6 курс / Кардиология / Ишемическая_болезнь_сердца,_особенности_клинического_течения_в_условиях

ГЛАВА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОТРОПНЫХ РЕАКЦИЙ

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Реакции, возникающие под влиянием погодных факторов, в процессе становления метеопатологии имели различные наименования: анемопатия, метеопатии, метеотропизм, дизадаптационный метеоневроз, гелиометеотропная реакция. В научную литературу прочно вошел термин «метеотропная реакция» как наиболее полный и конкретный [6].

Метеотропными реакциями называются реакции организма человекана действие погодных факторов. В свою очередь, способность организма отвечать на действие погодных факторов развитием патологических метеотропных реакции определяется как метеочувствительность.

При этом следует учитывать концепцию В.П. Казначеева (1980) о существовании различных адаптивных типов (спринтер, стайер и смешанный тип) [15]. У спринтера, способного переносить чрезвычайные, но кратковременные нагрузки и плохо переносящие продолжительные нагрузки средней величины, наблюдается сезонная метеопатология, когда срыв происходит при часто повторяющихся изменениях погоды (реакция накопления). У стайера, способного переносить продолжительные среднеинтенсивные нагрузки и болезненно реагирующие на кратковременные, но чрезвычайные нагрузки, метеотропные реакции возникают при резких изменениях погоды. При этом у него наблюдается четкая связь: изменение погоды – клиническое ухудшение состояния. В отдельных случаях возникновение метеотропной реакции может не совпадать с установлением неблагоприятной погоды. Ее проявление может быть связано с изменением электромагнитных характеристик атмосферы, предшествующих видимому изменению погоды.

Системное математическое обеспечение используется для решения задач исследования метеотропных осложнений сердечно-сосудистых заболеваний [1, 26].

В качестве фактического материала приняты многолетние сведения о суточных изменениях метеогелиофакторов и соответствующих им количествах осложнений ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы в районе Норильска. Установлено 17 типов погодных условий, допускающих группировку в четыре медицинских типа погоды (крайне неблагоприятный, неблагоприятный, благоприятный и комфортный), достоверно различающихся уровнем влияния на осложнения артериальной гипертонии, стенокардии, инфаркта миокарда и мозгового инсульта.

Рассматриваются закономерности формирования медицинских типов погод, их временное распределение и последовательность смены, а также результаты прогноза.

~ 10 ~

1.1 Общая характеристика погодных условий г. Красноярска

Красноярск находится в центральной части Средней Сибири, для которой характерны лесные и лесостепные ландшафты [19]. Он расположен в месте пересечения реки Енисей с широтной зональной границей, отделяющей Средне-Сибирскую платформу от Саянской горной страны. Согласно физико-географическому районированию, территория города входит в Красноярский округ подзоны лесостепи Красноярско-Канской провинции, зоны подтайги и островных лесостепей Средне-Сибирской страны [17].

Красноярск расположен в глубине материка Азии, вдали от водных поверхностей. По классификации Б.П. Алисова (1956), в основу которой положено деление на климатические зоны по циркуляционным факторам, Красноярский алюминиевый завод находится в зоне умеренного климата с хорошо выраженной континентальностью [3]. По формуле Ценкера континентальность климата составляет 60 %.

Наиболее часто в районы города поступают массы континентального полярного воздуха, реже - арктического. Тропический воздух до широты Красноярска доходит еще реже и преимущественно в теплое время года. В это время года массы сухого континентального воздуха поступают из Казахстана и районов Западной Сибири, в тылу юго-западных циклонов. В зимних условиях континентальный полярный воздух очень быстро трансформируется, охлаждаясь от подстилающей поверхности. В приземном слое он может быть холоднее арктического. В условиях холмистой местности холодный воздух застаивается в котловинах, иногда на длительное время. Этому еще способствует образование температурных инверсий. Под влиянием сибирского антициклона, чаще - его отрога или периферийной части, в Красноярске зимой продолжительное время стоит сухая малооблачная погода с сильными морозами. При большой активности циркуляционных процессов морской воздух из Атлантики, быстро движущийся через Северный Урал и Западную Сибирь, проникает в районы Красноярска, вызывая обильные снегопады и оттепели зимой, дождливую и прохладную погоду летом, но чаще, пройдя огромные пространства суши, он трансформируется в массы континентального полярного воздуха [29].

