Прежде чем говорить о воздействии высоких температур воздуха на организм человека и состояниях, возникающих при этом воздействии необходимо дать определение нормы, то есть теплового комфорта.

Тепловой комфорт — это метеорологические условия, обеспечивающие оптимальный уровень физиологических функций,.в том числе терморегуля-торных при субъективном.ощущении комфорта.

В состоянии теплового комфорта система терморегуляции человека находится в состоянии незначительного напряжения. При этом наблюдаются небольшие периодические колебания температуры кожи (для кожи туловища — 33-35 °С), отсутствует активная деятельность потовых желез (теплоотдача испарением составляет 20-30 % от общих потерь тепла). Наблюдается нормальное соотношение процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга, оптимальный уровень всех остальных физиологических функций и высокая работоспособность. Имеется субъективное ощущение теплового комфорта.

Состояние теплового комфорта поддерживается за счет работы системы терморегуляции.

Терморегуляция.

Цель терморегуляции — поддержание постоянной температуры тела при изменяющихся условиях внешней среды. В основе терморегуляции лежат два противоположных процесса — теплопродукция и теплоотдача.

Основную роль в регуляции теплообмена играет теплоотдача. Она осуществляется следующими путями:

• 1. Конвекция — нагревание воздуха, прилегающего к поверхности тела или к поверхности одежды. Одежда нагревается методом теплопередачи или теплоироведения при контакте с телом. Потеря тепла методом теплоотдачи также возможна при непосредственном контакте с предметами окружающей среды, имеющими более низкую температуру, чем тело человека. Отдача тепла методом конвекции возможна только в том случае, если температура окружающего воздуха ниже, чем температура тела. Составляет примерно 20 % от всей теплоотдачи. Высокая влажность воздуха увеличивает потери тепла путем конвекции.
• 2. Излучение — составляет самую большую часть (56 %). Осуществляется только в том случае, если температура воздуха и окружающих предметов ниже температуры тела.
• 3. Испарение составляет 24 %. Отличается тем, что протекает при любой температуре окружающей среды. Является единственным методом теплоотдачи в том случае, когда температура окружающей среды выше температуры тела. Чем выше скорость движения воздуха и ниже влажность, тем быстрее идет процесс испарения. Неподвижный воздух и высокая влажность, напротив, сильно затрудняют отдачу тепла путем испарения.

Влияние высокой температуры воздуха на организм

При повышении температуры окружающего воздуха происходит увеличение активности системы терморегуляции, что выражается в усилении процессов теплоотдачи. Это необходимо для того, чтобы сохранить тепловой баланс на фоне увеличившегося притока тепла извне.

При этом необходимо отметить, что отдача тепла путем конвекции и излучения снижается пропорционально росту температуры воздуха, прекращаясь при сравнивании температуры поверхности тела и окружающей среды.

Поэтому естественно, что с увеличением температуры воздуха все больше и больше тепла отдается путем испарения за счет увеличения потоотделения (при умеренном напряжении системы терморе1уляции потеря тепла испарением может составлять 40-45 %, а при сильном напряжении терморегуляции — свыше 50 %).

В том случае если система терморегуляции в условиях нагревающего микроклимата не справляется со своей функцией происходит перегревание (гипертермия), то есть повышение температуры тела по сравнению с нормой. Перегревание чаще всего происходит при высокой температуре окружающей среды в сочетании с высокой влажностью и низкой скоростью движения воздуха, так как при наличии последних двух условий резко снижается отдача тепла путем испарения. Кроме того, перегреванию способствуют такие эндогенные факторы как гипертиреоз, ожирение, вегетососудистая дистония и тд.

При длительном пребывании в условиях нагревающего микроклимата повышается температура тела, учащается пульс, понижается компенсаторная способность сердечно-сосудистой системы, функциональная активность ЖКТ и др.

К группе патологических состояний , возникающих при перегре-

вании (тепловых поражений) относятся: тепловой удар, тепловой обморок, судорожная болезнь, питьевая болезнь, нервные расстройства, тепловое истощение.

Тепловой удар. Возникает вследствие острой недостаточности терморегуляции, чаще у здоровых молодых людей при интенсивной физической работе в условиях высокой температуры окружающей среды. Клинические проявления: резкое увеличение температуры тела (до 42°С и выше), гиперемия кожных покровов и слизистых, сухость слизистых, увеличение частоты дыхания, тахикардия, слабость. Характерно прекращение потоотделения за несколько часов до наступления теплового удара. Кроме того наиболее ранним признаком начинающейся гипертермии является необычное поведение человека (это обусловлено тем, что нервная система очень чувствительна к повышению температуры тела). Тепловой удар опасен своей высокой летальностью.

