Влажность воздуха и количество атмосферных осадков

При незначительном содержании в воздухе коррозионноактивных примесей основным фактором, определяющим скорость коррозии, является влажность атмосферы. Существует классификация атмосферной коррозии в зависимости от степени увлажнения металлической поверхности .

1. В сухой атмосфере в отсутствие даже совсем тонких влажных пленок на поверхности металла протекает очень медленное окисление с образованием тончайших окисных пленок. Такой процесс называется сухой коррозией. Скорость ее зависит от присутствия в воздухе примесей агрессивных газов. Она ничтожно мала, но если учесть, что памятники искусства существуют многие десятилетия и даже столетия, то пренебрегать этим процессом нельзя.

2. В атмосфере с относительной влажностью ниже 100%, но при наличии на поверхности металла тончайшей невидимой влажной пленки происходит так называемая влажная атмосферная коррозия. Она зависит от степени влажности воздуха, его загрязненности и гигроскопичности продуктов коррозии.

3. При относительной влажности воздуха около 100% коррозия протекает при наличии на металлической поверхности сравнительно толстой видимой пленки влаги, образующейся путем конденсации или вследствие попадания дождя, брызг, росы и т. п. Такую коррозию называют мокрой атмосферной коррозией.

Следовательно, в различных географических районах процесс образования на памятниках атмосферной патины связан с метеорологическими условиями . На скорость образования патины очень сильно влияет количество атмосферных осадков, выпадающих в виде дождя и снега, увлажнение поверхности памятников морской или речной водой. Но часто увлажнение поверхности памятников бывает вызвано не непосредственным выпадением осадков, а адсорбцией или конденсацией паров воды, имеющихся в атмосфере, и связано с изменением температуры и относительной влажности воздуха.

Атмосферный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара, количество которого в любом географическом районе может изменяться в зависимости от температуры. В средних широтах содержание водяного пара в воздухе колеблется в пределах 0,2—2,5% (по массе), а у морского побережья в жаркую погоду достигает 4% (по объему) .

Влажность воздуха характеризуется различными показателями, из которых наиболее удобным и распространенным является относительная влажность (Н). Она представляет собой или отношение фактического содержания водяного пара к максимально возможному при данных условиях, или отношение парциального давления водяных паров, находящихся в воздухе, к давлению насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах. Величина относительной влажности показывает степень насыщения воздуха парами воды. Относительная влажность насыщенного парами воздуха равна 100%.

При Н ≤ 30 % воздух считается сухим, при Н = 50 ÷ 60% — нормальным, при Н ≥ 80% — влажным .

Скорость коррозии меди, а значит и образования патины, при наличии в воздухе только водяных паров очень невелика и мало изменяется с увеличением влажности , Даже при повышении относительной влажности до 100% в чистом воздухе происходит лишь незначительное потускнение чистой поверхности меди (рис. 3, кривая 3). Но если в воздухе содержится хотя бы немного сернистого газа (0,01%), скорость коррозии с увеличением влажности заметно возрастает, хотя в отсутствие влаги при нормальной температуре SO 2 на медь практически не действует (рис. 3, кривые 1, 2, 4). Резкое увеличение скорости коррозии наблюдается при относительной влажности около 63—75% (рис. 4, 5), которая называется критической .

Рис. 3. Влияние относительной влажности и концентрации SO 2 в атмосфере на коррозию меди : 1 - 0,01% S0 2 ; Н — 99%; 2 - 0,01% SO 2 ; Н = 50%; 3 — 0% SO 2 ; Н = 100%; 4 — 10% SO 2 ; Н = 0%.

Рис. 4. Влияние относительной влажности воздуха на коррозию меди при концентрации S0 2 , равной 10% : 1 - Н = 50%; 2 — 63%; 3 -75%; 4 — 99%

Рис. 5. Влияние относительной влажности воздуха при концентрации S0 2 , равной 10%, на скорость коррозии меди

В связи с этим, чем чаще влажность бывает равна критической или превышает ее, т. е. чем больше в году дней с относительной влажностью атмосферного воздуха выше 63%, тем быстрее образуется на памятниках патина.