Очень жаркая и сухая погода устанавливается в Красноярске при выносе континентального тропического воздуха из районов Средней Азии в теплых секторах циклонов. При ясной погоде и слабых ветрах воздух интенсивно прогревается и температура повышается до 30-32°С. Средняя температура воздуха в январе - 18,3°С, в июле +19,4°С., средняя годовая температура воздуха положительная (0,5-0,6°С).

Колебания абсолютных температур возможны в январе от + 6 до -55°С, а в июле - от 0,3 до 40°С. В зимний период оттепели в городе наблюдаются ежегодно.

~ 11 ~

Годовая сумма осадков составляет 316 мм, большая часть из них выпадает в летний период, и они носят преимущественно ливневый характер. В конце мая и в начале июня чаще всего ощущается недостаток влаги. В это время нередки засухи. Суховеи слабой и средней интенсивности наблюдаются ежегодно. В отдельные малоснежные зимы почва промерзает до глубины 253 см, а нулевые отметки температуры проникают на глубину до 320 см [29].

Активные температуры больше 10°С, имеющие основное значение для вегетации растений, благоприятные для биохимических процессов, устанавливаются в пахотном горизонте в последних числах мая и держатся до конца августа - начала сентября, т.е. 95-100 дней. В конце июля, августе указанные температуры опускаются до глубины 100-120 см, причем ниже 50-60 см они держатся в течение 1-1,5 месяцев [29].

Для г. Красноярска характерна однородность режима ветра в течение всего года, что во многом объясняется условиями орографии. Преобладают западное и юго-западное направление ветра. Средняя месячная скорость ветра в отдельные годы отклоняется от многолетней на 0,4-0,7 м/c, причем более значительно - холодное время года. Средняя годовая скорость ветра составляет 3,7 м/с. Сильные ветры (более 15 м/с) в Красноярске наблюдаются в течение всего года. В среднем за год бывает более 30 дней с такими ветрами.

Немаловажной особенностью климата города является обилие солнечной радиации, обусловленное малой облачностью и длинным летним днем. При сравнительно коротком безморозном периоде (в среднем 120 дней) суммы положительных температур велики (1875 °С).

С санитарно-гигиенической стороны климат города Красноярска характеризуется как суровый. Зимой дискомфортность определяется низкими температурами воздуха, а в переходные сезоны - еще и в сочетании со значительными скоростями ветра. В отдельные годы летом наблюдаются относительно высокие температуры воздуха совместно с интенсивной солнечной радиацией.

1.2Общая характеристика погодных условий г. Минусинска

иМинусинского района

Минусинский район расположен на юге Красноярского края, в умеренном климатическом поясе, в зоне степей и лесостепей.

Климат резко континентальный умеренного пояса, он формируется под воздействием на атмосферу больших массивов суши. В течение года господствуют континентальные воздушные массы умеренных широт. Коэффициент увлажнения близок к единице [21].

Для континентального климата характерны большие годовая и суточная амплитуды колебания температуры воздуха, резкая выраженность

~ 12 ~

времен года. Средняя годовая температура воздуха 0,3°С, абсолютная минимальная –52 °С, абсолютная максимальная 39 °С. Таким образом, годовая абсолютная амплитуда температуры в Минусинске составляет 91°С.

Суммарная солнечная радиация в Минусинске 4101 МДж/м2) основную её часть поверхность земли получает с апреля по август. Для сравнения суммарная солнечная радиация в Украине увеличивается с севера (4190 МДж/м2) на юг (5200 МДж/м2) и основную её часть поверхность страны получает с мая по сентябрь.

