, transparan, seputih salju, hampir tidak menahan sinar matahari langsung dan pada saat yang sama, memantulkannya secara difus, secara signifikan meningkatkan masuknya radiasi dari cakrawala (radiasi hamburan). Awan tingkat menengah (2-6 km) terdiri dari tetesan air yang sangat dingin atau campurannya dengan kristal es dan kepingan salju; mereka lebih padat, memperoleh warna keabu-abuan, matahari bersinar melalui mereka dengan lemah atau tidak bersinar sama sekali. Awan tingkat bawah terlihat seperti punggungan abu-abu rendah yang berat, poros atau selubung yang menutupi langit dengan penutup yang terus menerus; matahari biasanya tidak bersinar melaluinya. Perubahan kekeruhan harian tidak sepenuhnya teratur, dan perjalanan tahunannya tergantung pada kondisi fisik dan geografis umum dan fitur lanskap. Kekeruhan mempengaruhi rezim cahaya dan merupakan penyebab presipitasi, yang secara tajam mengganggu suhu harian dan kelembaban udara. Kedua faktor ini, jika diucapkan, dapat berdampak buruk bagi tubuh dalam cuaca mendung.

Curah hujan dapat berupa cair (hujan) atau padat (salju, biji-bijian, hujan es). Sifat presipitasi tergantung pada kondisi pembentukannya. Jika aliran udara naik pada kelembaban absolut tinggi mencapai ketinggian tinggi, yang ditandai dengan suhu rendah, maka uap air menyublim dan jatuh dalam bentuk butiran, hujan es, dan meleleh - dalam bentuk hujan lebat. Distribusi curah hujan dipengaruhi oleh fitur fisik dan geografis daerah tersebut. Di dalam benua, curah hujan biasanya lebih sedikit daripada di pantai. Di lereng gunung yang menghadap ke laut, biasanya ada lebih banyak daripada di lereng yang berlawanan. Hujan memainkan peran sanitasi yang positif: ia memurnikan udara, membersihkan debu; tetes yang mengandung mikroba jatuh ke tanah. Pada saat yang sama, hujan, terutama hujan yang berkepanjangan, memperburuk kondisi klimatoterapi. Tutupan salju, yang memiliki reflektifitas tinggi (albedo) terhadap radiasi gelombang pendek, secara signifikan melemahkan proses akumulasi panas matahari, meningkatkan salju musim dingin. Albedo salju terhadap radiasi UV sangat tinggi (hingga 97%), yang meningkatkan efektivitas helioterapi musim dingin, terutama di pegunungan. Seringkali, hujan dan salju jangka pendek memperbaiki kondisi orang yang labil cuaca, membantu menghentikan keluhan terkait cuaca yang ada sebelumnya. Cuaca dianggap tanpa curah hujan jika jumlah totalnya tidak mencapai 1 mm per hari.

Angin dicirikan oleh arah dan kecepatan. Arah angin ditentukan oleh arah dunia dari mana angin bertiup (utara, selatan, barat, timur). Selain arah utama ini, arah perantara dibedakan, membentuk total 16 titik (timur laut, barat laut, tenggara, dll.). Kekuatan angin ditentukan pada skala Simpson-Beaufort 13 poin, yang menurutnya 0 sesuai dengan ketenangan (kecepatan anemometer 0-0,5 m / s), angin 1-tenang (0,6-1,7), 2 - ringan (1,8- 3.3), 3 - lemah (3.4-5.2), 4 - sedang (5.3-7.4), 5 - segar (7.5-9.8), 6 - kuat (9.9-12.4), 7 - kuat (12.5-15.2), 8 - sangat kuat (15,3-18,2), 9 badai (18,3-21,5), 10 - badai kuat (21,6-25,1), 11 - badai parah (25,2-29), 12 - badai (lebih dari 29 m/s). Peningkatan tajam dalam jangka pendek dalam angin hingga 20 m/s atau lebih disebut badai.

Angin disebabkan oleh perbedaan tekanan: udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Semakin besar perbedaan tekanan, semakin kuat angin. Sirkulasi udara dibuat dengan periodisitas yang berbeda, yang sangat penting untuk pembentukan iklim mikro dan memiliki efek tertentu pada manusia. Ketidakhomogenan tekanan dalam arah horizontal disebabkan oleh ketidakhomogenan rezim termal di permukaan bumi. Di musim panas, tanah memanas lebih dari permukaan air, akibatnya udara di atas tanah mengembang karena pemanasan, naik, di mana ia menyebar ke arah horizontal. Hal ini menyebabkan penurunan massa total udara dan, akibatnya, penurunan tekanan di dekat permukaan bumi. Oleh karena itu, di musim panas, udara laut yang relatif sejuk dan lembab di lapisan bawah troposfer mengalir dari laut ke darat, dan di musim dingin, udara dingin yang kering - dari darat ke laut. Angin musiman (monsun) seperti itu paling menonjol di Asia, di perbatasan benua terbesar dan lautan. Di Uni Soviet, mereka lebih sering diamati di Timur Jauh. Perubahan angin yang sama diamati di wilayah pesisir pada siang hari - ini adalah angin sepoi-sepoi, yaitu angin yang bertiup dari laut ke darat pada siang hari, dan dari darat ke laut pada malam hari, menyebar sejauh 10-15 km di kedua sisi garis pantai. . Di resor tepi laut selatan di musim panas di siang hari, mereka mengurangi sensasi panas. Di pegunungan, angin lembah-gunung muncul, meniup lereng (lembah) pada siang hari, dan turun dari pegunungan pada malam hari. Mereka terjadi terutama di musim hangat, dalam cuaca yang cerah dan tenang dan memiliki efek menguntungkan pada seseorang. Di daerah pegunungan, ketika pegunungan dengan perbedaan tekanan besar antara satu dan sisi lain pegunungan terletak di jalur arus udara, semacam angin hangat dan kering yang bertiup dari pegunungan terbentuk - föhn. Dalam hal ini, ketika naik, udara kehilangan kelembaban dalam bentuk presipitasi dan agak mendingin, dan ketika melintasi pegunungan dan turun, itu memanas secara signifikan. Akibatnya, suhu udara selama hair dryer bisa naik 10-15°C atau lebih dalam waktu singkat (15-30 menit). Foehns biasanya terjadi di musim dingin dan musim semi. Paling sering di antara area resor Uni Soviet mereka dibentuk di Tskhaltubo. Pengering rambut yang kuat menyebabkan keadaan tertekan, teriritasi, memperburuk pernapasan. Dalam hal udara bergerak dalam arah horizontal dari daerah panas dan sangat kering, terjadi angin kering, di mana kelembaban dapat turun hingga 10-15%. Bora adalah angin gunung yang diamati pada musim dingin di daerah di mana pegunungan rendah mendekati laut. Angin kencang, kencang (sampai 20-40 m/s), durasi 1-3 hari, sering menyebabkan reaksi meteopatik; terjadi di Novorossiysk, di pantai Danau Baikal (sarma), di pantai Mediterania Prancis (mistral).