Из данных табл. 1 и 2 видно, что в таких городах, как Москва, Ленинград, Рига, Смоленск, Киев, Баку, Одесса, Владивосток и др., т. е, в большинстве районов страны, за исключением наиболее сухих районов Средней Азии, среднегодовая относительная влажность выше 63 %. Среднее годовое значение относительной влажности по Европейской части СССР составляет 75,9%. Во многих районах Европейской части СССР время, в течение которого относительная влажность превышает 70%, составляет больше 70% всего годового времени (см. табл. 2) . При такой влажности вследствие периодического охлаждения атмосферного воздуха, капиллярной конденсации и адсорбции водяных паров на поверхности памятников образуются тонкие влажные пленки, т. е. памятники увлажняются не только при выпадении осадков, но и в другое время, составляющее в некоторых районах до 90 % годового времени. Следовательно, почти на всей территории нашей страны практически постоянно имеются условия, способствующие образованию на памятниках атмосферной патины.

ТАБЛИЦА 1. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА В РАЗЛИЧНЫХ ГОРОДАХ СССР

ТАБЛИЦА 2. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ * ВОЗДУХА В РАЗЛИЧНЫХ ГОРОДАХ

В местностях с наиболее высокой относительной влажностью воздуха, например в Ленинграде, патина весьма интенсивно образуется даже на тех памятниках, на которые атмосферные осадки никогда не попадают, в том числе на дверях Казанского и Исаакиевского соборов, находящихся в глубоких портиках. Образуется патина и насреднеазиатских памятниках. И хотя здесь благодаря сравнительно низкой среднегодовой относительной влажности воздуха и меньшему числу дней с повышенной влажностью дольше сохраняется первичная темная окисная патина, на старинных памятниках Самарканда, Бухары и других древних городов бронзовые детали покрыты оливковой и зеленой патиной.

Понятие влажности воздуха определяется, как фактическое нахождение частиц воды в определенной физической среде, в том числе — в атмосфере. При этом следует различать влажность абсолютную и относительную: в первом случае речь идет о чистом процентном количестве влаги. В соответствии с законом термодинамики, предельное содержание молекул воды в воздухе ограничено. Максимально допустимый уровень определяет относительные показатели влажности и зависит от ряда факторов:

• атмосферное давление;
• температура воздуха;
• наличие мелких частиц (пыли);
• уровень загрязнения химическими веществами;

Общепринятая мера измерения — проценты, при этом расчет идет по специальной формуле, которая будет рассмотрена далее.

Абсолютная влажность измеряется в граммах на кубический сантиметр, которые для удобства также переводятся в проценты. С увеличением высоты количество влаги может увеличиваться в зависимости от региона, но по достижении определенного потолка (примерно 6-7 километров над уровнем моря) влажность снижается до около нулевых значений. Абсолютная влажность считается одним из основных макропараметров: на его основе составляются планетарные климатические карты и зоны.

Определение уровня влажности

(Прибор психометр - по нему определяют влажность по разницы температур между сухим и влажным термометром )

Влажность по абсолютному соотношению определяется при помощи специальных приборов, которые устанавливают процентное содержание молекул воды в атмосфере. Как правило, суточные колебания ничтожны — этот показатель можно считать статическим, и он не отражает важные климатические условия. Напротив, относительная влажность подвержена сильным суточным колебаниям, и отражает точное распределение конденсированной влаги, ее давление и равновесное насыщение. Именно этот показатель считается основным и рассчитывается как минимум раз в сутки.

Определение относительно влажность воздуха проводится по сложной формуле, которая учитывает:

• текущую точку росы;
• температуру;
• давление насыщенного пара;
• различные математические модели;

В практике синоптических прогнозов используется упрощенный подход, когда влажность вычисляется приблизительно, с учетом температурной разницы и точки росы (отметки, когда излишняя влага выпадает в виде осадков). Такой подход позволяет с точностью в 90-95% определить требуемые показатели, что более чем достаточно для повседневных нужд.

Зависимость от природных факторов

Содержание молекул воды в воздухе зависит от климатических особенностей конкретного региона, погодных условий, атмосферного давления и некоторых других условий. Так, наибольшая абсолютная влажность наблюдается в тропической и прибрежной зонах. Относительная влажность дополнительно зависит от колебаний ряда факторов, рассмотренных ранее. В дождливый период с условиями пониженного атмосферного давления, показатели относительной влажности могут достигать 85-95%. Высокое давление снижает насыщение водяных паров в атмосфере, соответственно понижая их уровень.