Минусинский район получает солнечного тепла не меньше, чем севверные области Украины, по количеству солнечных дней в году его приравнивают к Крыму.

Большое влияние на климат оказывает рельеф. Город Минусинск и Минусинский район находятся в средней части Минусинской котловины.

Под влиянием окружающих гор формируются все природные особенности Минусинского района. Горное обрамление котловины влияет на распределение тепла и влаги в Минусинском районе. Котловина имеет холмистую поверхность. Город Минусинск находится на высоте 250 м над уровнем моря. За год выпадает около 350 мм осадков. Большая часть осадков, выпадающих в районе в виде дождя и снега, приносится воздушными массами с северо-запада и с запада [21].

Более трех четвертей осадков приходится на теплый период года, что благоприятно сказывается на развитии сельского хозяйства, но в отдельные годы район страдает от недостатка влаги.

Осадки по месяцам распределены крайне неравномерно, в мае — сентябре выпадает около 75% годовой нормы, в ноябре — марте 14%.

Суровость климата Минусинского района характеризуется, прежде всего, очень низкими температурами продолжительной зимы. Длительное время обычны температуры ниже -20 °С. Устойчивые морозы начинаются обычно с третьей декады ноября и продолжаются до середины марта. Зима малоснежная, при этом снег сдувается в пониженные места. Мощность снегового покрова около полуметра.

Средняя температура января -20,8°С, а в отдельные дни случаются морозы ниже 50°С.

В январе — феврале число дней с метелью иногда достигает 24, а в среднем случается 5 метелей в год.

Весна в Минусинском районе ранняя. Начало ее знаменуется установлением положительных дневных температур. В некоторые годы уже в марте столбик термометра в дневное время показывает положительные температуры, а в основном — лишь в апреле. Так как зимы малоснежные, снег сходит рано, темная земная поверхность хорошо поглощает солнечную радиацию. Весной бывают пыльные бури, наносящие большой урон сельскому хозяйству. Чаще всего они происходят в мае. Наибольшее количество таких бурь пронеслось в 2002 г [21].

~ 13 ~

В начале лета бывают кратковременные ночные заморозки. Лето относительно жаркое. Средняя температура июля 20 °С. В отдельные дни температура может подниматься до 39 °С. Август считается летним месяцем, но иногда стоят типичные осенние дни. Хотя днем ярко светит солнце, ночью температура может опуститься до минусовых отметок.

Средняя продолжительность безморозного периода 109 дней.

1.3 Общая характеристика погодных условий республики Саха (Якутия)

Республика Саха (Якутия) расположена на севере Восточной Сибири, включает Новосибирские острова. Более 1/3 территории находится за Северным полярным кругом. Большую часть занимают обширные горные системы, нагорья и плоскогорья. На западе — Среднесибирское плоскогорье, ограниченное с востока Центральноякутской низменностью. На востоке — хребты Верхоянский, Черского (высота до 3147 м) и расположенное между ними Яно-Оймяконское нагорье. На юге — Алданское нагорье и пограничный Становой хребет. В северной части — Северо-Сибирская, Яно-Индигирская и Колымская низменности. На северо-востоке — Юкагирское плоскогорье.

Климат Якутии весьма суров, на большей части резко континентален и засушлив, что определяется географическим положением и своеобразием атмосферных процессов.

Отличительная черта климата - выраженный антициклональный режим погоды зимой и частые вторжения воздушных масс со стороны Северного Ледовитого океана с очень малым содержанием водяного пара летом. Зима продолжительная, холодная и малоснежная, а лето короткое, на большей части территории засушливое с относительно высокими температурами.

Солнечное тепло, поступающее на земную поверхность, является одним из основных климатообразующих факторов. В свою очередь оно в значительной степени зависит от атмосферных процессов и особенностей подстилающей поверхности.