Pada suhu rendah, angin meningkatkan perpindahan panas, yang dapat menyebabkan hipotermia. Semakin rendah suhu udara, semakin sulit angin ditoleransi. Dalam cuaca panas, angin meningkatkan penguapan kulit dan meningkatkan kesehatan. Angin kencang memiliki efek buruk, melelahkan, mengiritasi sistem saraf, membuat sulit bernapas, nada angin kecil dan merangsang tubuh.

Keadaan listrik atmosfer ditentukan oleh kekuatan medan listrik, konduktivitas listrik udara, ionisasi, dan pelepasan listrik di atmosfer. Bumi memiliki sifat-sifat konduktor bermuatan negatif, dan atmosfer - yang bermuatan positif. Beda potensial antara Bumi dan titik yang terletak pada ketinggian 1 m (gradien potensial listrik) rata-rata 130 V. Tegangan medan listrik atmosfer memiliki variabilitas yang besar tergantung pada fenomena meteorologi, terutama curah hujan, kekeruhan, badai petir, dll. , serta pada waktu tahun, garis lintang geografis dan ketinggian daerah. Selama perjalanan awan, listrik atmosfer berubah dalam kisaran yang signifikan (dari +1200 hingga -4000 V/m) dalam 1 menit.

Konduktivitas listrik udara ditentukan oleh jumlah ion atmosfer (aeroion) bermuatan positif dan negatif yang terkandung di dalamnya. Dalam 1 cm 3 udara, 12 pasang ion terbentuk setiap detik, sebagai akibatnya sekitar 1000 pasang nons selalu ada di dalamnya. Koefisien unipolaritas (perbandingan jumlah ion bermuatan positif dengan jumlah yang bermuatan negatif) di semua zona, kecuali zona pegunungan, di atas 1. Ion positif terakumulasi sebelum badai petir, dan ion negatif terakumulasi setelah badai petir. Ketika uap air mengembun, ion positif mendominasi, sedangkan selama penguapan, ion negatif mendominasi.

Parameter listrik atmosfer memiliki periodisitas harian dan musiman, yang, bagaimanapun, sangat sering tumpang tindih dengan fluktuasi listrik non-periodik yang lebih kuat yang disebabkan oleh perubahan massa udara.

Proses atmosfer berubah dalam ruang dan waktu, menjadi salah satu faktor utama pembentukan cuaca dan iklim. Bentuk utama sirkulasi umum atmosfer di garis lintang ekstratropis adalah aktivitas siklon (munculnya, perkembangan dan pergerakan siklon dan antisiklon). Dalam hal ini, tekanan berubah secara tajam, menyebabkan gerakan melingkar udara dari pinggiran ke pusat (siklon) atau dari pusat ke pinggiran (antisiklon). Siklon dan antisiklon juga berbeda dalam parameter listrik atmosfer. Dengan peningkatan tekanan, terutama pada puncak, yang merupakan bagian perifer dari antisiklon, gradien potensial meningkat tajam (sampai 1300 V/m). Pulsa elektromagnetik bergerak dengan kecepatan cahaya dan diambil dari jarak jauh. Dalam hal ini, mereka tidak hanya merupakan tanda perkembangan proses di atmosfer, tetapi juga mata rantai tertentu dalam perkembangannya. Menjelang perubahan faktor meteorologi utama selama perjalanan front, mereka bisa menjadi iritasi pertama, menyebabkan berbagai jenis reaksi meteopatik sebelum perubahan cuaca yang terlihat.

Faktor pembentuk iklim meteorologi utama adalah massa dan komposisi kimia atmosfer.

Massa atmosfer menentukan kelembaman mekanis dan termalnya, kemampuannya sebagai pendingin yang mampu mentransfer panas dari area yang dipanaskan ke area yang lebih dingin. Tanpa atmosfer, akan ada “iklim bulan” di Bumi, yaitu iklim keseimbangan pancaran.

Udara atmosfer adalah campuran gas, beberapa di antaranya memiliki konsentrasi yang hampir konstan, yang lain - variabel. Selain itu, atmosfer mengandung berbagai aerosol cair dan padat, yang juga penting dalam pembentukan iklim.

Konstituen utama udara atmosfer adalah nitrogen, oksigen, dan argon. Komposisi kimia atmosfer tetap konstan hingga sekitar 100 km, di atas itu pemisahan gravitasi gas mulai mempengaruhi dan kandungan relatif gas yang lebih ringan meningkat.

Kandungan variabel pengotor aktif termodinamika, yang memiliki pengaruh besar pada banyak proses di atmosfer, seperti air, karbon dioksida, ozon, sulfur dioksida, dan nitrogen dioksida, sangat penting bagi iklim.

Contoh mencolok dari pengotor yang aktif secara termodinamika adalah air di atmosfer. Konsentrasi air ini (kelembaban spesifik di mana kandungan air spesifik ditambahkan di awan) sangat bervariasi. Uap air memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kepadatan udara, stratifikasi atmosfer, dan terutama fluktuasi dan aliran entropi turbulen. Ia mampu mengembun (atau menyublim) pada partikel (inti) yang ada di atmosfer, membentuk awan dan kabut, serta melepaskan panas dalam jumlah besar. Uap air, dan terutama kekeruhan, secara dramatis mempengaruhi fluks radiasi gelombang pendek dan gelombang panjang di atmosfer. Uap air juga menyebabkan efek rumah kaca, yaitu kemampuan atmosfer untuk mentransmisikan radiasi matahari dan menyerap radiasi termal dari permukaan di bawahnya dan lapisan atmosfer di bawahnya. Akibatnya, suhu di atmosfer naik dengan kedalaman. Akhirnya, ketidakstabilan koloid dapat terjadi di awan, menyebabkan koagulasi partikel awan dan presipitasi.

Pengotor aktif termodinamika penting lainnya adalah karbon dioksida, atau karbon dioksida. Itu membuat kontribusi yang signifikan terhadap efek rumah kaca dengan menyerap dan memancarkan kembali energi radiasi gelombang panjang. Fluktuasi yang signifikan dalam tingkat karbon dioksida mungkin telah terjadi di masa lalu, yang seharusnya tercermin dalam iklim.

Pengaruh aerosol padat buatan dan alami yang terkandung di atmosfer belum dipahami dengan baik. Sumber aerosol padat di Bumi adalah gurun dan semi-gurun, area aktivitas vulkanik aktif, serta area industri.

