Главным фактором, который отвечает за погоду на Земле, является Солнце. Его лучи прогревают атмосферу, однако делают это неравномерно. Происходит это, во-первых, потому, что Земля вращается, а во-вторых, потому что ось ее вращения наклонена к плоскости орбиты на 66° 33. Этим объясняется и наличие пяти климатических поясов, и смена сезонных температур, а также колебания ночных и дневных температур.
От того, насколько в том или ином районе нашей планеты прогреты поверхность земли и атмосферный воздух, зависят величина атмосферного давления, испарение воды, а значит, влажность воздуха, количество газов, а главное — количество атмосферного кислорода в приземном слое. Поскольку давление атмосферного воздуха в различных областях Земли никогда не бывает одинаковым, воздух находится в беспрерывном движении, перемещаясь из областей высокого давления в области низкого давления. В результате движения воздуха образуются ветер, циклоны, антициклоны, формируются облака, выпадают осадки, то есть создается погода.
Иногда в атмосфере наблюдаются огромные, до нескольких тысяч километров в диаметре, вихри, которые называются циклонами и антициклонами. Во время прохождения таких вихрей над определенной территорией устанавливается устойчивая погода, характерными признаками которой являются отклонения от среднестатистических сезонных показателей атмосферного давления, температуры, влажности и атмосферного кислорода.
Циклон приносит с собой резкое изменение погоды, усиление ветра, понижение атмосферного давления, температуры, повышение влажности. Наступают ненастье, похолодание, появляется облачность, в зависимости от сезона идет дождь или снег.
Антициклон, напротив, приводит к повышению атмосферного давления и понижению влажности воздуха. Устанавливается ясная, солнечная, без осадков погода, зимой — морозная, летом — жаркая, ветры дуют от центра к периферии.
В зависимости от влияния той или иной погоды на самочувствие человека выделяют 5 типов погодных условий.
Индифферентный тип — незначительные изменения в атмосфере, которые не сказываются на состоянии здоровья и самочувствии человека.
Тонизирующий тип — установление таких метеоусловий, которые благоприятно действуют на самочувствие человека. Особенно хорошо такая погода сказывается на самочувствии больных, страдающих хронической кислородной недостаточностью, гипертонией, ишемической болезнью сердца, хроническим бронхитом.
Спастический тип — резкое похолодание, сопровождающееся повышением атмосферного давления. Такая погода, как правило, приводит к повышению артериального давления, возникновению спазмов сосудов, головных и сердечных болей, приступов стенокардии.
Гипотензивный тип — понижение атмосферного давления, которое приводит к снижению тонуса сосудов, а следовательно, к понижению артериального давления. В такие дни у гипертоников отмечается улучшение самочувствия.
Гипоксический тип — повышение температуры и уменьшение количества атмосферного кислорода в приземном слое воздуха. Такая погода особенно неблагоприятна для больных с сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточностью.
Итак, говоря о влиянии погоды на самочувствие человека, необходимо учитывать множество факторов, которые включают в себя температуру, влажность и состав воздуха, давление, скорость ветра, потоки солнечной радиации, длинноволновую солнечную радиацию, тип и интенсивность осадков, атмосферное электричество, атмосферную радиоактивность, дозвуковой шум.
Атмосферное давление — это сила давления воздушного столба на единицу площади. По традиции его измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным считается давление в 1 атмосферу, способное уравновесить столб ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C на уровне моря и широте 45°.
В зависимости от географических условий, времени года, суток и различных метеорологических факторов величина атмосферного, или барометрического, давления меняется. Так, если не принимать во внимание природные катаклизмы, годовые колебания атмосферного давления на поверхности земли не превышают 30 мм, а суточные — 4–5 мм. На европейской территории России атмосферное давление чаще всего меняется в Прибалтике, в северных и северо-западных областях. Вот почему на этих территориях метеочувствительных больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями больше, чем в средней полосе или в южных регионах страны.
Участие атмосферного давления в формировании погоды очень велико. Оно отвечает за силу и направление ветра, частоту и количество атмосферных осадков и колебания температуры. Так, за понижением давления следует пасмурная, дождливая погода, за повышением — сухая, с сильным похолоданием зимой.
Резкое изменение атмосферного давления вызывает перепады артериального давления, колебания электрического сопротивления кожи, а также увеличение или уменьшение количества лейкоцитов в крови. Так, при пониженном атмосферном давлении электрическое сопротивление кожи значительно превышает норму, число лейкоцитов возрастает, увеличивается давление в желудке и кишечнике, что приводит к высокому стоянию диафрагмы. В результате нарушается деятельность желудочно-кишечного тракта, затрудняется работа сердца и легких.