Важная особенность относительной влажности — ее зависимость от термодинамического состояния. Естественной равновесной влажностью является показатель в 100%, что, разумеется, недостижимо по причине крайней неустойчивости климата. Техногенные факторы также влияют на колебания атмосферной влажности. В условиях мегаполисов наблюдается повышенное испарение влаги с асфальтированных поверхностей, одновременно с выбросом большого количества взвешенных частиц и угарного газа. Это обуславливает сильное снижение влажности в большинстве городов мира.

Влияние на человеческий организм

Комфортные для человека границы атмосферной влажности находятся в пределах от 40 до 70%. Длительное нахождение в условиях сильного отклонения от указанной нормы может вызвать заметное ухудшение самочувствия, вплоть до развития патологических состояний. Следует отметить, что человек особенно чувствителен к чрезмерно низкой влажности, испытывая ряд характерных симптомов:

• раздражение слизистых оболочек;
• развитие хронических ринитов;
• повышенная утомляемость;
• ухудшение состояния кожных покровов;
• снижение иммунитета;

Среди негативных эффектов повышенной влажности можно отметить риск развития грибковых и простудных заболеваний.

Атмосферный воздух – это среда, которая окружает человека постоянно, через которую удовлетворяются его первейшие жизненные потребности. Роль воздуха в возникновении и лечении болезней подчеркивал Гиппократ. Ф.Ф. Эрисман отмечал, что любые изменения физических или химических свойств воздуха легко отражаются на самочувствии человека, нарушая гармоническое равновесие нашего организма, т.е. здоровья.

Экологическая роль воздушной среды для человека заключается в следующем:

воздух доставляет организму кислород;

принимает углекислый газ и газообразные продукты обмена;

влияет на терморегуляцию;

через воздух на организм действуют солнечные лучи;

воздух – резервуар вредных газов, взвешенных веществ и микробов, действующих на человека.

В этой теме мы рассмотрим воздействие на здоровье человека физических факторов воздуха: температуры (Т), влажности, атмосферного давления, скорости движения воздуха, ионизации и солнечной радиации. Необходимо сразу отметить, что физические факторы, в отличие от химических факторов, действуют на организм только комплексно .

Физические свойства атмосферного воздуха – температура (Т), влажность, атмосферное давление и скорость движения составляютметеорологические факторы воздуха . Измерение их физических параметров осуществляется специальными приборами: температура – с помощью термометра, влажности - психрометра и гигрометра, скорости воздуха – анемометра (в атмосфере) и кататермометра – в жилище, атмосферного давления – барометром. Гигиеническая оценка метеорологических факторов проводится по степени их воздействия на организм, для чего используются интегральные показатели: температурная реакция – изменения Т кожи лба (норма - 33-34 о С) и кистей рук (30-31 о С), величиной испарения пота (изменение веса), частота пульса, дыхания, АД и субъективными ощущениями человека, например, на температурные изменения - по 5-бальной шкале: холодно, прохладно, хорошо, тепло, жарко; на свет - яркость, блескость.

Температура воздуха зависит от времени года, климатического пояса, времени суток, интенсивности солнечного свечения и подстилающей поверхности земли. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, не нагревают ее. Нагрев воздуха происходит от теплоотдачи почвы, поглощающей солнечные лучи. Нагретый воздух подымается вверх, уступая место холодному, – это перемещение называется конвекцией - она способствует перемещению воздушных масс и равномерному прогреву приземных слоев атмосферы. Гигиеническое значение температуры воздуха заключается в ее влиянии на теплообмен организма. Причем, гигиеническое значение имеют не только абсолютные величины температуры воздуха, но и амплитуды ее колебаний. У человека тепло образуется в результате окислительных процессов в клетках и тканях и нормальное существование его возможно при постоянной температуре тела. Благодаря сложному механизму терморегуляции с окружающей средой (у детей до 7-8 лет он несовершенен), организм поддерживает тепловой баланс. Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 о С (для мужчин – 20 о С, для женщин – 22 о С) и амплитуда ее колебаний – 2-4 о С в течение дня.

Влажность воздуха - это количество водяных паров в воздухе. Зависит от климатического пояса, сезона года и близости водных бассейнов: в морском климате влаги больше, чем в континентальном или пустынном. Степень влажности воздуха определяется тремя показателями: абсолютной, максимальной и относительной влажностью.Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах в 1 м 3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность – сколько максимально может содержаться в воздухе водяных паров при данной температуре, измеряется в г на м 3 . Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в %. Оптимальные параметры для здоровья относительной влажности - 30-60%. Гигиеническое значение влажности – в ее влиянии на потоотделение человека, которое, воздействуя на температуру тела, сохраняет ее постоянство. С повышением влажности – в тепле человеку становится жарко, на холоде – холодно, зябко.

