§ 48. Атмосфера и человек

Комплекс государственных, международных, технических и природоохранных мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения воздушного бассейна Земли, сохранение естественного газового состава тропосферы и стратосферы и защиту климатического баланса планеты.

• 1. Планетарное значение атмосферы — воздушная оболочка составляет всего одну миллионную долю массы земного шара, но является незаменимым защитным щитом: предохраняет поверхность от бомбардировки метеоритами (сгорающими в плотных слоях), экранирует опасное ультрафиолетовое излучение Солнца, защищает от дневного перегрева и ночного выхолаживания в космос, а содержащийся в воздухе кислород обеспечивает дыхание всех аэробных живых организмов.
• 2. Источники антропогенного загрязнения — автомобильный, железнодорожный и авиационный транспорт, тепловые электростанции, металлургические комбинаты и химические заводы, выбрасывающие в атмосферу миллионы тонн отработанных газов, угарного газа, оксидов серы и азота, сажи и мелкодисперсной пыли.
• 3. Экологическое равновесие и роль России — благодаря фотосинтезу растительности на Земле поддерживается баланс кислорода (производится столько же, сколько расходуется); территория России занимает около 1/9 части всей мировой суши и обладает гигантскими массивами таёжных лесов, благодаря чему в нашей стране вырабатывается значительно больше чистого кислорода, чем сжигается отечественной промышленностью.
• 4. Основные природоохранные меры — разработка экологически чистых замкнутых производственных технологий, установка высокоэффективных промышленных газоочистных фильтров и циклонов, переход на двигатели с низким уровнем выбросов и электромобили, развитие рельсового электротранспорта, а также масштабное озеленение городов и высадка лесозащитных полос вдоль оживлённых автомагистралей.

Экстремальные, быстро развивающиеся метеорологические процессы и стихийные гидрометеорологические явления в атмосфере, которые по своей разрушительной мощи, интенсивности и масштабам наносят материальный ущерб хозяйству и создают прямую угрозу здоровью и жизни людей.

• 1. Грозы и молнии — мощные атмосферные электрические разряды между кучево-дождевыми облаками или между облаком и земной поверхностью, сопровождающиеся ослепительной вспышкой света и раскатами грома; прямые удары линейных молний вызывают пожары, разрушают инженерные сооружения и ежегодно уносят тысячи жизней на планете.
• 2. Смерчи (торнадо) — стремительно вращающиеся атмосферные вихри колоссальной разрушительной силы, возникающие в грозовом облаке и опускающиеся к земле в виде гигантского крутящегося рукава или воронки диаметром в десятки и сотни метров; скорость ветра внутри смерча превышает 100 м/с, что позволяет ему срывать крыши, вырывать вековые деревья, опрокидывать автомобили и поднимать в воздух людей и животных (время существования вихря составляет обычно от нескольких десятков минут до 1–2 часов).
• 3. Ураганы и тайфуны — гигантские тропические циклоны с чудовищной скоростью ветра (более 30–50 м/с, от слова индейцев Карибского моря huracan — ветер сокрушительной силы); вызывают катастрофические штормовые нагоны морской воды, затопление прибрежных низменностей, колоссальные разрушения зданий и обрывы линий электропередачи (исторический пример — ураган «Катрина» в октябре 2005 года).
• 4. Обильные осадки, паводки и наводнения — продолжительные ливни и интенсивное снеготаяние переполняют русла рек, вызывая внезапный подъём уровня воды на несколько метров (как на реке Амур, где паводковые подъёмы достигали от 5 до 12 метров) и смывая прибрежные постройки; для защиты населения метеорологи ведут непрерывный мониторинг, а в отдельных случаях применяют искусственное регулирование осадков распылением над тучами реагентов (йодистого серебра).
• 5. Густые туманы и экстремальные температуры — резкое падение видимости в приземном воздухе ниже 50–100 метров парализует работу аэропортов, морских портов и создаёт аварийные ситуации на автомагистралях, а аномальная жара или лютые морозы вызывают сбои в энергосетях и угрожают здоровью населения.