Тепловой шок — коллапс (острое нарушение гемодинамики)

Солнечный удар. Может наблюдаться при интенсивной солнечной радиации в жаркую погоду. Обусловлен перегреванием непосредственно ЦНС (головного мозга). Профи,шктика — головной убор.

Тепловое истощение. Связано с потерей воды, солей, витаминов, белков.

Судорожная болезнь. Связана с тем, что с потом выводятся минеральные вещества — хлориды натрия и калия и возникают судороги...

Питьевая болезнь. Связана с компенсаторным увеличением потребления воды человеком (из-за обезвоживания). При этом могут возникать дисбакте-риозы, хронические диспепсии, энтероколиты, стойкая альбуминурия.

Нервные расстройства. Нервная система наиболее чувствительна к повышению температуры тела, поэтому перегревание может вести к ее функциональным нарушениям.

Тепловой отек голени- и стопы. Связан с нарушением водно-солевого обмена.

К общим мерам профилактики перечисленных состояний можно отнести следующие:

• 1. Акклиматизация
• 2. Поддержание нормального водно-солевого обмена.
• 3. Рациональный режим труда и отдыха в нагревающем микроклимате

Высокая температура воздуха (свыше 22˚С) вызывает быструю утомляемость работающего, перегрев организма и большое потовыделение. Это приводит к снижению внимания, вялости и может оказаться причиной возникновения несчастного случая. Установлено, что с повышением температуры воздуха от 22 до 26˚С работоспособность человека падает на 16%, а с ростом ее до 30˚С на 40 - 50%.

При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается.

В горнодобывающей промышленности (горном деле) различают следующие понятия: геотермическая ступень и геотермический градиент.

Геотермическая ступень – это интервал глубины земной коры в метрах, на котором температура повышается на 1˚С. Колеблется в зависимости от глубины и месторождения от 5м до 150 м (в пределах, допустимых непосредственному измерению).

Геотермический градиент – это величина, на которую повышается температура горных пород в земной коре с увеличением глубины залегания на каждые 100 м. В среднем величина геотермического градиента приблизительно равна 3˚С.

В производственных помещениях температура воздуха повышается на 1-2˚С и более на каждый метр их высоты и может достигать вверху 40-50˚С.

При такой температуре и более, большая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. В этих условиях организм человека теряет кроме определенного количества влаги и минеральные соли, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма. Поэтому в шахтах и горячих цехах рабочим дают подсоленную и газированную воду.

Максимальная температура воздуха, которую может выдержать человек, при кратковременном дыхании без применения СИЗ, составляет 116 град С.

Низкая температура воздуха (ниже 13˚С) может вызвать местное и общее охлаждение организма и стать причиной ряда простудных заболеваний (ангины, катара верхних дыхательных путей и др.).

При понижении температуры воздуха реакция человеческого организма такая: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, и отдача теплоты конвекцией и излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочих местах.

Переносимость человеком температуры в значительной мере зависит от влажности и скорости движения окружающего воздуха

2. Влажность воздуха оказывает существенное влияние на тепловое состояние и терморегуляцию организма.

Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев организма.

Терморегуляцией называется способность организма человека регулировать теплообмен с окружающей средой и сохранять температуру тела на постоянном нормальном уровне 36,6˚С (в границах ±0,5˚С) независимо от внешних условий и тяжести выполняемой работы.

Основным фактором, способствующим терморегуляции, является способность организма увеличивать или уменьшать приток крови к периферийным кровеносным сосудам.

Различают следующие понятия при оценке влажности:

1) Максимальная влажность (точка росы) характеризуется максимальным количеством влаги, которое мажет находиться в воздухе при определенной температуре.

2) Абсолютная влажность характеризуется фактическим количеством влаги, находящейся в воздухе при определенной температуре.

Абсолютной влажностью называется количество водяных паров в граммах на 1м³ воздуха.

3) Относительная влажность – отношение в % абсолютной влажности к максимальной влажности при данных температурных условиях. Относительная влажность принята как показатель в санитарных нормах и ПБ.

Источниками избыточного влаговыделения могут быть производственные установки, в которых происходит испарение влаги (всевозможные ванны, моечные машины и др.). Особо интенсивное выделение влаги происходит при нагреве воды или механическом ее перемещении. Еще одним источником выделения влаги является организм работающего. Количество выделяемой влаги находится в зависимости от характера работы и температуры в помещении.

Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность (φ › 85%) при температуре окружающей среды более 30 о С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При дальнейшем повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую температуру. Слишком низкая влажность воздуха (φ < 20%) также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхание и растрескивание, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30 ... 70%.

Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от чрезмерного ее потребления.

У человека, работающего в течение 3-х часов без питья, образуется только на 8% меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количества наблюдается увеличение потовыделения всего на 6% по сравнению со случаем, когда вода возмещалась на 100%.

Считается допустимым для человека снижение его веса (массы) на 2...3% путем испарения влаги – обезвоживание организма.

Обезвоживание организма на 6% влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения.

Обезвоживание организма на 15...20% приводит к смертельному исходу.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1%, в т.ч. 0,4...0,6 NaCl). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8 – 10 л за смену и, в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г NaCl). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы.

Для восстановления водного баланса работающим в горячих цехах и в других помещениях с высокой температурой воздуха устанавливают пункты подпитки подсоленой (около 0,5% NaCl) газированной питьевой водой из расчета 4...5 л на человека в смену.

3. Скорость воздуха на рабочих местах в горных выработках и в производственных помещениях имеет большое значение для создания благоприятных условий труда.

В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.

Минимальная скорость движения воздуха, осуществляемая человеком, составляет 0,15 – 0,2 м/с. В зимнее время скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 – 0,5 м/с, а летом – 0,2 – 1,0 м/с. В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3,5 м/с. Причем, если эти воздушные потоки имеют температуру до 36˚С, организм человека ощущает освежающее действие, а при температуре свыше 40˚С они действуют угнетающе.

4. Тепловое излучение от нагретых поверхностей играет немаловажную роль в создании неблагоприятных микроклиматических условий в производственных помещениях.

Наибольшую опасность возникновения лучистого тепла представляет расплавленный или нагретый до высоких температур металл, а в шахтах – пожары.

Лучистое тепло действует на весь организм. В организме человека возникают биохимические изменения, наступают нарушения в сердечно-сосудистой и нервной системах. При длительном воздействии инфракрасных лучей возникает катаракта глаз (помутнение кристаллика).

Лучистая энергия может вызвать тепловые ожоги, которые по степени поражения подразделяются на 3 вида.

Ожоги 1-ой степени сопровождаются покраснением и значительной припухлостью кожи. На пораженном участке кожи ощущается сильное жжение;

Ожоги 2-ой степени характеризуются отслаиванием верхнего слоя кожи и образованием пузырей, наполненных светлой жидкостью;

Ожоги 3-ей степени характеризуются омертвлением ткани, поражением мышц, кровеносных сосудов, возможно и костей. Такие ожоги имеют тяжелые последствия.

Ожоги любой степени очень опасны, особенно которые захватывают большую поверхность кожи. На пораженном участке кожи нарушаются ее жизненные функции, происходит отравление организма продуктами распада.

При любом ожоге необходимо создать на поверхности пораженной кожи защитный покров, закрыть обоженные места стерильной тканью или бинтом, пропитанными 10%-ным раствором марганцевого калия.

Боли утихают, на обожженной коже образуется защитная пленка с темной окраской.

5. Атмосферное (барометрическое) давление влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а, следовательно, и на процесс дыхания.

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734 – 1267 гПа (550-950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.

Все рассмотренные параметры микроклимата действуют на организм человека взаимосвязано.

При одновременном воздействии на человека определенной температуры воздуха, влажности и скорости ее движения ощущение человека можно выразить в условных единицах, называемых эффективно-эквивалентной температурой.

ТЕМА: Водяной пар в атмосфере

1. Влажность воздуха. Характеристики влажности воздуха.

2. Изменение характеристик влажности воздуха с высотой и в растительном покрове.

3. Испарение. Скорость испарения.

4. Испаряемость. Коэффициент увлажнения.

5. Испарение с поверхности воды, почвы и растений.

6. Конденсация водяного пара. Сублимация водяного пара.

7. Продукты конденсации и сублимации водяного пара наземной поверхности и в свободной атмосфере.

8. Облака. Классификация облаков.

1. Влажность воздуха

«Влажность воздуха – содержание водяного пара в атмосфере».

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу вследствие испарения с поверхности водоемов, почвы, снега, льда и растительного покрова.