Laut juga memasok sejumlah kecil aerosol - partikel garam laut. Partikel besar jatuh dari atmosfer relatif cepat, sedangkan yang terkecil tetap berada di atmosfer untuk waktu yang lama.

Aerosol mempengaruhi fluks energi radiasi di atmosfer dalam beberapa cara. Pertama, partikel aerosol memfasilitasi pembentukan awan dan dengan demikian meningkatkan albedo, yaitu. bagian dari energi matahari yang dipantulkan dan hilang secara permanen ke sistem iklim. Kedua, aerosol menyebarkan sebagian besar radiasi matahari, sehingga sebagian radiasi yang tersebar (sangat kecil) juga hilang ke sistem iklim. Akhirnya, sebagian energi matahari diserap oleh aerosol dan dipancarkan kembali ke permukaan bumi dan ke luar angkasa.

Selama sejarah panjang Bumi, jumlah aerosol alami telah berfluktuasi secara signifikan, sejak periode peningkatan aktivitas tektonik dan, sebaliknya, periode relatif tenang diketahui. Ada juga periode seperti itu dalam sejarah Bumi ketika massa daratan yang jauh lebih luas terletak di zona iklim kering yang panas dan, sebaliknya, permukaan laut mendominasi di zona ini. Saat ini, seperti halnya karbon dioksida, aerosol buatan, produk aktivitas ekonomi manusia, menjadi semakin penting.

Ozon juga merupakan pengotor yang aktif secara termodinamika. Itu hadir di lapisan atmosfer dari permukaan bumi hingga ketinggian 60–70 km. Pada lapisan terendah 0–10 km, kandungannya tidak signifikan, kemudian meningkat pesat dan mencapai maksimum pada ketinggian 20–25 km. Selanjutnya, kandungan ozon berkurang dengan cepat, dan pada ketinggian 70 km sudah 1000 kali lebih sedikit daripada di permukaan. Distribusi vertikal ozon seperti itu dikaitkan dengan proses pembentukannya. Ozon terbentuk terutama sebagai hasil reaksi fotokimia di bawah aksi foton berenergi tinggi milik bagian ultraviolet ekstrim dari spektrum matahari. Dalam reaksi ini, oksigen atom muncul, yang kemudian bergabung dengan molekul oksigen dan membentuk ozon. Pada saat yang sama, reaksi peluruhan ozon terjadi ketika menyerap energi matahari dan ketika molekulnya bertabrakan dengan atom oksigen. Proses-proses ini, bersama dengan proses difusi, pencampuran, dan transportasi, mengarah pada profil vertikal keseimbangan kandungan ozon yang dijelaskan di atas.

Meskipun kandungannya tidak signifikan, perannya sangat besar dan tidak hanya untuk iklim. Karena penyerapan energi radiasi yang sangat intens selama proses pembentukannya dan (pada tingkat lebih rendah) peluruhan, pemanasan yang kuat terjadi di bagian atas lapisan kandungan ozon maksimum - ozonosfer (kandungan ozon maksimum agak lebih rendah , di mana ia masuk sebagai hasil dari difusi dan pencampuran). Dari semua energi matahari yang masuk ke batas atas atmosfer, ozon menyerap sekitar 4%, atau 6·10 27 erg/hari. Pada saat yang sama, ozonosfer menyerap bagian ultraviolet dari radiasi dengan panjang gelombang kurang dari 0,29 mikron, yang memiliki efek merugikan pada sel hidup. Dengan tidak adanya lapisan ozon ini, tampaknya, kehidupan di Bumi tidak mungkin muncul, setidaknya dalam bentuk yang kita kenal.

Laut, yang merupakan bagian integral dari sistem iklim, memainkan peran yang sangat penting di dalamnya. Properti utama laut, serta atmosfer, adalah massa. Namun, untuk iklim, penting juga di bagian permukaan bumi mana massa ini berada.

Di antara pengotor yang aktif secara termodinamika di laut adalah garam dan gas yang terlarut dalam air. Jumlah garam terlarut mempengaruhi kerapatan air laut, yang pada tekanan tertentu tergantung, oleh karena itu, tidak hanya pada suhu, tetapi juga pada salinitas. Ini berarti bahwa salinitas, bersama dengan suhu, menentukan stratifikasi kepadatan, yaitu. membuatnya stabil dalam beberapa kasus, dan menyebabkan konveksi pada orang lain. Ketergantungan non-linier kerapatan pada suhu dapat menyebabkan fenomena aneh yang disebut pemadatan pencampuran. Suhu densitas maksimum air tawar adalah 4°C, air yang lebih hangat dan lebih dingin memiliki densitas yang lebih rendah. Saat mencampur dua volume air yang lebih ringan, campurannya mungkin lebih berat. Jika air dengan kepadatan lebih rendah ditemukan di bawah, maka air campuran mungkin mulai tenggelam. Namun, kisaran suhu di mana fenomena ini terjadi sangat sempit di air tawar. Kehadiran garam terlarut dalam air laut meningkatkan kemungkinan hal ini terjadi.

Garam terlarut mengubah banyak karakteristik fisik air laut. Jadi, koefisien muai panas air meningkat, dan kapasitas panas pada tekanan konstan berkurang, titik beku dan densitas maksimum menurun. Salinitas agak menurunkan elastisitas uap jenuh di atas permukaan air.

Kemampuan penting laut adalah kemampuan untuk melarutkan sejumlah besar karbon dioksida. Hal ini membuat laut menjadi reservoir yang luas yang, dalam kondisi tertentu, dapat menyerap kelebihan karbon dioksida atmosfer, dan dalam kondisi lain, melepaskan karbon dioksida ke atmosfer. Pentingnya laut sebagai reservoir karbon dioksida semakin ditingkatkan dengan adanya apa yang disebut sistem karbonat di lautan, yang menarik sejumlah besar karbon dioksida yang terkandung dalam deposit batu kapur modern.

Halaman 1

Pembangunan dan pengoperasian pelabuhan laut dan sungai dilakukan di bawah pengaruh konstan sejumlah faktor eksternal yang melekat pada lingkungan alam utama: atmosfer, air dan tanah. Dengan demikian, faktor eksternal dibagi menjadi 3 kelompok utama:

1) meteorologi;

2) hidrologi dan litodinamik;

3) geologi dan geomorfologi.

Faktor meteorologi:

modus angin. Karakteristik angin dari area konstruksi adalah faktor utama yang menentukan lokasi pelabuhan dalam kaitannya dengan kota, zonasi dan zonasi wilayahnya, posisi relatif tempat berlabuh untuk berbagai keperluan teknologi. Menjadi faktor pembentuk gelombang utama, karakteristik rezim angin menentukan konfigurasi bagian depan tambatan pantai, tata letak area perairan pelabuhan dan struktur pelindung eksternal, dan rute pendekatan air ke pelabuhan.