По сравнению с районами, лежащими на той же широте в Европейской части России и Западной Сибири, ресурсы солнечной энергии в Республике Саха оказываются больше. Это связано с соответствующими циркуляционными условиями, определяющими значительную повторяемость антициклональной погоды (с малой облачностью и высокой прозрачностью атмосферы).

Вследствие большой протяженности территории в широтном направлении (с севера на юг) величины годового прихода прямой радиации на горизонтальную поверхность при ясном небе изменяются в широ-

~ 14 ~

ких пределах от 3922 МДж/м 2 на севере Якутии (Среднеколымск) до 4867 МДж/м 2 на юге (Алдан).

Облачность снижает поступление прямой солнечной радиации в 2-3 раза и в то же время увеличивает рассеянную радиацию в среднем в 1,9 раза.

С ноября по январь в полярном бассейне коротковолновая радиация отсутствует (полярная ночь). На остальной части территории доля прямой радиации в суммарной в это время невелика и составляет 14% на севере и 33% на юге. Наиболее благоприятными для поступления прямой солнечной радиации являются март и апрель, в эти месяцы ее приход составляет от 44 до 67% возможного.

Минимальный приток радиации отмечается в декабре. Южнее полярного круга суммарная радиация изменяется в пределах 0-42 МДж/м2 , прямая - в пределах 0-1 МДж/м2 .

Для годового хода характерно резкое увеличение притока радиации с февраля к марту. Это обусловлено как увеличением высоты солнца и продолжительности дня, так и наименьшей облачностью и высокой прозрачностью атмосферы.

Радиационный баланс на большей части территории имеет отрицательное значение, начиная с октября, и только в центральных районах Якутии и юго-восточной части территории он положительный. Наибольшие отрицательные величины радиационного баланса отмечаются в декабре.

Переход радиационного баланса от отрицательного к положительному происходит в марте-апреле. Наибольшее значение положительного баланса наблюдается, в основном, в июне.

Циркуляционные процессы атмосферы над территорией Якутии определяются общей циркуляцией атмосферы Земли, но большое влияние оказывают и местные физико-географические условия.

Зимой над Азией воздух сильно выхолаживается, здесь формируется антициклональная область повышенного давления с замкнутой циркуляцией по часовой стрелке. Основным фактором, определяющим характер климата холодного периода Якутии, является отрог азиатского антициклона, почти полностью заполняющий территорию республики в это время. Продвижение циклонов с запада на восток на севере республики часто сопровождается сильными ветрами и продолжительными метелями.

В северо-восточной части территории потепление в зимнее время происходит при северо-восточных и восточных ветрах. Обычно оно обусловлена притоком теплых и влажных масс воздуха с Тихого океана. В юго-восточной части и в центральных районах Якутии значительное потепление вызывается выносом теплого влажного воздуха из районов Охотского моря в северо-западном направлении. В обоих случаях потепление чаще всего сопровождается снегопадами, отрог азиатского антициклона ослабляется.

~ 15 ~

Вобласти отрога высокого давления формируется воздух, характеризующийся очень низкими температурами в приземном слое, чрезвычайной устойчивостью, мощными приземными инверсиями, малой влажностью и высокой прозрачностью воздуха.

При переходе к весне резко увеличивается западно-восточный перенос, циклоны смещаются с запада на восток; вынос тепла с востока встречается все реже, появляются случаи выхода циклонов с юга, приносящих значительные осадки, и с Западно-Сибирской низменности, в последнем случае циклоны приходят к устьям Лены и Яны.

Летом на большей части территории Якутии устанавливается размытое барическое поле, без ярко выраженной циклоничности или антициклоничности. Область повышенного давления занимает районы Арктического бассейна и морей Тихого океана. Отрог пониженного давления южноазиатского минимума направлен на северо-восток в сторону Оймяконского нагорья, где образуется самостоятельное ядро пониженного давления

(1004-1003 гПа).