1.Характеристики влажности воздуха

1. Парциальное давление водяного пара [е ] – давление, которое имеет водяной пар, находящийся в воздухе.

Измеряется в [г Па]. 1 г Па = 100 Па = 1 мб (миллибар)

2. Давление насыщенного водяного пара [ Е ] – это парциальное давление водяного пара, находящегося в состоянии насыщения.

(Насыщение пара – состояние, при котором в единице обьема воздуха содержится максимально возможное при данной температуре количество водяного пара).

Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара может в нем содержаться. Поэтому Е тем больше, чем выше температура воздуха .

Измеряется в [ гПа ] (гектопаскалях).

3. Абсолютная влажность воздуха [ а ] – количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Измеряется в [г/м.куб].

4. Относительная влажность воздуха [f ] – отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре, выраженное в %

(т.е. измеряется в %).

Измеряется в [г Па]

С увеличением f , d уменьшается и при f = 100%, d = 0

1. Точка росы. [ t d ] – это температура, при которой объём воздуха, охлаждающейся при постоянном давлении, становится насыщенный водяным паром.

f [ °C ] –единицы измерения.

При f = 100%, температура воздуха является точкой росы.

Чем меньше водяного пара содержится в воздухе, тем ниже температура точки росы и наоборот.

2. Изменения характеристик влажности воздуха с высотой и в растительном покрове.

1. С высотой [е ] быстро уменьшается, т. к. в нижний слой атмосферы водяной пар поступает непрерывно благодаря испарению с земной поверхности, а в более высокие слои пара поступает меньше. [Е ] также резко уменьшается с высотой, за счет понижения температуры воздуха. А [ f ] изменяется неравномерно: вначале возрастает, т. к. с высотой уменьшается температура воздуха, затем начинает понижаться за счет меньшего поступления водяного пара в высокие слои атмосферы, а потом возрастает до 100% в слое облаков (от 0,5 до 10 км) Выше этого слоя водяного пара практически нет.
2. В растительном покрове влажность воздуха выше, чем над оголенной почвой за счет испарения с поверхности листьев растений (транспирации),а также благодаря снижению скорости ветра между растениями, что уменьшает перенос влаги.

Поэтому [ f ] и [ е ] в растительном покрове выше, чем над оголенной почвой:

Max f (80 – 90%) весь год в тропических и экваториальных лесах, а min (до 5% и менее в пустынях.

3. Испарение

Испарение – переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Количественно испарение характеризуется скоростью испарения – это масса воды, испаряющаяся с единицы поверхности, в единицу времени [г/см. кв ]

Скорость испарения можно вычислить по следующей формуле:

(закон Дальтона)

где (Е 1 – е) – дефицит насыщения, взятый по температуре испаряющей поверхности

Р – атмосферное давление

А – коэффициент, зависящий от скорости ветра [≈ 0, 0008]

Таким образом, скорость испарения зависит:

1. От температуры испаряющей поверхности (чем выше температура, тем больше скорость).

2. От дефицита насыщения (чем суше воздух, тем больше скорость).

3. От скорости ветра (ветер уносит влажный воздух, заменяя его на сухой и таким образом увеличивает скорость испарения).

4. От атмосферного давления (давление атмосферы затрудняет отрыв молекул воды от испаряющей поверхности, в результате скорость испарения уменьшается)

4. Испаряемость

Испаряемость - теоретически возможное испарение с увлажненной поверхности при данных метеорологических условиях.

Испаряемость может быть равна испарению, но на большей части планеты она выше, чем реальное испарение.

Например: В пустыне испарение примерно в 25 раз меньше испаряемости, т. к. осадков выпадает менее 100 мм/год, а испаряемость более 2.500 мм.

Увлажнение территории можно охарактеризовать с помощью коэффициента увлажнения.

I – испаряемость за год (мм)

Если К больше 1, увлажнение территории избыточное (то есть осадков выпадает больше, чем может испариться в данных условиях.

Если К=1 ,увлажнение нормальное.

Если К меньше 1 , но больше 0,3 –недостаточное.

Если ≤ 0,3 – скудное.

Чем меньше К увл, тем засушливее климат.

5. Испарение с поверхности воды, почвы и растений

1. Испарение с водной поверхности – зависит от всех тех же факторов, что и скорость испарения (то есть: от температуры, скорости ветра, сухости воздуха, атмосферного давления). Но дополнительно влияет и соленость воды: над раствором скорость испарения меньше, чем над пресной водой при тех же метеоусловиях.