Sebagai fenomena meteorologi, angin dicirikan oleh arah, kecepatan, distribusi spasial (percepatan) dan durasi.

Arah angin untuk keperluan pembangunan pelabuhan dan pelayaran biasanya dipertimbangkan menurut 8 poin utama.

Kecepatan angin diukur pada ketinggian 10 m di atas permukaan air atau tanah, rata-rata selama 10 menit, dan dinyatakan dalam meter per detik atau knot (knot, 1 knot=1 mil/jam=0,514 meter/detik).

Jika tidak mungkin untuk memenuhi persyaratan yang ditentukan, hasil pengamatan terhadap angin dapat dikoreksi dengan memperkenalkan koreksi yang sesuai.

Percepatan dipahami sebagai jarak di mana arah angin berubah tidak lebih dari 300.

Durasi angin - periode waktu di mana arah dan kecepatan angin berada dalam interval tertentu.

Karakteristik probabilistik (rezim) utama aliran angin yang digunakan dalam desain pelabuhan laut dan sungai adalah:

· pengulangan arah dan gradasi kecepatan angin;

Pemberian kecepatan angin arah tertentu;

· Perkiraan kecepatan angin sesuai dengan periode ulang yang diberikan.

Suhu air dan udara. Dalam desain, konstruksi, dan pengoperasian pelabuhan, informasi digunakan tentang suhu udara dan air dalam batas perubahannya, serta kemungkinan nilai ekstrem. Sesuai dengan data suhu, persyaratan pembekuan dan pembukaan cekungan ditentukan, durasi dan periode kerja navigasi ditetapkan, pekerjaan pelabuhan dan armada direncanakan. Pemrosesan statistik data jangka panjang tentang suhu air dan udara melibatkan langkah-langkah berikut:

Kelembaban udara. Kelembaban ditentukan oleh kandungan uap air di dalamnya. Kelembaban absolut - jumlah uap air di udara, relatif - rasio kelembaban absolut dengan nilai batasnya pada suhu tertentu.

Uap air memasuki atmosfer saat menguap dari permukaan bumi. Di atmosfer, uap air diangkut oleh arus udara yang teratur dan oleh pencampuran turbulen. Di bawah pengaruh pendinginan, uap air di atmosfer mengembun - awan terbentuk, dan kemudian presipitasi jatuh ke tanah.

Lapisan air setebal 1423 mm (atau 5,14x1014 ton) menguap dari permukaan lautan (361 juta km2) sepanjang tahun, dan 423 mm (atau 0,63x1014 ton) dari permukaan benua (149 juta km2). Jumlah curah hujan di benua secara signifikan melebihi penguapan. Ini berarti bahwa sejumlah besar uap air datang ke benua dari lautan dan lautan. Di sisi lain, air yang belum menguap di benua memasuki sungai dan laut dan samudera selanjutnya.

Informasi tentang kelembaban udara diperhitungkan ketika merencanakan penanganan dan penyimpanan jenis barang tertentu (misalnya teh, tembakau).

kabut. Terjadinya kabut adalah karena transformasi uap menjadi tetesan air kecil dengan peningkatan kelembaban udara. Pembentukan tetesan terjadi dengan adanya partikel terkecil di udara (debu, partikel garam, produk pembakaran, dll.).

Proyek stasiun layanan dengan pengembangan konstruktif unit cuci mobil dari bawah
Setiap pengendara berusaha untuk menjaga kebersihan dan penampilan mobilnya. Di kota Vladivostok, dengan iklim lembab dan jalan buruk, sulit untuk melacak mobil. Oleh karena itu, pemilik mobil harus menggunakan bantuan stasiun cuci mobil khusus. Banyak mobil di kota...

Pengembangan proses teknologi untuk perbaikan pompa cair mobil VAZ-2109 saat ini
Transportasi jalan raya berkembang pesat secara kualitatif dan kuantitatif. Saat ini, pertumbuhan tahunan parkir mobil dunia adalah 30-32 juta unit, dan jumlahnya lebih dari 400 juta unit. Setiap empat dari lima mobil dari total armada global adalah mobil dan di ...

Buldoser DZ-109
Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk memperoleh dan mengkonsolidasikan pengetahuan tentang desain unit tertentu, terutama peralatan listrik untuk mesin pemindah tanah. Buldoser sekarang sedang dikembangkan untuk bekerja di tanah yang lebih keras. Mereka mengembangkan buldoser dengan peningkatan daya satuan m...

Klimatologi medis adalah ilmu tentang pengaruh faktor lingkungan alam terhadap tubuh manusia.

Tugas klimatologi kedokteran:

1. Studi tentang mekanisme fisiologis pengaruh faktor iklim dan cuaca pada tubuh manusia

2. Penilaian medis cuaca.

3. Pengembangan indikasi dan kontraindikasi untuk penunjukan berbagai jenis metode perawatan iklim.

4. Pengembangan ilmiah metode dosis untuk prosedur klimatoterapi.

5. Pencegahan reaksi meteopatik.

Klasifikasi faktor klimatologis

Ada tiga kelompok utama faktor alam lingkungan eksternal yang mempengaruhi seseorang:

1. Atmosfer atau meteorologi.

2. Ruang atau radiasi.

3. Telurik atau terestrial.

Untuk klimatologi medis, lapisan bawah atmosfer, troposfer, terutama menarik, di mana pertukaran panas dan pertukaran kelembaban antara atmosfer dan permukaan bumi, pembentukan awan dan presipitasi terjadi paling intensif. Lapisan atmosfer ini memiliki ketinggian 10-12 km di lintang tengah, 16-18 km di daerah tropis dan 8-10 km di lintang kutub.

Karakteristik faktor meteorologi

Meteorologi faktor dibagi menjadi kimia dan fisik. Faktor Kimia atmosfer - gas dan berbagai kotoran. Gas-gas yang kandungannya di atmosfer konstan antara lain nitrogen (78,08 vol%), oksigen (20,95), argon (0,93), hidrogen, neon, helium, kripton, xenon. Kandungan gas lain di atmosfer dapat berubah secara signifikan. Ini berlaku, pertama-tama, untuk karbon dioksida, yang kandungannya berkisar antara 0,03 hingga 0,05%, dan di dekat beberapa perusahaan industri dan sumber mineral karbonik dapat meningkat hingga 0,07-0,16%.

