ODABRANA POGLAVLJA IZ KLIMATOLOGIJE - unizd.hr Lozic/OPK 1 - Utjecaj atmosfere... · -...
Transcript of ODABRANA POGLAVLJA IZ KLIMATOLOGIJE - unizd.hr Lozic/OPK 1 - Utjecaj atmosfere... · -...
ODABRANA POGLAVLJA IZ
KLIMATOLOGIJE
Utjecaj atmosfere na život i ljudske aktivnosti
Doc.dr.sc. S. Lozić
Odjel za geografiju
Sveučilište u Zadru
- atmosfera i čovjek - dva dinamička sustava - međusobno djelovanje
- 30-tih godina 20. st. započelo je sustavno znanstveno proučavanje
utjecaja vremena na život i zdravlje čovjeka → humana biometeorologija
- čovjek je prilagođen periodičnim atmosferskim promjenama - izmjena
dana i noći, godišnjih doba
- značaj kratkotrajnih neperiodičkih vremenskih promjena, nagla promjena
klime (putovanja, preseljenja) - djelovanje: patološko ili stimulativno
- zdrave osobe: brza prilagodba, bez značajnijih tegoba
- osobe narušenog zdravlja: teška prilagodba promijenjenim
atmosferskim prilikama → zdravstvene tegobe; ako postoje
preduvjeti: infarkt miokarda, moždani udar itd.
- ljudi koji su izrazito osjetljivi na promjene vremena - meteoropati
- glavni dijelovi ljudskog tijela koji registriraju meteorološke
podražaje: koža, dišni sustav, oči, živčani sustav
- meteoropatija = grupa simptoma i reakcija koje se manifestiraju kada dođe
do promjena jednog ili više meteoroloških elemenata.
- meteorološki elementi: temperatura, vlažnost zraka, vjetar, atmosferski
pritisak, oborine te efekt ionizacije.
- iako su među najugroženijima osobe srednjih godina, meteoropatija
pogađa sve dobne skupine, od male djece do starijih osoba
- obično 24 do 48 sati prije same promjene vremena (npr. prolazak fronte)
kod osjetljivih ljudi javljaju se simptomi meteoropatije
- simptomi: glavobolja, vrtoglavica, promjene raspoloženja, razdražljivost,
depresivno stanje, fizička slabost, pojačano udaranje srca, hipertenzija,
povećana osjetljivost na bol u zglobovima i mišićima te pogoršano stanje već
bolesnih organa.
- trajanje simptoma: dan ili dva.
- s poboljšanjem vremenskih prilika smanjuju se simptomi, no vraćaju se s
novom promjenom vremena. Uslijedi li brzo izmjenjivanje meteoroloških
prilika, intenzitet simptoma se smanjuje, kao svojevrsna adaptacija
organizma.
- bez obzira o kojem se godišnjem dobu radilo, je li riječ o toploj fronti u
zimsko vrijeme ili hladnoj usred ljeta, simptomi su isti.
- za čovjeka i njegovo zdravlje bitno
je kompleksno djelovanje
atmosfere a ne samo jedan
meteorološki element
- utjecaj meteoroloških elemenata je
različit; najvažnija je temperatura
BIOLOŠKO DJELOVANJE
SUNČEVOG ZRAČENJA
- ovisi o valnoj duljini (infracrveni,
vidljivi ili ultraljubičasti dio spektra)
- što su valne duljine kraće, zračenje
dublje prodire u kožu
Infracrveno zračenje: djeluje na ljudsku kožu i oči
- uzrokuje crvenilo kože koje nestaje nekoliko minuta nakon prestanka
izlaganja zračenju
- ljudsko oko upija većinu infracrvenog zračenja - može izazvati upale
rožnice; dugotrajno izlaganje: može se razviti očna mrena
- oštećenje rožnice - ako je IC zračenje valne duljine do 1 μm (npr.