2. Испарение с поверхности почвы – зависит от тех же факторов (температуры, скорости ветра, атмосферного давления, влажности воздуха), но, кроме того:

-влажности почвы (чем больше влажность, тем больше испарение)

-цвета почвы (у темных лучше испарение, так как они хорошо прогреваются)

-плотности почвы (плотные испаряют лучше, чем рыхлые, так как имеют капилляры)

-рельефа (южные склоны больше нагреваются; над возвышенностями скорость ветра больше, чем в низинах, поэтому испарение сильнее)

-растительный покров – растения затеняют почву, а так же уменьшают скорость ветра, и таким образом, снижают испарение.

«Процесс испарения влаги растениями – транспирация». Происходит через устьица, находящиеся на листьях, а у теневыносливых растений и через кутикулу (слой из кутина и воска)

.Значение транспирации:

1. Охлаждает растения, помогая избежать перегрева.

2. Создает непрерывный ток воды по растению – в результате через корни постоянно поступает вода с растворенными минеральными веществами

Интенсивность транспирации - количество воды, испаряемой растениями

с единицы листовой поверхности в единицу времени.

[ г/см 2 ]

зависит от состояния атмосферы, влажности почвы и способности растения регулировать испарения. Эта способность различна у каждого вида и обеспечивается разнообразными физиологическими и анатомо-морфологическими механизмами (плотная кутикула, опушение способность листьев сворачиваться и т. д.)

Суммарное испарение поля – сумма испарения воды с поверхности почвы и транспирации.

6. Конденсация водяного пара

Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Для конденсации водяного пара в атмосфере необходимо 2 условия:

1. Охлаждение воздуха до температуры ниже точки росы –

Охлаждение воздуха до точки росы делает его насыщенным, а при дальнейшем понижении температуры воздуха, водяной пар, содержащийся в нем, становится перенасыщенным и излишки пара, превышающие предел насыщения, конденсируются.

2. Наличие ядер конденсации в атмосфере

Ядра конденсации – это аэрозольные частицы, находящиеся в атмосфере, на поверхности которых происходит адсорбция молекул водяного пара и в, результате образуются капли воды.

Без ядер конденсации капли воды образуются только при большом перенасыщении воздуха водяным паром (f более 400%), что в природе практически никогда не происходит.

Ядра конденсации подразделяют на гигроскопические (это обычно кристаллы солей), на их поверхности адсорбция молекул воды происходит уже при f чуть ниже 100%.

И негигроскопические (смачиваемые) – это частицы почвы, сажи и т. д., на них адсорбция происходит при f чуть более 100%

Сублимация – переход водяного пара из газообразного состояния в твердое, минуя жидкую фазу. Она происходит при температуре ниже 0 0 С.

7.А. Продукты конденсации и сублимации водяного пара на земной поверхности

Воздух соприкасается с земной поверхностью. И в зависимости от ее температуры, а также от температуры и влажности воздуха может происходить конденсация или сублимация водяного пара, и образуются следующие продукты:

1. Роса – мелкие капли воды, образующиеся на поверхности почвы, камнях, растениях при температуре выше 0 0 С. Ночью земная поверхность охлаждается вследствие теплового излучения земли, а от земной поверхности охлаждается и нижний слой воздуха. Если температура воздуха опустится ниже точки росы, произойдет конденсация водяного пара – в результате выпадет роса . Утром роса быстро испаряется.

2. Иней – мелкие кристаллы льда, образующиеся на горизонтальных поверхностях (почве, наземных предметах) в результате тех же причин, что и роса, но при температуре ниже 0 0 С (то есть путем сублимации). Образование инея чаще всего происходит осенью и весной.

3. Изморозь: существует 2 вида → зернистая (это рыхлый снеговидный осадок, нарастающий на ветвях деревьев, проводах, заборах и на других вертикальных и горизонтальных поверхностях, при наличии тумана и температуре –2 ; -7 0 С) и кристаллическая - пушистый слой кристаллов льда, образующийся на тех же поверхностях, но при температуре ниже -15 0 С. Изморозь образуется также путем сублимации, но только зимой.

4. Гололед – слой гладкого льда, образующийся на земной поверхности, стволах деревьев, проводах вследствие намерзания на них очень переохлажденных капель дождя или тумана (в атмосфере переохлажденные капли могут находится при температуре даже до –20 0 С, но при соприкосновении с холодной поверхностью они тут же намерзают на нее). Не путать с гололедицей!