Pembentukan ozon dikaitkan dengan badai petir dan proses oksidasi zat organik tertentu, sehingga kandungannya di permukaan bumi dapat diabaikan dan sangat bervariasi. Pada dasarnya, ozon terbentuk pada ketinggian 20-25 km di bawah pengaruh sinar UV Matahari dan, menunda bagian gelombang pendek dari spektrum UV - UVS (dengan panjang gelombang lebih pendek dari 280 nm), melindungi makhluk hidup dari kematian, yaitu memainkan peran filter raksasa yang melindungi kehidupan di Bumi. Udara atmosfer juga dapat mengandung sejumlah kecil gas lain - amonia, klorin, hidrogen sulfida, berbagai senyawa nitrogen, dll., yang terutama merupakan hasil polusi udara oleh produk limbah dari perusahaan industri. Beberapa gas memasuki atmosfer dari tanah. Ini termasuk elemen radioaktif dan produk metabolisme gas dari bakteri tanah. Udara mungkin mengandung zat aromatik dan phytoncides yang disekresikan oleh tanaman. Akhirnya, ada partikel cair dan padat tersuspensi di udara - garam laut, zat organik (bakteri, spora, serbuk sari tanaman, dll.), partikel mineral asal vulkanik dan kosmik, asap, dll. Kandungan zat ini di udara tergantung pada banyak faktor (misalnya, , kecepatan angin, musim, dll.).

Bahan kimia yang terkandung di udara secara aktif dapat mempengaruhi tubuh. Dengan demikian, kejenuhan udara dengan garam laut mengubah zona pesisir pantai menjadi semacam inhalasi garam alami, yang memiliki efek menguntungkan pada penyakit pada saluran pernapasan bagian atas dan paru-paru. Udara hutan pinus dengan kandungan terpen yang tinggi dapat menjadi tidak menguntungkan bagi pasien dengan penyakit kardiovaskular. Ada reaksi negatif dari peningkatan kandungan ozon di udara.

Dari semua faktor kimia, oksigen sangat penting bagi kehidupan. Saat mendaki gunung, tekanan parsial oksigen di udara berkurang, yang menyebabkan kekurangan oksigen dan perkembangan berbagai jenis reaksi kompensasi (peningkatan volume pernapasan dan sirkulasi darah, kandungan sel darah merah dan hemoglobin, dll. .).

Fluktuasi tekanan parsial oksigen, yang pada daerah yang sama merupakan akibat dari fluktuasi tekanan atmosfer, sangat kecil dan tidak dapat berperan penting dalam terjadinya reaksi cuaca. Tubuh manusia dipengaruhi oleh kandungan oksigen di udara, yang tergantung pada tekanan atmosfer, suhu dan kelembaban. Semakin rendah tekanan, semakin tinggi suhu dan kelembaban udara, semakin sedikit oksigen yang dikandungnya. Fluktuasi jumlah oksigen lebih menonjol di iklim kontinental dan dingin.

KE meteorologi fisik faktor termasuk suhu udara, tekanan atmosfer, kelembaban udara, kekeruhan, curah hujan, angin.

Suhu udara ditentukan terutama oleh radiasi matahari, sehubungan dengan fluktuasi suhu periodik (harian dan musiman) yang dicatat. Mungkin ada perubahan suhu mendadak (non-periodik) yang terkait dengan proses sirkulasi atmosfer umum. Untuk mengkarakterisasi rezim termal dalam klimatologi, suhu rata-rata harian, bulanan dan tahunan, serta nilai maksimum dan minimum digunakan. Untuk menentukan perubahan suhu, ada nilai yang disebut variabilitas suhu interdiurnal (selisih antara suhu harian rata-rata dua hari yang berdekatan, dan dalam praktiknya, perbedaan nilai dua pengukuran pagi berturut-turut). Sedikit pendinginan atau pemanasan dianggap sebagai perubahan suhu rata-rata harian sebesar 1-2ºC, pendinginan atau pemanasan sedang - sebesar 3-4ºC, yang tajam - lebih dari 4ºC.

Udara dipanaskan dengan mentransfer panas dari permukaan bumi, yang menyerap sinar matahari. Ini terjadi terutama dengan bantuan konveksi, mis. gerakan vertikal udara yang dipanaskan dari kontak dengan permukaan di bawahnya, di mana udara yang lebih dingin dari lapisan atas turun. Dengan cara ini, lapisan udara setebal 1 km dipanaskan. Di atas - perpindahan panas di troposfer; ini ditentukan oleh turbulensi skala planet, yaitu. pencampuran massa udara; ada pergerakan udara hangat dari lintang rendah ke lintang tinggi sebelum siklon dan intrusi massa udara dingin dari lintang tinggi di belakang siklon. Distribusi suhu sepanjang ketinggian ditentukan oleh sifat konveksi. Dengan tidak adanya kondensasi uap air, suhu udara berkurang 1ºC dengan peningkatan untuk setiap 100 m, dan ketika uap air mengembun - hanya sebesar 0,4ºC. Akibatnya, saat kita menjauh dari Bumi, suhu menurun rata-rata 0,65 °C untuk setiap ketinggian 100 m (gradien suhu vertikal).

Suhu udara di suatu daerah tergantung pada sejumlah kondisi fisik dan geografis. Kehadiran ruang air yang luas di wilayah pesisir mengurangi fluktuasi suhu harian dan tahunan.

Di daerah pegunungan, selain ketinggian di atas permukaan laut, lokasi pegunungan dan lembah, aksesibilitas daerah terhadap angin, dll. adalah penting. Memainkan peran dan karakter lanskap. Permukaan yang tertutup vegetasi memanas di siang hari dan lebih dingin di malam hari daripada permukaan terbuka.

Suhu adalah salah satu karakteristik penting dari cuaca, musim. Menurut E.E. Fedorova - L.A. Chubukov, berdasarkan faktor suhu, tiga kelompok besar cuaca dibedakan: bebas es, dengan transisi suhu melalui 0 ° C dan cuaca dingin.

Suhu ekstrem (maksimum dan minimum) dapat memiliki efek buruk pada seseorang, berkontribusi pada perkembangan sejumlah kondisi patologis (radang dingin, pilek, panas berlebih, dll.), serta fluktuasi yang tajam. Contoh klasik dari hal ini adalah ketika, pada salah satu malam Januari 1780, di St. Petersburg, sebagai akibat dari peningkatan suhu dari - 43,6 ° C menjadi + 6 ° C, 40 ribu orang jatuh sakit karena influenza. .

Tekanan atmosfer diukur dalam milibar (Mb) atau milimeter air raksa (mmHg). Di garis lintang tengah di permukaan laut, tekanan udara adalah 760 mm Hg. Seni. Saat naik, tekanan berkurang 1 mm Hg. Seni. untuk setiap ketinggian 11 m. Tekanan udara dicirikan oleh fluktuasi non-periodik yang kuat yang terkait dengan perubahan cuaca; sedangkan fluktuasi tekanan mencapai 10-20 mb. Perubahan tekanan yang lemah dianggap sebagai penurunan atau peningkatan nilai harian rata-rata sebesar 1-4 mb, sedang - sebesar 5-8 mb, tajam - lebih dari 8 mb.