gledanje pomrčine Sunca bez zaštitnih naočala)
Ultraljubičasto zračenje (UV):
- djeluje lokalno na ljudsku kožu, kosu i oči
- djeluje općenito na: probavni sustav, krvotok, opći metabolizam,
hipotalamus, žlijezde s unutrašnjim izlučivanjem (osobito hipofiza)
- UV zračenje uzrokuje fotoeritem (crvenilo kože) zbog pojačanog protoka
krvi; ne očituje se odmah nego sa zakašnjenjem
- UV zračenje na morskoj razini: fotoeritem se javlja nakon 4 - 7 sati
- kad crvenilo nestane, nastaje fotopigmentacija, može trajati mjesecima
- dugo izlaganje Suncu ili raspršenom Sunčevu zračenju (ili boravak u
planinama gdje je jače UV zračenje): opekline, jaka pigmentacija
- boravak u krajevima ili bavljenje zanimanjima u kojima su ljudi često i
dugo izloženi djelovanju UV zračenja - veća učestalost raka kože
- dublje djelovanje UV zračenja na kožu - stvaranje vitamina D (sprječava
rahitis)
- fotoosjetljivost = osjetljivost organizma na Sunčevo zračenje
- ne ovisi samo o valnoj duljini zračenja nego i o fiziološkom i
zdravstvenom stanju organizma
- fotoosjetljivost ovisi o starosti, spolu i godišnjem dobu
- UV indeks – za izračun UV indeksa koristi se eritemalni akcijski spektar,
koji opisuje reakcije kože na UV zračenje
- najčešće se izražava rasponom od 1 – 10 (iznimno i 11 +)
UV indeks – po satima u danu i po mjesecima u godini
UV indeks – prostorna raspodjela
Povezanost vremena i nekih bolesti:
- glavne bolesti za koje se nastoji utvrditi povezanost s vremenom:
alergije, astma i bronhitis, bolesti srca i krvnih žila, bolesti uzrokovane
velikom toplinom ili hladnoćom, kožne bolesti, duševni poremećaji, očne
bolesti, rak, reumatske bolesti, visinske bolesti, zarazne bolesti itd.
- zbog razlika u klimi, istraživanja treba provoditi u različitim krajevima
- cilj istraživanja: dobivanje podloge
za izradu biometeorološke
prognoze vremena (uz opis
sinoptičke situacije → stupanj
opasnosti za određene kategorije
bolesnika)
- biometeorološka prognoza -
liječnici joj prilagođuju terapiju
Primjer: Biometeorološka prognoza za 12. 3. 2013.
Približavanje nove ciklone uzrokovat će vrlo nepovoljne
biometeorološke prilike. Zbog toga se kod meteoropata
može očekivati glavobolja, nesanica i razdražljivost. Tegobe
kroničnih bolesnika će se pojačati, pa im se preporuča
izbjegavanje napora.
- istraživanja u Hrvatskoj: u određenim vremenskim okolnostima i u
našim klimatskim prilikama treba očekivati veću učestalost nekih bolesti i
nezgoda
- općenito, gotovo sve proučavane bolesti češće se pojavljuju u vremenskom
tipu vezanom uz područje niskog tlaka
- osobito su nepovoljni dani kada hladna fronta prelazi preko nekog područja
- poremećena stabilnost
prizemnog sloja zraka noću ili
danju → nepovoljan utjecaj na
zdravlje, osobito ako traje duže
- u danima oko prolaska fronte
povećava se i broj prometnih
nesreća (čak i ako nema
padalina)
- naglo zahladnjenje ili
zatopljenje: pogoršanje bolesti
srca i krvnih žila, napadi astme
- npr. srčani infarkt na području
Splita - puno češći uz jugo
nego uz buru
- prosječna gustoća te učestalost normalne gustoće kostiju veća je što je
količina primljene Sunčeve energije veća
Bioklima
= svi elementi klime koji su važni za život čovjeka
- u užem smislu: oni meteorološki elementi o kojima ovisi toplinski
osjet, tj. osjet ugode
- važnost: zdravlje, turizam (zdravstvena, rekreacijska i turistička
središta)
- bioklima povoljna za čovjeka: bez mnogo jakih i naglih vremenskih
promjena (uzrok: ciklone i atmosferske fronte); ne smije biti pretopla ni
prehladna
- ovisi o temperaturi zraka, vjetru, vlažnosti zraka i dr.; također i o
odjeći, čovjekovom zdravstvenom stanju, dobi, tjelesnoj aktivnosti
- različiti biometeorološki indeksi - većina njih uključuje temperaturu
zraka, brzinu vjetra, vlažnost zraka, tlak, latentnu toplinu isparavanja
- važni elementi bioklime: osjet topline ili stupanj toplinske ugode,
ekvivalentna temperatura
- ekvivalentna temperatura = ona koju bi zrak imao kada bi se sva
vodena para u njemu kondenzirala, a oslobođenom toplinom ugrijao
zrak (često služi za procjenu sparine)
Factors of Thermal Effects Complex
(Jendritzky et al. 1990.)