7. Б. Продукты конденсации и сублимации водяного пара в свободной атмосфере

Туман – мельчайшие капли воды и кристаллики льда, взвешенные в атмосфере. Причина возникновения – конденсация или сублимация водяного пара в самом нижнем слое воздуха, в результате его охлаждения (капли тумана отличаются от росы малыми размерами).

Существует 3 основных вида туманов ; в зависимости от условий образования выделяют:

1. Радиационный туман (образуется в результате сильного выхолаживания земной поверхности в ясные тихие ночи)

2. Адвективный туман (возникает при движении теплого воздуха над охлажденной поверхностью).

3. Туман испарения (образуется вследствие испарения влаги с поверхности теплой воды. Попадая в холодный воздух, водяной пар конденсируется вновь. Наблюдается над теплыми морскими течениями; например: Гольфстрим в Атлантическом океане, и горячими источниками)

Горизонтальная видимость при тумане менее 1 км, если больше 1 км, но меньше 10км – это дымка.

Облака – продукты конденсации и сублимации водяного пара, взвешенные в свободной атмосфере, на расстоянии 0,5 км и более от земной поверхности.

По составу облака бывают

Водяные ЛедяныеСмешанные

(состоят из (из кристаллов (из переохлажденных

капель воды) льда) капель и снежных

кристаллов)

«Высоту, на которой водяной пар в поднимающемся воздухе становится насыщенным, называют уровень конденсации».

Верхняя граница облаков определяется уровнем конвекции – это высота, на которую может подняться объем воздуха в результате тепловой конвекции

2род. Перисто – кучевые - в виде очень мелких белых хлопьев или ряби.

3род. Перисто - слоистые - в виде тонкой, прозрачной белой пелены.

Б. Семейство облаков среднего яруса (высота нижнего основания от 2 до 6 км)

Более плотные облака, состоят из снежинок и переохлажденных капель воды, поэтому имеют светло- серый цвет. Сквозь них плохо просвечивают или совсем не просвечивают Солнце и Луна. Дают слабые тени. Обычно не дают осадков, и редко зимой.

4 род. Высоко – кучевые – имеют вид крупных хлопьев, округлых масс, расположенных часто рядами или группами

5 род. Высоко – слоистые – в виде однородной сероватой пелены.

В. Семейство облаков нижнего яруса (высота нижнего основания менее 2 км).

Это плотные, не просвечивающие облака, дающие хорошую тень. Состоят из капель воды и имеют темно- серый цвет. Обычно дают осадки.

6 род. Слоистые облака – имеют вид однородного серого покрова, расположенного очень низко. Дают моросящие осадки.

7 род. Слоисто – кучевые облака – представляют собой неоднородный серый слой, в котором четко выделяются отдельные глыбы, пластины облаков. Осадки из таких облаков не достигают земной поверхности.

8 род. Слоисто – дождевые – наиболее темные и низко расположенные облака в виде сплошной пелены. Дают обложные осадки.

Г. Семейство облаков вертикального развития (высота нижнего основания менее 2 км, а вершины достигать могут верхнего яруса). Образуются в результате тепловой конвекции, (то есть восходящих потоков воздуха).

9 род. Кучевые облака – отдельные, плотные, белые массы различных размеров. Никогда не дают осадков (в наших широтах)

10 род. Кучево-дождевые (грозовые) облака – образуются в результате дальнейшего развития кучевых облаков. Имеют вид больших башен, гор. В верхней части состоят из ледяных кристаллов, в средней – смешанные, в нижней – из капель воды. Поэтому основание свинцово-синего цвета, а вершины белые. Дают ливневые осадки, часто с градом и грозовыми ливнями.

В метеорологии степень покрытия неба облаками определяют визуально (на глаз) в баллах от 0 до 10.

10 баллов – покрыто все небо, облаков нет или покрыто менее 1/10 части неба, 1 балл-покрытие 1/10 неба.

Все, кто летал на самолете, привыкли к сообщению такого рода: «наш полет проходит на высоте 10 000 м, температура за бортом - 50 °С». Кажется, ничего особенного. Чем дальше от нагретой Солнцем поверхности Земли, тем холоднее. Многие думают, что понижение температуры с высотой идет непрерывно и постепенно температура падает, приближаясь к температуре космоса. Между прочем, так думали ученые вплоть до конца 19 века.

Разберемся подробнее с распределением температуры воздуха над Землей. Атмосферу подразделяют на несколько слоев, которые и отражают в первую очередь характер изменения температуры.