Kelembaban udara dalam klimatologi dicirikan oleh dua nilai - Tekanan uap ( dalam mb) dan kelembaban relatif, yaitu persentase elastisitas (tekanan parsial) uap air di atmosfer terhadap elastisitas uap air jenuh pada suhu yang sama.

Kadang-kadang elastisitas uap air disebut kelembaban mutlak, yang sebenarnya adalah densitas uap air di udara dan, dinyatakan dalam g/m 3 , secara numerik mendekati tekanan uap dalam mmHg. Seni.

Selisih antara kekenyalan uap air jenuh dan elastisitas sebenarnya pada suhu dan tekanan tertentu disebut kurangnya kelembaban atau kurangnya saturasi.

Selain itu, alokasikan saturasi fisiologis, yaitu elastisitas uap air pada suhu tubuh manusia 37°C, sama dengan 47,1 mm Hg. Seni.

Kekurangan fisiologis saturasi- perbedaan antara elastisitas uap air pada suhu 37 ° C dan elastisitas uap air di udara luar. Di musim panas, tekanan uap jauh lebih tinggi, dan defisit saturasi lebih kecil daripada di musim dingin.

Dalam laporan cuaca, kelembaban relatif biasanya ditunjukkan, karena. perubahannya dapat langsung dirasakan oleh seseorang. Udara dianggap kering pada kelembaban hingga 55%, cukup kering - pada 56-70%, lembab - pada 71-85%, sangat lembab (mentah) - di atas 85%. Kelembaban relatif diukur dalam arah yang berlawanan dengan fluktuasi suhu musiman dan harian.

Kelembaban udara dalam kombinasi dengan suhu memiliki efek nyata pada tubuh. Kondisi yang paling menguntungkan bagi seseorang adalah kondisi di mana kelembaban relatif 50%, dan suhu 16-18ºС. Dengan peningkatan kelembaban udara, yang mencegah penguapan, panas sulit ditoleransi dan efek dingin meningkat, berkontribusi pada hilangnya panas yang lebih besar melalui konduksi. Dingin dan panas di iklim kering lebih mudah ditanggung daripada di iklim lembab.

Saat suhu turun, uap air di udara mengembun dan terbentuk kabut. Hal ini juga dimungkinkan bila udara hangat dan lembab bercampur dengan udara dingin dan lembab. Di kawasan industri, kabut dapat menyerap gas beracun, yang, dalam reaksi kimia dengan air, membentuk zat belerang. Ini dapat menyebabkan keracunan massal populasi. Di daerah epidemi, tetesan kabut mungkin mengandung patogen. Dengan kelembaban, risiko infeksi udara lebih tinggi, karena. tetesan uap air lebih mudah menyebar daripada debu kering dan karena itu dapat mencapai jangkauan terjauh dari paru-paru.

awan, terbentuk di atas permukaan bumi oleh kondensasi uap air yang terkandung di udara, dapat terdiri dari tetesan air atau kristal es. Kekeruhan diukur menurut sistem sebelas poin, yang menurutnya 0 sesuai dengan tidak adanya awan sama sekali, dan 10 poin untuk mendung. Cuaca dianggap cerah dan sedikit berawan pada 0-5 titik berawan lebih rendah, berawan - pada 6-8 titik dan berawan - pada 9-10 titik.

Sifat awan pada ketinggian yang berbeda berbeda. Awan tingkat atas (dengan dasar lebih dari 6 km) terdiri dari kristal es; mereka ringan, transparan, seputih salju, hampir tidak menahan sinar matahari langsung dan pada saat yang sama, memantulkannya secara difus, secara signifikan meningkatkan masuknya radiasi dari cakrawala (radiasi hamburan). Awan tingkat menengah (2-6 km) terdiri dari tetesan air yang sangat dingin atau campuran kristal es dan kepingan salju, mereka lebih padat, memiliki warna keabu-abuan, matahari bersinar melalui mereka dengan lemah atau tidak bersinar sama sekali. Awan tingkat bawah terlihat seperti punggungan abu-abu yang berat, poros atau kerudung yang menutupi langit dengan penutup yang terus menerus, matahari biasanya tidak bersinar melaluinya. Perubahan kekeruhan harian tidak memiliki karakter yang benar-benar teratur, dan variasi tahunan sangat bergantung pada kondisi fisik dan geografis umum dan fitur lanskap. Kekeruhan mempengaruhi rezim cahaya dan merupakan penyebab presipitasi, yang secara tajam mengganggu suhu harian dan kelembaban udara. Kedua faktor inilah, jika diucapkan, yang dapat memiliki efek buruk pada tubuh dalam cuaca mendung.

Pengendapan bisa cair (hujan) atau padat (salju, biji-bijian, hujan es). Sifat presipitasi tergantung pada kondisi pembentukannya. Jika aliran udara naik pada kelembaban absolut tinggi mencapai ketinggian tinggi, yang ditandai dengan suhu rendah, maka uap air membeku dan jatuh dalam bentuk butiran, hujan es, dan meleleh - dalam bentuk hujan lebat. Distribusi curah hujan dipengaruhi oleh fitur fisik dan geografis daerah tersebut. Curah hujan umumnya lebih sedikit di benua daripada di pantai. Di lereng gunung yang menghadap ke laut, biasanya ada lebih banyak daripada di lereng yang berlawanan. Hujan memainkan peran sanitasi yang positif: ia memurnikan udara, membersihkan debu; tetes yang mengandung mikroba jatuh ke tanah. Pada saat yang sama, hujan, terutama hujan yang berkepanjangan, memperburuk kondisi klimatoterapi.

Tutupan salju, karena reflektifitasnya yang tinggi (albedo) terhadap radiasi gelombang pendek, secara signifikan melemahkan proses akumulasi panas matahari, mengintensifkan salju musim dingin. Albedo salju terhadap radiasi UV sangat tinggi (hingga 97%), yang meningkatkan efektivitas helioterapi musim dingin, terutama di pegunungan. Seringkali hujan dan salju jangka pendek memperbaiki kondisi orang-orang yang labil terhadap cuaca, berkontribusi pada hilangnya keluhan terkait cuaca sebelumnya. Jika pada siang hari jumlah total curah hujan tidak melebihi 1 mm, cuaca dianggap tanpa curah hujan.

Angin dicirikan oleh arah dan kecepatan. Arah angin ditentukan oleh arah dunia dari mana angin bertiup (utara, selatan, barat, timur). Selain arah utama ini, komponen perantara dibedakan, dalam jumlah 16 titik (timur laut, barat laut, tenggara, dll.). Kekuatan angin ditentukan oleh skala Simpson-Beaufort tiga belas poin, yang menyatakan:

0 sesuai dengan ketenangan (kecepatan anemometer 0-0,5 m/s),

1 - angin tenang,

2 - angin sepoi-sepoi,

3 - angin lemah,

4 - angin sedang,

5-6 - angin segar,

7-8 - angin kencang,

9-11 - badai,

12 - badai (lebih dari 29 m/s).

