Павел Астапенко - Вопросы о погоде

Это употребляемый в некоторых странах показатель эффективной температуры, характеризующий наличие или отсутствие условий комфорта. Он определяется по показаниям сухого и смоченного термометров. Считается, что в случае превышения ТВИ некоторого предельного значения наступает дискомфортность. Так, в США предельным значением ТВИ является 70 при вычислении его значения по формуле:

ТВИ = 0,4 ( T вл + T сух) + 15,

где T вл– температура влажного термометра в градусах Фаренгейта.

Это количество тепла, которое атмосфера способна принять от единицы площади поверхности. ВИО характеризует степень охлаждения поверхности человеческого тела под влиянием ветра и температуры воздуха без учета испарения. Охлаждение человеческого организма определяется исходя из средневзвешенной температуры кожи, равной 33°C. Для вычисления ВИО можно воспользоваться формулой, полученной экспериментальным путем:

ВИО = (100 υ + 10,45 – υ ) (33 – T в ),

где υ – скорость ветра (м/с), T в- температура воздуха (°C).

В Антарктиде, где экстремальные условия – обычное явление, значения ВИО велики. Так, при температуре -25°C и ветре 49 м/с, то есть при условиях, которые на Антарктическом континенте встречаются даже летом, ВИО на несколько порядков больше, чем зимой в умеренной зоне.

ВИО может иметь одни и те же значения при самых различных комбинациях скорости ветра и температуры воздуха. Например, при температуре -6,7°C и скорости ветра 22 м/с охлаждение будет таким же, как и при температуре -18,9°C и скорости ветра 4,6 м/с.

Это амплитуда колебаний крайних (наибольших и наименьших) значений температуры и влажности воздуха, наблюдающихся в данной местности в различные сезоны года, или, другими словами, – величина физиоклиматических экстремумов. В северном полушарии наибольшие климатические стрессы отмечаются в районе южной части Красного моря и во внутренних районах Южного Сомали, также значительны они в Судане, где очень жаркие и влажные условия погоды могут резко сменяться очень жаркими и сухими.

Зоной комфорта называют диапазон значений температуры и влажности воздуха, при которых человек в среднем чувствует себя хорошо. В нормально вентилируемом помещении зона комфорта сохраняется при таких соотношениях температуры и относительной влажности:

Температура, °C… 20-25-30-35

Относительная влажность. %… 85-60-44-33

Современные нормы жилищного строительства, учитывающие сохранение зоны комфорта, предусматривают не менее 10 – 12 м 3жилого помещения на человека и скорость вентиляции 250 л/мин, то есть обмен воздуха в течение часа. Такая интенсивность вентиляции необходима, чтобы предотвратить накопление углекислого газа, присутствие которого в помещении в значительном количестве может нарушить ощущение комфорта даже при оптимальном режиме температуры и влажности.

В плохо вентилируемых помещениях, и особенно в отапливаемых газом или другими видами топлива, в результате застаивания воздуха накапливаются угарный газ и так называемые аэрозольные тела, ядра конденсации и тяжелые ионы, вредные для здоровья человека. В кухнях и в помещениях, где курят, концентрация таких загрязнений в 10-20 раз больше, чем в наружном воздухе. В воздухе переполненных людьми помещений – школьных классов, служебных помещений, вагонов железной дороги, автобусов – в 5-10 раз больше болезнетворных бактерий, чем в наружном воздухе.

В течение очень короткого времени человек может находиться в сухом воздухе при очень высокой температуре. Предельная температура, какую может перенести человек, 160°C. Это было доказано английскими физиками Бланденом и Чентри путем автоэксперимента. В литературе сообщается и о более высоких предельных температурах (170°C, публикация 1828 г., и даже 180°C), но достоверность этих сведений сомнительна. Температуру 104°C человек может терпеть 26 мин, 93°C – 33 мин, 82°C – 49 мин, а 71°C – 1ч; установлено это в ходе экспериментов со здоровыми людьми – добровольцами.

Это зависит от состояния его здоровья и одежды, но главное – от скорости ветра. В Якутии зимой люди часами находятся на морозе, при температуре воздуха ниже -50°C, но они при этом соответствующим образом одеты, а в условиях центральной части зимнего сибирского антициклона обычно наблюдается безветрие. В Антарктиде зимовщикам континентальных станций также довольно длительное время приходится бывать вне помещений, но там сильные морозы нередко сопровождаются сильным ветром. Поэтому теплой ветронепроницаемой одежды там недостаточно, и люди вынуждены надевать маску или закрывать лицо капюшоном меховой куртки (парки). Открытые участки кожи, как установлено специальными экспериментами в Антарктике, начинают замерзать при ветровом индексе охлаждения, превышающем 1400. Персонал научных станций в Арктике и Антарктике, по роду своих занятий вынужденный систематически бывать на открытом воздухе, иногда пользуется электрообогреваемой одеждой, имеющей меньший вес, чем обычная теплая одежда, и менее громоздкой, менее стесняющей движения. Минимальная температура, при которой люди кратковременно бывали на воздухе, составляет -89°C.

Температура тела человека поддерживается на постоянном уровне путем регулирования теплоотдачи тела в зависимости от внешних условий и характера деятельности человека в данный момент.

При снижении температуры наружного воздуха и росте теплоотдачи поступившая в организм пища начинает интенсивно сгорать, что компенсирует теплопотери. Одновременно для уменьшения теплоотдачи сокращаются сосуды в кожном покрове, уменьшается частота дыхания и число ударов сердца в минуту, организм начинает экономнее расходовать энергию.

Повышение температуры наружного воздуха вызывает другие процессы: ускоряется пульс, усиливается поступление крови к кожному покрову, возрастает теплоотдача. Если этого недостаточно, начинается потовыделение, и избыток накопившегося в организме тепла удаляется с потом.

Следует иметь в виду, что теплоотдача организма зависит не только от температуры, но и от влажности наружного воздуха, ветра, радиационного режима, то есть от общей интенсивности процесса охлаждения, а также других факторов, действие которых изучено еще недостаточно (например, от психологического состояния человека, эмоциональных нагрузок и т. п.).