Как правило, не выходящие за норму перепады атмосферного давления никак не сказываются на самочувствии здоровых людей. Иначе обстоит дело с больными или чрезмерно эмоциональными натурами. При понижении атмосферного давления, например, у людей, страдающих ревматизмом, обостряются боли в суставах, у гипертоников ухудшается самочувствие, врачи отмечают резкий скачок приступов стенокардии. Люди же с повышенной нервной возбудимостью при резких скачках атмосферного давления жалуются на чувство страха, бессонницу и ухудшение настроения.
Температура воздуха отвечает за теплообменные процессы, происходящие между человеческим организмом и окружающей средой. Температурное воздействие воспринимается человеком как ощущение тепла или холода. Причем с этой точки зрения оно связано не только с солнечной энергией и ее интенсивностью, но и со скоростью ветра и влажностью воздуха. Комфортные условия для здорового человека, то есть когда он не испытывает ни жары, ни холода, ни духоты, зависят от климатической зоны его проживания, времени года, социально-экономических условий и возраста и не могут быть определены однозначно.
Причем на самочувствие человека влияют не столько показатели температуры, сколько ее межсуточные колебания. Так, слабым изменением температуры является отклонение от среднесуточной нормы на 1–2 °C, умеренным — на 3–4° и резким — более чем на 4 °C. Принято считать, что оптимальными условиями для человека являются такие, при которых он ощущает температуру воздуха 16–18 °C при относительной влажности 50 %.
Наиболее опасны для людей резкие перепады температур, так как они, как правило, чреваты вспышками острых респираторных инфекционных заболеваний. Науке известен такой факт, когда при повышении температуры в течение одной ночи с -44 °C до +6 °C, которое произошло в Петербурге в январе 1780 года, в городе заболели 40 тысяч жителей.
Быстрее всех на колебания температуры воздуха реагируют сосуды человека, которые, сужаясь или расширяясь, осуществляют терморегуляцию и поддерживают постоянную температуру тела. При длительном воздействии низких температур нередко возникает излишний спазм сосудов, что, в свою очередь, у людей, страдающих гипертонией или гипотонией, а также ишемической болезнью сердца, может вызвать сильные головные боли, боли в области сердца, скачки артериального давления.
Высокая температура тоже негативным образом отражается на работе человеческого организма. Ее пагубное влияние проявляется в снижении артериального давления, обезвоживании организма, ухудшении кровоснабжения многих органов.
Одна и та же температура воздуха при различных показателях его влажности воспринимается человеком по-разному. Так, при повышенной влажности воздуха, которая препятствует испарению влаги с поверхности тела, тяжело переносится жара и усиливается действие холода. Кроме того, влажный воздух в несколько раз увеличивает опасность возникновения инфекций, передающихся воздушно-капельным путем.
Недостаточная влажность приводит к интенсивному потоотделению, в результате которого по допустимым нормам человек может потерять до 2–3 % своей массы. Вместе с потом из организма выводится большое количество минеральных солей. А потому их запас в жаркую и сухую погоду необходимо постоянно восполнять с помощью подсоленной газированной воды. Обильное потоотделение иссушает слизистые оболочки. В результате они покрываются мельчайшими трещинами, в которые проникают болезнетворные микроорганизмы.
На практике для определения влажности воздуха принято пользоваться термином «относительная влажность». Это отношение абсолютной влажности (количество водяных паров в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха) к максимальной влажности (количество водяных паров в граммах, необходимое для насыщения 1 м3 воздуха при той же температуре). Выражается относительная влажность в процентах и определяет степень насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.
Оптимальный показатель относительной влажности воздуха для здорового человека — 45–65 %.
Люди, страдающие гипертонической болезнью и атеросклерозом, особенно тяжело переносят дни, характеризующиеся высокой влажностью (80–95 %). В дождливую и ненастную погоду приближение приступа у таких больных можно определить по проступающей у них на лице бледности.
Повышенная влажность, которая предвещает приближение циклона, как правило, сопровождается резким снижением кислорода в воздухе. Недостаток кислорода ухудшает самочувствие больных с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также опорно-двигательного аппарата.