Izmjena energije:
- konvekcija (temperatura zraka,
vjetar)
- evaporacija (vlaga zraka, vjetar)
- radijacija (odnos između
kratkovalnog i dugovalnog zračenja
- disanje
- način odijevanja - važan faktor u
izmjeni energije → toplinska ravnoteža
između tijela i okoline
PET (Physiological Equivalent
Temperature) = fiziološki ekvivalentna
temperatura
- bioklimatski indeks
- dobiva se na temelju nekih klimatskih
elemenata: temp. zraka, brzina vjetra,
vlažnost zraka + bilanca topline u
ljudskom tijelu
- indikator utjecaja klimatskih
elemenata na osjet ugode
- oko 200C = temperatura pri kojoj
postoji optimalni osjet ugode
- bolesnici u tzv. poštednoj bioklimi ne moraju naprezati svoj poremećeni
kompenzacijski mehanizam (radi prilagodbe neprestanim promjenama)
- ponekad je korisna tzv. blago podražajna bioklima - potiče organizam na
bržu izmjenu tvari - korisno kod oporavaka
- prostorno-vremenske bioklimatske klasifikacije → cilj: odrediti koja su
mjesta najpovoljnija za boravak bolesnih osoba ili za turizam
Geographical distribution of PET for July Geographical distribution of PET for January
Summer map of physiologically equivalent
temperature (°C) for Evros, Greece (Matzarakis,
2007.)
PET - geografska distribucija u srpnju (Grčka)
- Njemačka, Austrija, Švicarska, Grčka - razvijeni zdravstveni turizam →
zakonska obveza izrade bioklimatskih prikaza iz kojih se vide sva bitna
obilježja klime, kao i osjet ugode tijekom godine
- postoje meteorološki kriteriji kojima klima određenog mjesta mora
udovoljavati da bi dobilo status lječilišta ili mjesta za odmor
- važnost prilagodbe načina gradnje, grijanja itd. klimi
CTIS for Alexandoupolis for the period: 1951-2001
(CTIS = climate tourism information scheme)
- u DHMZ-u su razrađeni biometeorološki indeksi za određivanje osjeta
ugode (na temelju temperature, vlažnosti i strujanja zraka)
- entalpija = ukupna toplina u zraku, manifestna i latentna
- omjer entalpije i indeksa ohlađivanja, indeks temperature, vjetra i vlažnosti
- ako se u formulu za pojedini indeks umjesto trenutnih uvrste srednje
vrijednosti meteoroloških elemenata iz dužeg razdoblja, dobiva se podloga
za klasifikaciju bioklime
Klima i bioklima MAKARSKA Climate and bioclimate
Državni hidrometeorološki zavod Republike Hrvatske
Meteorological and hydrological service of Croatia
Autor / Author: M.Sc. Ksenija Zaninović
iznimno hladno
vrlo hladno
hladno
svježe
ugodno
toplo
vruće
vrlo vruće
iznimno vruće
extremely cold
very cold
cold
cool
comfortable
warm
hot
very hot
extremely hot
Razdioba osjeta ugodnosti tijekom dana i godine
Distribution of thermal comfort during the day and year
Vjerojatnost pojavljivanja različitih osjeta ugodnosti
Probability of appearance of different thermal sensations
Godišnja ruža vjetra/Annual wind rose
Legenda / Legend
I
7
14
21
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
7 h
14 h
21 h
Vje
roja
tnost
/ P
robability (
%)
0
100
80
60
40
20
XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIII III
-5
0
5
10
15
20N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
5.3
0
2
4
6
8
10
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Bro
j da
na
/ N
umber
of
day
s
Vedri dani / Clear days
Oblačni dani / Cloudy days
I XIIXIXIXVIIVIVIVIIIII VIII
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Tem
pera
tura
/ T
emper
atu
re (
oC
)
30
50
70
90
Relativ
na v
lažno
st / R
ela
tive hu
mid
ity (%)
Relativna vlažnost / Relative humiditySrednja min. temp. / Mean minimum temp.Srednja temperatura / Mean temperatureSrednja maks. temp. / Mean maximum temp.Temperatura mora / Sea temperature