Атмосферное давление – это давление атмосферного столба воздуха в результате земного притяжения. На уровне моря давление постоянно: на 1 см 2 – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба. Гигиеническое значение атмосферного давления – в поддержании артериального давления (АД). Повышение или понижение давления отражается на физиологию человека. Для здорового человека эти изменения незаметны, а для больного они чувствительны: об изменениях давления сигнализирует самочувствие. При повышении давления увеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же): урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости слизистых оболочек (во рту), усиливается перистальтика кишечника и выход газов; кровь и ткани лучше усваивают кислород, из-за чего улучшаются работоспособность и самочувствие. При искусственном повышении давления (у водолазов) увеличивается растворение атмосферного азота, который хорошо растворяется в жирах, нервной ткани и подкожной клетчатке, откуда при декомпрессии медленно выходит. При быстром подъеме водолаза с глубины азот закипает и закупоривает мелкие сосуда мозга, от чего наступает смерть водолаза, что требует медленного извлечения его с глубин. Но даже при обычных режимах работы водолазам не удается избежать эмболии азотом сосудов – у них болят суставы и часты кровоизлияния.

Понижение давления вызывает снижение парциального давления кислорода, а при подъеме в горы и снижение его концентрации. Наступают симптомы «высотной болезни»: сонливость, повышение максимального АД и понижение минимального АД, тяжесть в голове, головные боли, апатия, депрессия; действует выходящий в кровь растворенный азот в виде болей в суставах и зуда. В городе атмосферное давление ниже, чем за городом или на равнине, и меньше парциальное давление кислорода. Это определяет проявление симптомов «высотной болезни» у переезжающих в город с дачи или с сельской местности: наступает одышка, сердцебиение, головокружение, тошнота, носовое кровотечение.

Движение воздуха - определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек. Хорошее самочувствие сохраняется при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений. Нижняя граница движения воздуха с гигиенической стороны определяется необходимостью сдувать обволакивающий человека

откуда он движется, и называется румбо м. Графическое изображение повторяемости ветра в данной местности по направлению частей света называется розой ветров. Например, на рис. №1 изображена роза ветров с преобладающим СВ ветром.. Розу ветров обязательно учитывают архитекторы при строительстве жилых кварталов и промышленных предприятий: жилые кварталы следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям.

Кроме метеорологических факторов качество воздушной среды характеризуется ионизацией воздуха и солнечной радиацией.

Ионизация воздуха образуется под влиянием электрических разрядов, радиоактивных элементов, УФ- и космических лучей. В чистом воздухе преобладают легкие отрицательные ионы, в загрязненном – тяжелые положительные. Загрязненный воздух городов менее ионизирован, чем в сельской местности и курортной зоне. В жилище отрицательные ионы поступают с улицы, причем уже в проеме окна они составляют лишь 20% уличной концентрации. В многоэтажных домах они активно поглощаются бетоном стен, пылью, СО 2 , влагой, более высокой температурой воздуха. При этом вместо отрицательных ионов возрастает число положительных. Человеку душно, кажется «мало воздуха», а в действительности – мало отрицательных ионов. Поэтому уровень ионизации жилища является показателем чистоты воздуха. Гигиеническая роль отрицательных ионов - отрицательно заряжают эритроциты, они лучше поглощают и отдают кислород, лучше идут обменные процессы в тканях, снижается ацидоз – улучшается умственная работа, повышается работоспособность, отступает старость. Мышки в 5-литровой банке, в которую подается окружающий воздух, пропущенный через электроды, погибают через 2 часа, в то время как контрольные с обычным воздухом живут. Поэтому в жилищах используются ионизаторы воздуха типа лампы Чижевского. В лечебных целях ионизация воздуха используется для лечения гипертонии и бронхиальной астмы. Поэтому для ЗОЖ людям целесообразно чаще бывать на свежем воздухе, а не отсиживаться в квартире.