Влияние центров сказывается то в развитии гребня высокого давления со стороны Охотского моря, то в распространении антициклона с севера (последний несет похолодание до заморозков), то в выходе циклонов с запада, несущих основную массу осадков. Значительные осадки приносят встречающиеся реже южные циклоны.

Осенью серии циклонов с запада все чаще заменяются антициклоном, формирующимся в холодном воздухе в тылу последнего циклона. Антициклон приносит значительное похолодание. Выход циклонов с югозапада и юга встречается все реже, зато все более и более сказывается влияние отрога вновь формирующегося азиатского антициклона.

Зимой распределение давления способствует развитию, на большей части территории Республики Саха, южных, юго-западных и западных ветров, направленных в сторону полярного бассейна, в юго-восточной части территории - в сторону Охотского моря. Зимний ветровой режим сохраняется с сентября по март.

На побережье морей, а также в юго-восточных районах республики летом ветры дуют в направлении, обратном зимнему, то есть, имеют муссонный характер. На остальной территории преобладают северные, северовосточные и западные ветры, а в юго-восточной части - южные. Летнее распределение направлений ветра продолжается с мая по август. В переходные сезоны, к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение направлений ветра сочетается с летним.

Вусловиях горно-холмистой поверхности Якутии направление ветра

уземли зависит от речных и горных долин, вызывающих деформацию воздушного потока под влиянием рельефа.

Взимний сезон Якутия с характерным для нее антициклональным режимом отличается небольшими скоростями ветра, за исключением ост-

~16 ~

ровной и прибрежной частей морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, а также долины Лены вниз от устья Алдана, где скорости ветра составляют 5-7 м/сек. На большой части территории наименьшие скорости отмечаются в январе и феврале. Особенно малые значения скорости ветра (в среднем не больше 1-2 м/сек) наблюдаются в Центральной Якутии. В долинах рек Яна, Индигирка и др., в замкнутых котловинах в эти месяцы средние скорости ветра составляют 0,2- 0,4 м сек. В Оймяконе с ноября по март вероятность штилей и ветров, имеющих скорость 1 м/сек, составляет 90%, достигая 96% в январе.

На большей части территории Республики Саха преобладают слабые и умеренные ветры: от 0 до 5 м/сек - около 93%, со скоростью от 0 до 1 м/сек - около 59%. Наибольшая вероятность малых скоростей ветра (до 2 м/сек} приходится на зимние месяцы, а умеренных скоростей (2-5 м/сек) - на летние. На островах полярных морей преобладают ветры со скоростью 4- 5 м сек. На территории Якутии число дней с сильным ветром (15 м/сек и больше) колеблется в больших пределах 1-55 дней, наиболее часто наблюдаются сильные ветры на островах и побережьях морей Лаптевых и Во- сточно-Сибирского, а также в долине Лены (вниз от устья Алдана) и в зоне тундры. Увеличение числа дней с сильным ветром отмечается также на вершинах холмов, перевалах и в долинах рек, ориентированных направлении преобладающих ветров.

Распределение температуры воздуха в течение года тесно связано с распределением давления и ветра и с поступлением солнечной радиации. Кроме того, на формирование термического режима и распределение температурных характеристик большое влияние оказывает строение поверхности территории Якутии, а также степень удаленности отдельных районов от моря.

На большей части территории Якутии наиболее низкие температуры наблюдаются в январе, лишь в прибрежных районах температуры января и февраля близки, а на островах самым холодным является февраль. С ноября по февраль самые низкие температуры отмечаются в области отрога азиатского антициклона, в районах Оймякона и Верхоянска. Средние январские температуры здесь равны соответственно - 50°С и - 48,6°С.

Для холодного времени года, особенно с декабря по февраль, для большей части территории характерны слабые ветры и штили, которые обусловливают слабое перемешивание воздуха, а следовательно - слабый вертикальный теплообмен, поэтому здесь возникают мощные приземные инверсии (повышение температуры воздуха с высотой), которые усиливаются в горных районах.