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Osu
nča
van
je (
sati)
/ I
nsol
atio
n (h
our
s)
0
2
4
6
8
10
Naobla
ka (d
esetin
e) / C
loudin
ess (ten
ths)
Osunčavanje / Insolation
Naoblaka / Coudiness
I XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIIIII
0
2
4
6
8
10
12
Bro
j da
na
/ N
umber
of
day
s
Topli dani / Summer days (tmaks>25oC)Vrući dani / Tropical days (tmaks>30oC)Tople noći / Warm nights (tmin>20oC)Hladni dani / Cold days (tmin<0oC)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
0
20
40
60
80
100
Količ
ina o
borine
/ P
recip
itat
ion
(mm
)
0
2
4
6
8
10
Bro
j dana / N
umber o
f day
s
Oborinski dani / Rainy days
Količina oborine / Precipitation
I II III IV V XIIXIXIXVIIIVIIVI
Aklimatizacija
= prilagodba novim klimatskim prilikama (npr. putovanja na većim
udaljenostima ili na veće visine)
- tri komponente aklimatizacije:
1. registriranje promjena u okolini kožom i živčanim sustavom
2. brza reakcija tijela preko krvnih žila, znojenje i drhtanje kao odgovor
živčanog sustava
3. sporije promjene - žlijezde s unutrašnjim izlučivanjem; mijenjanje staničnog
metabolizma i ponašanja
- prilagodba u vrućim
klimama: smanjenje toplinske
zaštite tijela, povećanje
potrošnje i izlučivanja vode i
soli
- prilagodba u hladnijim
područjima: povećana potreba
za energijom
- aklimatizacija na topliju ili
hladniju klimu uglavnom se
postiže za jedan tjedan
- aklimatizacija na klimu
velikih nadmorskih visina:
dugotrajna, često traje
godinama i duže
Utjecaj nadmorske visine na fiziološke promjene
Taj utjecaj može se podijeliti na nekoliko kategorija nadmorske visine:
- srednja nadmorska visina (1500-2500 m): zamjetne su fiziološke promjene.
Zasićenje arterijske krvi kisikom veće je od 90%. Visinska bolest je moguća,
ali rijetko.
- velika nadmorska visina (2500-3500 m): visinska bolest česta kod brzog
uspona.
- vrlo velika nadmorska visina (3500-5800 m): visinska bolest vrlo česta.
Zasićenje arterijske krvi kisikom je manje od 90%. Zamjetan manjak kisika u
krvi (hipoksemija) tijekom napora.
- ekstremna visina (iznad 5800 m): zamjetan manjak kisika u krvi tijekom
mirovanja. Pogoršavanje visinske bolesti usprkos aklimatizaciji. Duže
preživljavanje teško je moguće.
- visinska bolest - niz simptoma kojima je uzrok velika nadmorska visina
(smanjenje tlaka zraka → smanjenje količine kisika u jednakom volumenu
udahnutog zraka): glavobolja, gubitak apetita, mučnina ili povraćanje, slabost,
umor, vrtoglavica i problemi sa spavanjem
- simptomi se obično javljaju 6-12 sati nakon dolaska na novu nadmorsku
visinu a nestaju nakon 1- 3 dana ako nema daljnjeg penjanja. Rijetko se javlja
ispod 2500 m.
- rijetko napreduje u teži oblik
(moždani i plućni edem) koji
može biti smrtonosan
- najbolji način sprječavanja
visinske bolesti jest spor uspon
pri čemu se ostavlja dovoljno
vremena za aklimatizaciju.
- liječenje visinske bolesti
podrazumijeva prestanak daljnjeg
uspona te silazak, osobito ako
simptomi ne prolaze ili se
pogoršavaju
Bioklima zatvorenih prostora
- važnost mikroklimatskih prilika zatvorenih prostora - velik dio vremena
čovjek boravi u njima
- kakvoća bioklime zatvorenih prostora određuje se pomoću bioklimatskih
indeksa, na temelju podataka o temperaturi, relativnoj vlažnosti i strujanju
zraka
- bioklimatski indeksi omogućuju određivanje najpovoljnije kombinacije
temperature, vlažnosti i strujanja (ventilacije) za pretpostavljenu aktivnost u
nekom prostoru → važnost pri urbanističkom i arhitektonskom planiranju
- testiranje mikroklimatskih uvjeta u zatvorenim prostorima - očuvanje
zdravlja (različite industrijske grane, proizvodni procesi, operacijske
dvorane itd.)