Нижний слой атмосферы называется тропосферой , что означает „сфера поворота". Все перемены погоды и климата являются результатом физических процессов, происходящих именно в этом слое. Верхняя граница этого слоя располагается там, где уменьшение температуры с высотой сменяется ее возрастанием,— примерно на высоте 15—16 км над экватором и 7—8 км над полюсами. Как и сама Земля, атмосфера под влиянием вращения нашей планеты тоже несколько сплющена над полюсами и разбухает над экватором. Однако этот эффект выражен в атмосфере значительно сильнее, чем в твердой оболочке Земли. В направлении от поверхности Земли к верхней границе тропосферы температура воздуха понижается. Над экватором минимальная температура воздуха составляет около —62°С, а над полюсами около —45°С. В умеренных широтах более 75% массы атмосферы находится в тропосфере. В тропиках же в пределах тропосферы находится около 90% массы атмосферы.

В 1899 г. в вертикальном профиле температуры на некоторой высоте был обнаружен ее минимум, а затем температура незначительно повышалась. Начало этого повышения означает переход к следующему слою атмосферы — к стратосфере , что означает „сфера слоя". Термин стратосфера означает и отражает прежнее представление о единственности слоя, лежащего выше тропосферы. Стратосфера простирается до высоты около 50 км над земной поверхностью. Особенностью ее является, в частности, резкое повышение температуры воздуха. Это повышение температуры объясняют реакцией образования озона — одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере.

Основная масса озона сосредоточена на высотах примерно 25 км, но в целом слой озона представляет собой сильно растянутую по высоте оболочку, охватывающую почти всю стратосферу. Взаимодействие кислорода с ультрафиолетовыми лучами — один из благоприятных процессов в земной атмосфере, способствующих поддержанию жизни на Земле. Поглощение озоном этой энергии препятствует излишнему поступлению ее на земную поверхность, где создается именно такой уровень энергии, который пригоден для существования земных форм жизни. Озоносфера поглощает часть лучистой энергии, проходщей через атмосферу. В результате этого в озоносфере устанавливается вертикальный градиент температуры воздуха примерно 0,62°С на 100 м, т. е, температура повышается с высотой вплоть до верхнего предела стратосферы — стратопаузы (50 км), достигая, по некоторым данным, 0 °С.

На высотах от 50 до 80 км располагается слой атмосферы, называемый мезосферой . Слово „мезосфера" означает „промежуточная сфера", здесь температура воздуха продолжает понижаться с высотой. Выше мезосферы, в слое, называемом термосферой , температура снова растет с высотой примерно до 1000°С, а затем очень быстро падает до —96°С. Однако падает не беспредельно, потом температура снова увеличивается.

Термосфера является первым слоем ионосферы . В отличие от упомянутых ранее слоев, ионосфера выделена не по температурному признаку. Ионосфера является областью, имеющей электрическую природу, благодаря которой становятся возможными многие виды радиосвязи. Ионосферу делят на несколько слоев, обозначая их буквами D, Е, F1 и F2 Эти слои имеют и особые названия. Разделение на слои вызвано несколькими причинами, среди которых самая важная—неодинаковое влияние слоев на прохождение радиоволн. Самый нижний слой, D, в основном поглощает радиоволны и тем самым препятствует дальнейшему их распространению. Лучше всего изученный слой Е расположен на высоте примерно 100 км над земной поверхностью. Его называют также слоем Кеннелли — Хевисайда по именам американского и английского ученых, которые одновременно и независимо друг от друга обнаружили его. Слой Е, подобно гигантскому зеркалу, отражает радиоволны. Благодаря этому слою длинные радиоволны проходят более далекие расстояния, чем следовало бы ожидать, если бы они распространялись только прямолинейно, не отражаясь от слоя Е. Аналогичные свойства имеет и слой F. Его называют также слоем Эпплтона. Вместе со слоем Кеннелли—Хевисайда он отражаем радиоволны к наземным радиостанциями Такое отражение может происходить под различными углами. Слой Эпплтона расположен на высоте около 240 км.

Самая внешняя область атмосферы, второй слой ионосферы, часто называется экзосферой . Этот термин указывает на существование окраины космоса вблизи Земли. Определить, где именно кончается атмосфера и начинается космос, трудно, поскольку с высотой плотность атмосферных газов уменьшается постепенно и сама атмосфера плавно превращается почти в вакуум, в котором встречаются лишь отдельные молекулы. Уже на высоте примерно 320 км плотность атмосферы настолько мала, что молекулы, не сталкиваясь друг с другом, могут проходить путь более 1 км. Самая внешняя часть атмосферы служит как бы ее верхней границей, которая располагается на высотах от 480 до 960 км.