Здоровые люди, хотя и в меньшей степени, но тоже ощущают на себе кислородную недостаточность, которая может проявляться у них в виде повышенной утомляемости, сонливости, слабости и т. п.
Особенно опасна высокая влажность в сочетании с высокой температурой воздуха. Такая метеорологическая комбинация затрудняет теплоотдачу и может стать причиной теплового удара и других нарушений деятельности организма.
Ветер, или движение воздуха, наряду с температурой и влажностью оказывает влияние на теплообмен, происходящий между человеком и окружающей средой. В жаркую погоду ветер увеличивает отдачу тепла, благотворно действуя на самочувствие, а при низких температурах усиливает действие холода, приводя к охлаждению организма. Так, при увеличении скорости ветра на 1 м/с человек воспринимает температуру воздуха на 2 °C ниже.
Летом мы хорошо себя чувствуем при скорости ветра 1–4 м/с, но уже 6–7 м/с приводят нас в состояние легкой раздражительности и тревоги.
Однако не скорость ветра является решающим фактором при воздействии на человеческий организм. С этой точки зрения необходимо учитывать все резкие перепады, которые, как правило, сопровождают движение воздушных масс: давления, температуры, влажности, электрического потенциала. Вот почему наряду с классическими определениями температуры, влажности, атмосферного давления, силы и направления ветра современные метеорологи выдвинули еще одно понятие — «воздушная масса». Это определенный объем воздуха, обладающий одинаковыми физическими и химическими свойствами. Воздушная масса может распространяться на расстояние более сотен километров и иметь толщину более 1000 м. Она образуется на экваторе или полюсах, где в отличие от других широт атмосфера находится в относительно спокойном состоянии. Долгое время она остается неподвижной, приобретая особенности климата места своего зарождения. Затем воздушная масса начинает перемещаться, устанавливая погоду, которую она впитала в процессе формирования и которая коренным образом отличается от метеорологических условий территорий на пути ее следования.
Когда 2 воздушные массы сталкиваются, они не наслаиваются одна на другую, хотя более легкий теплый воздух и стремится кверху. Линия их раздела образует острый угол с почвой. В метеорологии эта линия называется фронтом, а вытеснение одной воздушной массы другой — прохождением фронта, которое и приносит перемену погоды.
Противостояние двух воздушных масс, предшествующее победе одной из них, продолжается около суток. Метеочувствительные люди способны улавливать самые первые признаки, указывающие на грядущее столкновение двух воздушных масс, что объясняет их способность предсказывать погоду.
Здоровые люди практически не ощущают прохождения воздушного фронта. Однако это не значит, что он не оказывает никакого влияния на биологические процессы, происходящие в их организме. Медиками установлено, что в это время, например, меняются свойства крови. Незадолго до столкновения двух воздушных масс увеличивается скорость свертываемости крови, а при прохождении холодного фронта быстрее рассасываются кровяные сгустки. Воздушная масса тропического происхождения оказывает влияние на количество выделяемой мочи, деятельность эндокринных желез, содержание в крови сахара, кальция, фосфатов, натрия и магния.
В ветреные дни обостряются хронические заболевания, особенно если они затрагивают сердечно-сосудистую и дыхательную системы. У людей, имеющих нервную или психическую патологию, такая погода может вызвать чувство беспокойства, беспричинной тоски и тревоги.
Установление тех или иных метеорологических условий оказывает влияние и на химический состав воздуха. Главным его компонентом, без которого невозможно большинство биологических процессов, является кислород. В атмосфере его содержание равно 21 %, хотя в зависимости от географических условий этот показатель может меняться. Так, в сельской местности содержание кислорода, как правило, превышает 21,6 %, в городе оно составляет примерно 20,5 %, а в крупных мегаполисах и того ниже — 17–18 %. Однако при неблагоприятных погодных условиях количество кислорода в воздухе может падать до отметки 12 %.
Здоровый человек практически не ощущает на себе снижение содержания кислорода в воздухе до 16–18 %. Признаки кислородной недостаточности (гипоксии) появляются в большинстве случаев при падении содержания кислорода до уровня 14 %, а цифра 9 % грозит серьезными нарушениями в работе жизненно важных органов.
Снижению количества атмосферного кислорода, а следовательно, его поступления в организм во многом способствует повышенная влажность воздуха, сопровождающаяся высокой температурой. Чтобы восполнить дефицит кислорода в таких условиях, человеку приходится дышать чаще.