Peningkatan tajam dalam jangka pendek dalam angin hingga 20 m/s ke atas disebut badai.

Angin disebabkan oleh perbedaan tekanan: udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Semakin besar perbedaan tekanan, semakin kuat angin. Ketidakhomogenan tekanan dalam arah horizontal disebabkan oleh ketidakhomogenan rezim termal di permukaan bumi. Di musim panas, tanah memanas lebih dari permukaan air, akibatnya udara di atas tanah mengembang karena pemanasan, naik, dan menyebar ke arah horizontal. Hal ini menyebabkan penurunan massa total udara dan, akibatnya, penurunan tekanan di permukaan bumi. Oleh karena itu, di musim panas, udara laut yang relatif sejuk dan lembab di lapisan bawah troposfer mengalir dari laut ke darat, dan di musim dingin, sebaliknya, udara dingin yang kering bergerak dari darat ke laut. Angin musiman seperti itu ( musim hujan) paling menonjol di Asia, di perbatasan daratan terbesar dan lautan. Mereka juga diamati di Timur Jauh. Perubahan angin yang sama diamati di daerah pesisir pada siang hari - ini angin sepoi-sepoi, yaitu angin bertiup dari laut ke darat pada siang hari, dan dari darat ke laut pada malam hari, menyebar sejauh 10-15 km di kedua sisi garis pantai. Di resor tepi laut selatan di musim panas di siang hari, mereka mengurangi sensasi panas. Di daerah pegunungan, angin lembah-gunung muncul, meniup lereng (lembah) pada siang hari, dan turun dari pegunungan pada malam hari. Daerah pegunungan dicirikan oleh angin kering yang hangat dan khas yang bertiup dari pegunungan - pengering rambut Terbentuk jika terdapat pegunungan di jalur arus udara dengan perbedaan tekanan yang besar antara kedua sisi pegunungan tersebut. Udara yang naik menyebabkan sedikit penurunan suhu, dan penurunan - hingga peningkatan yang signifikan. Akibatnya, udara dingin yang turun dari pegunungan menjadi panas dan kehilangan kelembapan, sehingga suhu udara selama hair dryer bisa naik 10-15ºС atau lebih dalam waktu singkat (15-30 menit). Dalam hal udara bergerak dalam arah horizontal dari daerah panas dan sangat kering, terjadi angin kering, di mana kelembaban dapat turun hingga 10-15%.

Pada suhu rendah, angin meningkatkan perpindahan panas, yang dapat menyebabkan hipotermia. Semakin rendah suhu udara, semakin sulit angin ditoleransi. Dalam cuaca panas, angin meningkatkan penguapan kulit dan meningkatkan kesehatan. Angin kencang memiliki efek yang tidak menguntungkan, melelahkan, mengganggu sistem saraf, membuat sulit bernapas, angin kecil memiliki efek tonik dan merangsang.

Keadaan listrik atmosfer ditentukan oleh kekuatan medan listrik, konduktivitas listrik udara, ionisasi, pelepasan listrik di atmosfer. Bumi memiliki sifat-sifat konduktor bermuatan negatif, dan atmosfer - yang bermuatan positif. Beda potensial antara Bumi dan suatu titik pada ketinggian 1 m (gradien potensial listrik) adalah 130 V. Konduktivitas udara karena banyaknya ion atmosfer bermuatan positif dan negatif (aeroion) yang terkandung di dalamnya. ion udara terbentuk oleh ionisasi molekul udara karena pelepasan elektron dari mereka di bawah pengaruh sinar kosmik, radiasi radioaktif dari tanah dan faktor pengion lainnya. Elektron yang dilepaskan segera melekat pada molekul lain. Ini adalah bagaimana molekul bermuatan positif dan negatif (aeroion) dengan mobilitas tinggi terbentuk. Ion kecil (ringan), mengendap pada partikel udara tersuspensi, membentuk ion sedang, berat, dan ultra-berat. Di udara lembab dan tercemar, jumlah ion berat meningkat tajam. Semakin bersih udara, semakin banyak ion ringan dan sedang yang dikandungnya. Konsentrasi maksimum ion cahaya terjadi pada dini hari. Konsentrasi rata-rata ion positif dan negatif berkisar antara 100 hingga 1000 per 1 cm 3 udara, mencapai beberapa ribu per 1 cm 3 di pegunungan. Perbandingan ion positif dan negatif adalah faktor unipolaritas. Di dekat sungai pegunungan, air terjun, tempat air memercik, konsentrasi ion negatif meningkat tajam. Koefisien unipolaritas di zona pesisir kurang dari di daerah yang jauh dari laut: di Sochi - 0,95; di Yalta - 1,03; di Moskow - 1,12; di Alma-Ata - 1.17. Ion negatif memiliki efek menguntungkan pada tubuh. Ionisasi negatif adalah salah satu faktor penyembuhan dalam mandi kaskade.

Kondisi meteorologi memiliki dampak signifikan pada transfer dan dispersi pengotor berbahaya yang memasuki atmosfer. Kota-kota modern biasanya menempati wilayah puluhan dan terkadang ratusan kilometer persegi, sehingga perubahan kandungan zat berbahaya di atmosfernya terjadi di bawah pengaruh proses atmosfer skala meso dan makro. Pengaruh terbesar pada dispersi pengotor di atmosfer diberikan oleh rezim angin dan suhu, khususnya stratifikasinya.

Pengaruh kondisi meteorologi pada pengangkutan zat di udara memanifestasikan dirinya dalam berbagai cara, tergantung pada jenis sumber emisi. Jika gas yang berasal dari sumbernya terlalu panas relatif terhadap udara di sekitarnya, maka mereka memiliki kenaikan awal; dalam hal ini, bidang kecepatan vertikal dibuat di dekat sumber emisi, yang berkontribusi pada munculnya obor dan penghilangan kotoran ke atas. Dengan angin yang lemah, kenaikan ini menyebabkan penurunan konsentrasi kotoran di dekat tanah. Konsentrasi pengotor di dekat tanah juga terjadi selama angin kencang, tetapi dalam hal ini terjadi karena transfer pengotor yang cepat. Akibatnya, konsentrasi pengotor tertinggi di lapisan permukaan terbentuk pada kecepatan tertentu, yang disebut berbahaya. Nilainya tergantung pada jenis sumber emisi dan ditentukan oleh rumus

di mana adalah volume campuran gas-udara yang dikeluarkan, adalah perbedaan suhu antara campuran ini dan udara sekitar, adalah ketinggian pipa.