Солнечная радиация. Солнцу мы обязаны жизнью – это источник тепла и света. Солнечный свет – это поток электромагнитных колебаний, который, проходя через атмосферу Земли, частично поглощается, рассеивается и только 43% достигает почвы. Солнечный свет действует на организм всеми частями своего спектра. Видимая часть оказывает общебиологическое действие на организм, на орган зрения, ЦНС и через нее на все органы. Но разные участки видимого света действуют по разному: красные лучи – возбуждают; желтые, зеленые – успокаивают; фиолетовые – угнетают. При недостатке света напрягается и ухудшается зрение (острота и быстрота различения). Большая яркость – слепит и утомляет, а при продолжительном воздействии (снег) вызывает воспаление сетчатки. Невидимая часть света: инфракрасная и ультрафиолетовая - очень биологически активны. Инфракрасная радиация делится на 1) длинноволновую и 2) коротковолновую. Длинноволновая поглощается поверхностным слоем кожи и вызывает прогревание ее, ощущается жжение. Коротковолновая не ощущается и проникает в глубокие слои кожи, вызывая ожоги и общий перегрев организма. На производстве коротковолновая радиация вызывает изменения роговицы глаза вплоть до катаракты. В полдень преобладает коротковолновая радиация, поэтому загорать в это время опасно. УФЛ обладают наибольшей биологической активностью. Весной под их воздействием повышается обмен веществ, иммунитет, работоспособность. Они оказывают противорахитическое действие, т.к. под их влиянием в коже синтезируется витамин Д, улучшающий обмен кальция и кроветворение, стойкость капилляров. Без УФЛ у детей возникает рахит, а у взрослых – остеопороз: обеднение костей кальцием, приводящее к их ломкости, разрушаются зубы (кариес). Это состояние называется «световым голоданием» - часто оно профессионального происхождения: у шахтеров, у лиц, командированных на Север, а также у людей, мало бывающих на свежем воздухе. Профилактика гиповитаминоза Д: пребывание на солнце, облучение УФЛ-лампами, прием кальциферола. УФЛ еще обладают бактерицидным действием – убивают микробов, что используется в медицине для их уничтожения с помощью УФЛ-ламп.. Стекла окон ослабляют УФЛ, поэтому их надо чаще мыть от пыли. УФЛ вредно действуют на глаза, вызывая их воспаление (фотофтальмию) - профессиональное заболевание сварщиков, а также у альпинистов, жителей горных и арктических районов. Профилактика: использование защитных щитков, черных очков и др.

48-49.Климатические особенности среднегорья (содержание кислорода в атмосферном воздухе, влажность воздуха, температура окружающей среды и др.) и их влияние на спортивную работоспособность.

Повышенное теплообразование при мышечной работе приводит к изменению существующих механизмов теплоотдачи.

В комфортных условиях те плопотери осуществляются следующим образом:

15% - засчеттеплопроведения и конвекции;

55% - путем лучеиспускания;

около 30% - за счет испарения жидкости с кожных покровов и дыхательных путей.

При этом на испарение 1 л жидкости рас­ходуется 580 ккал.

При повышении температуры окружающего воздуха теплоотдача путем проведения и конвекции резко снижается и возрастает испаре­ние пота. В свою очередь, усиленное потообразование приводит к нарушению водного баланса организма - дегидратации (обезвожи­ванию), которая вызывает прежде всего напряжение функций сер­дечно-сосудистой системы. Повышенная влажность воздуха серьез­но затрудняет теплоотдачу путем испарения пота. Все это ведет к на­коплению тепла в организме, создавая риск перегревания идаже тепловых ударов. Естественно, в таких условиях спортивная работоспособность существенно ухудшается.

Таким образом, снижение работоспособности спортсменов в ус­ловиях повышенной температуры и влажности воздуха может быть обусловлено снижением кислородтранспортных возможностей сер­дечно-сосудистой системы, дегидратацией организма и развитием его перегревания.

На основе механизмов саморегуляции предупреждение перегрева­ния организма осуществляется тремя физиологическими процессами.

Первый из них состоит в усилении кожного кровотока, что уве­личивает перенос тепла от ядра к поверхности тела и обеспечи­вает снабжение потовых желез водой. Кожный кровоток при физической работе в условиях высокой температуры может увеличиваться в 10-15 раз, составляя около 20% минутного объема крови. В комфортных условиях при такой же работе эта величина не превышает 5%.

Второй физиологический процесс обусловлен усиленным

потообразованием и его испарением. Потоотделение у спортсме­нов на марафонской дистанции может достигать 12-15 л час; в обычных условиях в состоянии относительного покоя оно составляет 0.5-0.6 л сутки.