В отдельные дни зимнего сезона температуры могут быть ниже - 60°С почти на всей территории. Наиболее низкие значения температуры наблюдаются, в восточных горных районах, во впадинах, котловинах, в узких долинах и других понижениях с затрудненным стоком холодного воз-

~ 17 ~

духа. Минимальные температуры могут достигать рекордных значений в северном полушарии; -71°С в Оймяконе и -68°С в Верхоянске. На склонах гор и даже на небольших возвышенностях столь низкие температуры не наблюдаются благодаря инверсии. В южных и юго-западных районах минимальные температуры могут опускаться до -58°С-62°С. На побережьях морей и островах температуры не бывают ниже -46°С-52°С, При небольшом удалении от берега, а также в глубоких бухтах и заливах минимумы резко понижаются. В центральных районах минимальные температуры могут понижаться до -61°С-66°С.

Втеплый период года отличительной чертой температурного режима большей части территории Якутии является быстрое нарастание средних суточных температур весной и быстрое их падение осенью. Самый теплый месяц - июль. В прибрежных районах и на островах июль и август имеют близкие температуры. С мая по август наиболее высокие температуры бывают в Центральной Якутии. Средняя температура июля в центральных, юго-западных и южных районах на сравнительно равнинных низменных местах около +17°С - +19°С.

Ксеверу от р. Вилюй в низменных местах +12°С - +15°С, в на более высоких местах она еще ниже. Наиболее низкие температуры на равнинных местах в это время бывают на побережьях морей и на островах, где они в июле составляют +2°С - +4°С. В горных районах распределение температур очень пестрое благодаря различию высот, характеру рельефа и различным микроклиматическим факторам.

На большей части территории в низменных местах наивысшие температуры могут достигать +34°С - +38°С, на побережьях морей +29°С - +32°С и островах +18°С - +24°С. В горных районах максимальные температуры зависят главным образом от высоты над уровнем моря, от форм рельефа и других факторов.

Всвязи с очень низкими температурами зимой и сравнительно высокими летом, выявляется одна из характерных особенностей - термического режима территории - большие годовые амплитуды температур, достигающие рекордных значений, которое подтверждают континентальность климата Республики Саха.

1.4Общая характеристика погодных условий г. Норильска

иее показатели

Климату Норильска свойственна жесткость погодных условий, характеризующихся сочетанием низких температур с большими скоростями ветра и резкими перепадами метеорологических элементов. Среднегодовая температура воздуха отрицательна и составляет – 9,8°С. Зима длится 220– 240 дней с первой декады октября до конца мая, причем метеорологические условия в течение зимы не остаются постоянными. Начало и конец

~ 18 ~

зимы сопровождаются частыми циклонами, приносящими обильные снегопады, метели, значительные перепады давления и температуры. Наиболее суровые условия наблюдаются в середине зимы – с декабря по февраль, когда комплексное воздействие жесткого метеорологического режима и полярная ночь обусловливают целый ряд неблагоприятных воздействий на организм человека: УФ-голодание, гиподинамию, нарушение суточного биоритма, напряжение терморегуляторного аппарата. Этому периоду соответствуют самое высокое атмосферное давление в году, сильные морозы, морозные дымки и туманы, уменьшается циклоническая деятельность. Средний из абсолютных минимумов температуры опускается до – 44°С. Заполярью присущ специфический для Севера экологический фактор

– нарушение суточной фотопериодичности в течение года (рис.1.4.1). По УФ-радиации период биологической тьмы продолжается два месяца (декабрь и январь), а длительность биологических сумерек четыре месяца (октябрь ноябрь и февраль март).

Рисунок 1.4.1 Распределение дней в течение года по фотопериодичности в г. Норильске

Весна в Норильске короткая (около 22 дней), начинается с первых чисел июня. Днем воздух прогревается до 10–11 °С, а ночью температура

~ 19 ~