Pada sumber emisi rendah, peningkatan tingkat polusi udara diamati dengan angin lemah (0-1 m/s) karena akumulasi kotoran di lapisan permukaan.

Tidak diragukan lagi, durasi angin dengan kecepatan tertentu, terutama yang lemah, juga penting untuk akumulasi kotoran.

Arah angin memiliki pengaruh langsung terhadap sifat pencemaran udara di kota. Peningkatan signifikan dalam konsentrasi pengotor diamati ketika angin dari fasilitas industri terjadi.

Bentuk utama yang menentukan dispersi pengotor termasuk stratifikasi atmosfer, termasuk inversi suhu, (yaitu, peningkatan suhu udara dengan ketinggian). Jika kenaikan suhu dimulai langsung dari permukaan bumi, maka pembalikannya disebut permukaan, tetapi jika dimulai dari ketinggian tertentu di atas permukaan bumi, maka disebut meninggi. Pembalikan menghalangi pertukaran udara vertikal. Jika lapisan inversi yang ditinggikan terletak pada ketinggian yang cukup tinggi dari pipa perusahaan industri, maka konsentrasi kotoran akan jauh lebih rendah. Lapisan inversi, yang terletak di bawah tingkat emisi, mencegah perpindahannya ke permukaan bumi.

Inversi suhu di troposfer bawah terutama ditentukan oleh dua faktor: pendinginan permukaan bumi karena radiasi dan adveksi udara hangat ke permukaan bawah yang dingin; seringkali mereka dikaitkan dengan pendinginan lapisan permukaan karena konsumsi panas untuk penguapan air atau pencairan salju dan es. Pembentukan inversi juga difasilitasi oleh gerakan turun antisiklon dan aliran udara dingin ke bagian bawah relief.

Sebagai hasil dari studi teoritis, ditemukan bahwa pada emisi tinggi, konsentrasi pengotor di lapisan permukaan meningkat karena peningkatan pertukaran turbulen yang disebabkan oleh stratifikasi yang tidak stabil. Konsentrasi permukaan maksimum pengotor panas dan dingin ditentukan, masing-masing, dengan rumus:

di mana; dan - jumlah zat dan volume gas yang dipancarkan ke atmosfer ke atmosfer per satuan waktu; - diameter mulut sumber emisi; , - koefisien tak berdimensi yang memperhitungkan laju pengendapan zat berbahaya di atmosfer dan kondisi keluarnya campuran gas-udara dari mulut sumber emisi; - gas terlalu panas; - koefisien yang menentukan kondisi dispersi vertikal dan horizontal zat berbahaya dan tergantung pada stratifikasi suhu atmosfer. Koefisien ditentukan di bawah kondisi meteorologi yang tidak menguntungkan untuk dispersi pengotor, dengan pertukaran turbulen vertikal intensif di lapisan permukaan udara, ketika konsentrasi permukaan pengotor di udara dari sumber tinggi mencapai maksimum. Dengan demikian, untuk mengetahui nilai koefisien untuk berbagai wilayah fisik dan geografis, diperlukan informasi sebaran spasial nilai koefisien pertukaran turbulen di lapisan permukaan atmosfer.

Sebagai karakteristik stabilitas lapisan batas atmosfer, digunakan apa yang disebut "ketinggian lapisan pencampuran", yang kira-kira sesuai dengan ketinggian lapisan batas. Di lapisan ini, gerakan vertikal intens yang disebabkan oleh pemanasan radiasi diamati, dan gradien suhu vertikal mendekati atau melebihi yang adiabatik kering. Ketinggian lapisan pencampuran dapat ditentukan dari data suara aerologis atmosfer dan suhu udara maksimum dekat tanah per hari. Peningkatan konsentrasi pengotor di atmosfer biasanya diamati dengan penurunan lapisan pencampuran, terutama ketika ketinggiannya kurang dari 1,5 km. Dengan ketinggian lapisan pencampuran lebih dari 1,5 km, praktis tidak ada peningkatan polusi udara.

Ketika angin melemah untuk menenangkan, kotoran menumpuk, tetapi pada saat ini, peningkatan emisi super panas ke lapisan atas atmosfer meningkat secara signifikan, di mana mereka menghilang. Namun, jika inversi terjadi dalam kondisi ini, maka "langit-langit" dapat terbentuk, yang akan mencegah kenaikan emisi. Kemudian konsentrasi pengotor di dekat tanah meningkat tajam.

Hubungan antara tingkat polusi udara dan kondisi meteorologi sangat kompleks. Oleh karena itu, ketika mempelajari alasan pembentukan tingkat polusi atmosfer yang meningkat, lebih mudah untuk menggunakan bukan karakteristik meteorologi individu, tetapi parameter kompleks yang sesuai dengan situasi meteorologi tertentu, misalnya, kecepatan angin dan indeks stratifikasi termal. Untuk keadaan atmosfer di perkotaan, inversi suhu permukaan dalam kombinasi dengan angin lemah, yaitu. situasi udara yang stagnan. Ini biasanya terkait dengan proses atmosfer skala besar, paling sering dengan antisiklon, di mana angin lemah diamati di lapisan batas atmosfer dan inversi suhu radiasi permukaan terbentuk.

Pembentukan tingkat polusi udara juga dipengaruhi oleh kabut, curah hujan dan rezim radiasi.

Kabut mempengaruhi kandungan kotoran di udara dengan cara yang kompleks: tetesan kabut menyerap kotoran, tidak hanya di dekat permukaan di bawahnya, tetapi juga dari lapisan udara di atasnya yang paling tercemar. Akibatnya, konsentrasi pengotor sangat meningkat di lapisan kabut dan menurun di atasnya. Dalam hal ini, pelarutan sulfur dioksida dalam tetesan kabut mengarah pada pembentukan asam sulfat yang lebih beracun. Karena konsentrasi berat belerang dioksida meningkat dalam kabut, ketika dioksidasi, asam sulfat dapat terbentuk 1,5 kali lebih banyak.

Curah hujan membersihkan udara dari kotoran. Setelah presipitasi yang berkepanjangan dan intens, konsentrasi pengotor yang tinggi sangat jarang diamati.

Radiasi matahari menyebabkan reaksi fotokimia di atmosfer dan pembentukan berbagai produk sekunder yang seringkali memiliki sifat lebih toksik daripada zat yang berasal dari sumber emisi. Jadi, dalam proses reaksi fotokimia di atmosfer, sulfur dioksida dioksidasi dengan pembentukan aerosol sulfat. Sebagai hasil dari efek fotokimia, kabut fotokimia terbentuk di udara yang tercemar pada hari yang cerah.

Tinjauan di atas memungkinkan untuk mengidentifikasi parameter meteorologi terpenting yang mempengaruhi tingkat polusi udara.