И, наконец, в условиях повышенной температуры окружаю­щей среды уменьшаются скорость потребления кислорода и энергетические расходы, что приводит к снижению теплопро­дукции.

Потеря воды организмом при тренировках и соревнованиях в ус­ловиях жаркого климата может достигать до 8-10 л в сутки. Кроме того, потери воды происходят путем мочеотделения (около 1л) и ис­парения с дыхательных путей (0.75 л).

Естественно, такие потери жидкости должны обязательно вос­полняться. По современным представлениям, дополнительный при­ем жидкости нужно осуществлять в достаточном количестве (с уче­том величины влагопотерь), дробными дозами, с добавлением солей и витаминов.

Регулярное пребывание человека в условиях повышенной темпе­ратуры и влажности воздуха, а также физические тренировки, свя­занные с повышением температуры тела, приводят к адаптации (ак­климатизации) организма, что характеризуется повышением рабо­тоспособности в этих условиях. Лица, хорошо подготовленные фи­зически, легче переносят повышение температуры и влажности воздуха. При подготовке к соревнованиям в жарком климате нужно проводить тренировки в аналогичных условиях за 10-14 суток.

52). При пребывании человека в условиях пониженной температуры воздуха (Крайний Север, Заполярье) энергия АТФ расходуется главным образом на теплопродукцию и меньше ее остается на обеспечение мы-шечнойработы. Для сохранения тепла в ядре телатеплоизолирующая оболочка увеличивается в 6 раз путем уменьшения кожного кровотока. В организме происходит перестройка обменных процессов.

Повышается потребность в жирах. Калорийность питания должнаувеличиваться на 5% при каждом снижении среднемесячной температуры воздуха на 10°С. При этом почками усиленно выводятся витамины С, Ви Взато лучше усваиваются жирорастворимые витаминыA,DиE.

В организме уменьшаются запасы углеводов и увеличиваются за­пасы липидов. Содержание глюкозы в крови без всяких признаков па­тологии уменьшается вдвое (до 45-50 мг%). С уменьшением темпера­туры тела основной обмен увеличивается, возрастает активность щи­товидной железы. Описанные перестройки в организме снижают физическую работоспособность организма, особенно в период по­лярной ночи.

Спортсменам нередко приходится работать в условиях изменен­ного барометрического давления. Тренировки и соревнования в го­рах сопряжены с влиянием на организм факторов гипобарии. Они характеризуются снижением общего давления, парциального давления газов и прежде всего кислорода, понижением температуры и влажности воздуха, высокой его ионизацией, повышенной солнеч­ной радиацией и уменьшением силы гравитации. С другой стороны, аквалангисты, пловцы-подводники, акванавты испытывают воз­действие гипербарических условиий. Ивтом, и в другом случае основным биологическим фактором, вызывающим ухудше­ние функций организма и снижение работоспособности является к и с л о р о д. Высоты до 1000 м над уровнем моря принято считать нижнегорьем, от 1000 до 3000м - среднегорьем и выше 3000м - высокогорьем.

Основные тренировки, аиногда и соревнования проводятся на высо­тах

2500-3000 м, т. е. в среднегорье.

Первые дни нахождения человека в среднегорье сопровождаются снижением аэробных возможностей, увеличением энерготрат на одну и ту же нагрузку, ухудшением функционального состояния организма, вялостью, нарушением сна. По прошествии 10-15 суток

наступает адаптация, которая характеризуется тем, что в покое и при умеренной мышечной деятельности люди чувствуют себя хорошо; тяжелые физические нагрузки затруднены, главным образом, вслед­ствие снижения напряжения кислорода в крови (гипоксемия).

При снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воз­духе, альвеолярном воздухе и в крови может развиться патологическое состояние - гипоксия. Первые ее признаки появляются при снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе ниже 140 мм рт.ст. (нормальная величина на уровне моря около 160 мм рт.ст.), что возможно на высоте 1500 м и более. Гипоксию нередко называют «коварным» патологическим состоянием. В основе ковар­ства лежит характерная триада признаков:

Эйфория (повышенное настроение),

Потеря сознания без предвестников, на хорошем психоэмоци­ональном фоне,

Ретроградная амнезия (утрата памяти о предшествующем со­бытии).

Изменения функций организма при гипоксии носят адаптацион­ный и компенсаторный характер и направлены на борьбу с кислород­ной недостаточностью. Это проявляется прежде всего усилением функций органов дыхания и кровообращения, увеличением количе­ства эритроцитов, гемоглобина, объема циркулирующей крови и возрастанием ее кислородной емкости.