Нехватка кислорода приводит к замедлению обменных процессов, даже практически здоровые люди жалуются на слабость, быструю утомляемость, рассеянное внимание, головную боль, депрессивное состояние.
Многим людям хорошо знакомо состояние подавленности, граничащее с депрессивным, которое они испытывают ненастной осенью или такой же ненастной зимой, когда солнце на несколько дней прячется за тучи. Причину такого настроения следует искать не в плохой погоде, а прежде всего в дефиците света.
Интересно, что обмануть организм с помощью искусственного освещения в такие дни невозможно. Даже если целый день находиться в комнате с большим количеством включенных светильников, организм все равно распознает подмену, поскольку спектральный состав солнечного света и искусственного освещения значительно различается.
Глаза человека — это часть его головного мозга, которому необходим поток световых импульсов, чтобы быстро и продуктивно работать. Рецепторы сетчатки глаза, реагируя на световой раздражитель, посылают сигналы в центральную нервную систему — к гипоталамусу. Он, в свою очередь, с помощью механизма гормональной и нервной регуляции осуществляет сезонную перестройку и адаптацию организма к изменяющимся метеорологическим условиям. Однако в этот переходный период организм больше всего уязвим и болезненно реагирует на любое «нештатное» действие различных факторов внешней среды.
Большая роль в синхронизации биологических ритмов в зависимости от освещенности отводится эпифизу — шишковидной железе, находящейся в головном мозге. С его помощью даже незрячие люди на уровне биоритмов способны чувствовать смену дня и ночи. Кроме того, в эпифизе вырабатывается множество биологически активных веществ, принимающих участие в регуляции иммунитета, полового созревания и угасания (климакса), менструальной функции, водно-солевого обмена, процессов пигментации, старения организма, а также в синхронизации циклов сна и бодрствования. Есть основание считать, что влиянием неблагоприятных метеорологических условий на эпифиз объясняются причины возникновения метеопатии и десинхроноза (нарушение физических и психических функций организма человека под влиянием изменения его суточных ритмов).
Магнитные бури — это сильные возмущения магнитного поля Земли под воздействием усиленных потоков солнечной плазмы. Происходят они достаточно часто, 2–4 раза в месяц, и продолжаются несколько суток.
Спокойная геомагнитная обстановка практически никак не влияет на самочувствие человека. Зато на магнитные бури реагируют от 50 до 75 % населения земного шара. Причем начало такой реакции зависит от каждого конкретного человека и от характера самой бури. Так, большинство людей начинают испытывать различного рода недомогания за 1–2 дня до магнитной бури, что соответствует моменту вспышек на Солнце, послуживших ее причиной.
Ученые установили еще один любопытный факт. Почти половина жителей нашей планеты способны адаптироваться к магнитным бурям, которые следуют одна за другой с промежутком в 6–7 дней, и практически перестают замечать их.
Электромагнитные колебания, возникающие в процессе изменения геомагнитного фона, в сочетании с низкочастотными звуковыми колебаниями, отмечающимися при прохождении циклонов, нарушают биоритмы. Причем больше всего это нарушение касается средне-частотных биоритмов, близких к ним по частоте. Данное явление называется принудительной синхронизацией, которая становится причиной ухудшения самочувствия человека.
Проявления принудительной синхронизации могут быть самыми разными: скачки артериального давления, сердечная аритмия, затруднение дыхания и т. д. Причем серьезные проблемы со здоровьем возникают у людей, страдающих хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Рецепторы, расположенные на стенках крупных кровеносных сосудов, улавливают электромагнитные колебания и вносят сбой в работу сосудистой системы. Развивается спазм кровеносных сосудов, движение крови в мелких сосудах замедляется, кровь густеет и возникает опасность образования тромбов, нарушается кровоснабжение жизненно важных органов, повышается количество гормонов стресса в крови. Этим объясняется тот факт, что в дни магнитных бурь резко возрастает число инфарктов и инсультов, внезапных смертей.
Не меньше, чем сосудистая система, в период геомагнитного возмущения страдает эпифиз, один из главных регуляторов и синхронизаторов биоритмов человека.
В последнее время в средствах массовой информации нередко публикуются долговременные прогнозы неблагоприятных дней на неделю, месяц и даже год. Это только дань моде, ничего общего не имеющая с наукой. По сведениям Центра прогнозов геомагнитной обстановки Института земного магнетизма и распространения радиоволн Российской академии наук, магнитную бурю на Земле спрогнозировать можно только за 2–3 суток, не раньше.