Климат и деятельность человека

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 (T_max

) составляет около 55° С, нижний (T_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 T_min и T_max. Заштрихованный район указывает диапазон температур, в которых проживает 60% населения. Он находится между T

_max порядка от 30—35° до 35— 40° С и T_min от —10° до 15° С. В зоне, обозначенной горизонтальной штриховкой, проживает около 30% населения. Эта зона лежит в пределах T_max между 20—25° С и 45—50° С, а T_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.