П о мере пребывания на высоте устойчивость организма к недо­статку кислорода повышается, улучшается самочувствие людей, ста­билизируются функции организма и физическая работоспособность. Другими словами, развивается адаптация людей или частный ее слу­чай - акклиматизация, которая осуществляется по двум физиологи­ческим механизмам:

а) путем повышения доставки кислорода тканям вследствие нормализации функций кислородтранспортной системы,

б) приспособлением органов и тканей к пониженному содержанию кис­лорода в крови и уменьшением вследствие этого уровня метаболизма.

В первые дни пребывания в условиях среднегорья физическая

ра­ботоспособность снижается как по прямым, так и по косвенным ее

показателям. Особенно существенно снижение работоспособности в тех видах спорта, для которых характерен значительный кислород­ный запрос (бег на средние и длинные дистанции, плавание, велоси­педные и лыжные гонки). Главной причиной снижения работоспособ­ности в этих условиях является увеличение кислородного долга. В ви­дах спорта, где работа протекает преимущественно в анаэробных ус­ловиях (гимнастика, акробатика, тяжелая атлетика, спринтерский бег), результаты практически не изменяются.

После пребывания спортсменов в среднегорье и по возвращении их на равнину, в течение 3-4 недель сохраняется повышенная физи­ческая работоспособность, а спортивные результаты нередко улуч­шаются. Физиологический смысл этого явления заключается в адап-тированности организма к условиям гипоксии. Поэтому перед ответ­ственными соревнованиями, особенно в видах спорта на выносли­вость, рекомендуются тренировки спортсменов в горных условиях или в специальных рекомпрессионных камерах. Разработана также тренировка с дыханием в замкнутом пространстве (например, в рези­новый мешок), в котором по мере дыхания снижается содержание кислорода.Ф изическая работоспособность человека снижается по мере подъема на высоту. Прежде всего и главным образом это касается аэробной работоспособности (выносливости) снижение которой отмечается уже на высоте 1200 м. В этом отношении нет никаких различий между тренированными и нетренированными людьми. Как у тех, так и у других в начале пребывания в горах работоспособность снижается примерно одинаково по отношению к равнинному уровню. На значительной высоте симптомы горной болезни столь же часто и даже в более выраженной степени наблюдаются у спортсменов.

Министерство образования и науки РФ

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Мыльджинская основная школа

имени В. Н. Ляшенко

РЕФЕРАТ

по теме: Влажность воздуха

Выполнила:

ученица 8 класса

Тарновская Оксана

Руководитель:

Лесковец И. П.

учитель физики

Введение

Влага является одним из обязательных компонентов всех живых организмов на земле, окружающей нас биосферы, а также большинства материалов, используемых человеком. Содержание влаги в окружающей среде оказывает влияние на характер и интенсивность происходящих в живых объектах биохимических и физико-химических процессов. От влажности зависят физические, химические, механические и технологические свойства значительной части неметаллических материалов. Почти во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, энергетике и строительстве применяются процессы сушки и увлажнения, предназначенные для изменения влажности материалов.

Впервые о влажности воздуха я узнала на уроках физики, изучая тему «Тепловые явления». Занимательные опыты и лабораторные работы произвели на меня огромное впечатление, и я захотела еще больше узнать об этом удивительном явлении. Влажность воздуха играет огромную роль в мире и повседневной жизни человека. От нее зависит здоровье людей, климат на планете, качество мебели, книг, зданий. Мне очень бы хотелось, чтобы люди как можно больше знали о зависимости здоровья от влажности, как нам беречь свою планету, сохранить старинные книги и музеи.

Цель моего реферата узнать о характеристиках влажности, какие изменения влажности существуют в атмосфере Земли, как влияет влажность воздуха на человека, познакомить с природными и искусственными измерителями влажности, какое разрушающее действие оказывает влажность, привести интересные факты о влажности.

Задачи, которые я перед собой ставила:

Сбор материала по теме реферата и его обработка;

Выстраивание содержания основной части;

Выводы о проделанной работе;

Оформление обобщённого материала;

Подготовка презентации;

Презентация реферата на нучно-практической конференции.