Подробнее о процессах а атмосфере можно узнать на сайте «Земной климат»

Мы не можем жить без него. Он окружает нас, давая возможность дышать. Воздух... В благодатном кислороде содержится начало существования любой особи на планете. Сейчас мы попробуем детально разобраться в том, что такое воздух. Также из статьи узнаем, каков его газовый состав, что собой представляют его влажность и температура.

Жизнь

Жизнь на нашей планете существует уже несколько миллиардов лет. И учёных всегда интересовали основные факторы, которые повлияли на её зарождение. Принято считать, что одна из главных причин, - нахождение планеты в так называемой зоне обитаемости. Речь идёт об оптимальном её удалении от центральной звезды системы, периоде обращения вокруг оси, силе тяжести и, конечно же, газовом составе атмосферы. Или же, вообще, её наличии. Проще говоря, подразумевается вещество, которым мы дышим. Но что такое воздух? И какой бывает его влажность с температурой? Об этом и поговорим.

Определение

Воздухом называют естественную смесь газов. Они образуют атмосферу планеты. Если говорить о земной, то главным образом она состоит из кислорода и азота - 98-99% в сумме. На оставшуюся же часть приходится углекислый газ, неон, водород и аргон. Воздух - это то, что необходимо всем существам для нормального существования и жизни вообще. Без него никак не обойтись. Так что теперь мы знаем, что такое воздух. Но чем он так важен?

Всё дело в кислороде. В процессе дыхания он поступает через кровь в клетки живых организмов. Тут происходит процесс окисления, который необходим для получения жизненной энергии. Его состав может меняться в зависимости от высоты над уровнем моря или же особенностей местности. К примеру, в городах содержание углекислого газа всегда больше, чем в лесах. А в горах количество кислорода будет уменьшаться по мере увеличения высоты, потому что он гораздо тяжелее азота. Теперь нам известно, что такое воздух и от чего зависит его газовых состав. Нужен кислород также и для сжигания топлива в быту или же промышленности. А используя метод сжижения из него получают Итак, что такое воздух, теперь предельно ясно.

Что такое влажность воздуха?

Называют соотношение водяных паров в смеси атмосферных газов к давлению насыщенных паров при определённой температуре. В формулах этот показатель обозначается греческой буквой φ. Если рассматривать то это - количество влаги, которое содержится в одном кубическом метре воздуха. Но известно, что при некой атмосферной температуре он может вмещать лишь максимально определённое количество жидкости. То есть, по мере увеличения температуры — это значение растёт, а при уменьшении - падает. Поэтому учёные и ввели в обиход такое понятие, как Для определения показателей используют гигрометры и психрометры.

Что такое с точки зрения экологии? Это очень важный её элемент. Если его значение слишком низкое, то у людей наблюдается повышенная утомляемость, ухудшение мыслительного процесса, восприятия и памяти. Также это опасно и тем, что поверхность слизистых пересыхает, на ней образуются микротрещины, в которые попадают вирусы и бактерии. Для контроля над этим показателем часто используют специальные датчики и увлажнители воздуха. Но для некоторых излишне «мокрых» регионов изготавливаются кондиционеры. Они, наоборот, могут снижать влажность воздуха.

Что такое температура воздуха?

Температура воздуха - это одно из его свойств, которое выражается в количественном виде. Показатель постоянно меняется. В разных местах нашей планеты температура наблюдается тоже разная. Если рассматривать высоту, которая близка к земной поверхности, то она варьируется в очень широком диапазоне. К примеру, в Саудовской Аравии в 1922 году было зафиксировано +58 ºC. Одновременно на одной из антарктических станций в 2004 году градусник показывал рекордные -91 ºC. В зависимости от высоты меняется и температура воздуха. Причём часто это происходит случайным образом.

В большинстве стран мира температура в градусах. делается это при помощи шкалы Цельсия. Ноль означает температуру, при которой начинается таяние льда, а +100 и более - кипение воды. Но до сих пор остаются страны, которые используют шкалу, разработанную Фаренгейтом. К примеру, США. В ней интервал, нижнее значение которого обозначает таяние льда, а максимальное - кипение воды, разделен на 180 градусов. Итак, теперь мы знаем, чем важен воздух, что это такое, и почему низкая влажность опасна для здоровья.