Моя работа состоит из 6 глав. Мною были изучены и обработаны следующие материалы: литературные источники, среди которых учебная, научная, периодические издания и Интернет сайты. Оформлены приложения, в которых содержатся: таблица изменения влажности в атмосфере земли, таблица гидрологических циклов, прибор волосяного гигрометра, психрометра, пример психрометрической таблицы, расположение сосудов и капилляров в древесине.

1. Влажность воздуха и вода

1.1 Характеристики влажности

Важной характеристикой состояния атмосферы является влажность воздуха или степень насыщения воздуха водяными парами. Она выражается отношением содержания водяных паров в воздухе к их содержанию при насыщении воздуха при данной температуре. Для количественной оценки влажности воздуха используют абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютную влажность воздуха измеряют плотностью водяного пара, находящегося в воздухе, или его давлением Пa. Если температура низка, то данное количество водяного пара в воздухе может оказаться близким к насыщению, воздух будет сырым. При более высокой температуре то же количество водяного пара далеко от насыщения, воздух – сухой. Для суждения о степени влажности важно знать близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности – ведь она дает более ясное представление о степени влажности воздуха. Относительная влажность воздуха измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность от давления водяного пара PН, насыщающего воздух при имеющейся у него температуре.

Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы. При насыщении воздуха водяными парами вода в нем больше не испаряется. При повышенной влажности человек острее ощущает низкие температуры. Многие могли убедиться, что сильные морозы при низкой влажности воздуха переносятся легче, чем не столь сильные, но при высокой влажности. Дело в том, что пары воды, так же как и жидкая вода, обладают гораздо большей теплоемкостью, чем воздух. Поэтому во влажном воздухе тело отдает в окружающее пространство больше теплоты, чем в сухом. В жаркую погоду высокая влажность опять же вызывает дискомфорт. В этих условиях уменьшается испарение влаги с поверхности тела (человек потеет), а значит, тело хуже охлаждается и, следовательно, перегревается. В очень сухом воздухе тело теряет слишком много влаги и, если не удается ее восполнить, это сказывается на самочувствии человека.
Абсолютно сухого воздуха практически не бывает. В нем всегда присутствует влага хотя бы в следовых количествах. Оказывается, что ничтожные количества воды иногда могут сильно влиять на химические свойства многих веществ. В 1913 г. английским химиком Бейкером было установлено, что жидкости, осушенные в течение девяти лет в запаянных ампулах, кипят при гораздо более высоких температурах, чем указано в справочниках. Например, бензол начинает кипеть при температуре на 26° выше обычной, а этиловый спирт – на 60, бром – на 59, а ртуть – без малого на 100°. Температура замерзания этих жидкостей повысилась. Влияние следов воды на эти физические характеристики до сих пор не нашли удовлетворительного объяснения. В хорошо высушенном кислороде уголь, сера, фосфор горят при температуре, на много превышающей температуру их горения в неосушенном воздухе. Считают, что влага играет каталитическую роль в этих химических реакциях. Из пересыщенного водяными парами воздуха образуется туман. Он состоит из мельчайших капелек воды размером от 0,0001 до 0,1 мм. Капельки воды легче конденсируются на твердых частичках, находящихся в воздухе в виде пыли.
На данном принципе основаны процессы образования искусственного дождя. Для этого в тучи вводят затравки, на которых происходит конденсация воды или кристаллизация льда. Крупные градины получаются в том случае, если кристаллизация происходит на малом количестве центров. Если в тучу будет введено много затравок, то получатся мелкие кристаллы льда (они не могут вырасти, так как вся вода будет закристаллизована), которые при падении на землю часто успевают расплавиться и превратиться в дождь. Для широкого применения эти соли довольно дороги. Однако град может привести к гораздо большим экономическим потерям. Кроме дождя и града атмосферные осадки также выпадают в виде снега.

2. Влажность воздуха в разных уголках Земного шара

2.1 Изменения влажности в атмосфере Земли

Влажность воздуха земной атмосферы колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Соответственно упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 Мб (иногда лишь сотые доли Мб) и летом ниже 5 Мб; в тропиках же она возрастает до 30 Мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях е понижена до 5-10 Мб (1 Мб = 10 2 -н/м 2). Относительная влажность r очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85% и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт - здесь за счёт низкой температуры воздуха. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы (Индия - 75-80%). Низкие значения r наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50% и ниже). С высотой относительная влажность и ускорение свободного падения быстро убывают. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу (нижние слои 10-15 км) приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым м 2 земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара. (Приложение 1)