начение атмосферы для человека и всего органического мира Земли носит фундаментальный, незаменимый характер:

• Газовое дыхание и поддержание жизни: воздух содержит свободный кислород (около 21% объёма), необходимый для дыхания людей, животных и большинства микроорганизмов, а также углекислый газ, используемый зелёными растениями для фотосинтеза;
• Терморегулирующая роль (естественный парниковый экран): атмосфера удерживает солнечное тепло у земной поверхности подобно стеклянной крыше теплицы; без атмосферы средняя температура на Земле составляла бы около –23 °C, днём поверхность раскалялась бы выше +100 °C, а ночью остывала до –100 °C, делая жизнь невозможной;
• Защита от космических угроз и метеоритов: ежедневно в атмосферу Земли вторгаются миллионы космических микрочастиц и метеороидов, однако благодаря трению о плотные слои воздуха подавляющее большинство из них сгорает на высотах 80–100 км, не достигая поверхности;
• Радиационный фильтр: стратосферный озоновый слой поглощает губительные для белковых клеток коротковолновые ультрафиолетовые лучи Солнца;
• Среда формирования погоды и круговорота воды: в тропосфере образуются облака, рождаются ветры, выпадают осадки, обеспечивающие пресной водой реки, озёра, почву и сельскохозяйственные угодья планеты.

лияние погодных условий на человеческий организм формировалось на протяжении всей эволюции и имеет следующие медицинские и биофизические проявления:

• Комфортный температурный диапазон: наиболее благоприятной для нормальной жизнедеятельности и терморегуляции человека считается температура воздуха от +17 до +27 °C; резкие отклонения за пределы этого диапазона вызывают стресс организма, переохлаждение, простудные заболевания или тепловой удар;
• Метеотропные реакции и чувствительность к давлению: при резких скачках атмосферного давления и переменах погоды снижается работоспособность, повышается утомляемость, рассеивается внимание и обостряются хронические болезни;
• Сердечно-сосудистая система: люди с артериальной гипертонией особенно остро реагируют на колебания атмосферного давления и усиление ветра со скоростью свыше 4,5 м/с, что может вызывать спазм кровеносных сосудов и скачки кровяного давления;
• Психоэмоциональное состояние: затяжная сырая, мрачная, пасмурная или затяжная штормовая погода с дефицитом солнечного света нередко провоцирует угнетённое психоэмоциональное состояние и апатию;
• Группы риска: наибольшую зависимость здоровья от капризов погоды испытывают пожилые люди, а также люди, страдающие хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями дыхательных путей; знание прогноза погоды помогает заблаговременно принимать профилактические меры.

начение атмосферы для биосферы планеты Земля является всеобъемлющим и критически важным:

• Обеспечение биологического метаболизма: кислород воздуха обеспечивает клеточное дыхание подавляющего большинства живых организмов, а азот и углекислый газ служат строительным материалом для синтеза органических соединений растениями и азотфиксирующими бактериями;
• Сохранение жидкой гидросферы: атмосферное давление удерживает воду в жидком состоянии на поверхности океанов и материков; в безвоздушном пространстве вся вода Мирового океана мгновенно закипела бы и испарилась;
• Защитный бронежилет Земли: атмосфера служит надёжной защитой планеты от постоянной бомбардировки космическими телами (метеоритами), которые сгорают в мезосфере и верхних слоях тропосферы;
• Экранирование смертоносных излучений: озоновый экран на высоте 20–25 км задерживает жёсткое бактерицидное ультрафиолетовое излучение Солнца, спасая живые клетки от радиационного разрушения и генетических мутаций;
• Сглаживание температурных контрастов: циркуляция воздушных масс переносит избыточное тепло от экватора к полюсам, смягчая климат и предотвращая смертоносные суточные перепады температур между днём и ночью;
• Проводник звука и света: атмосфера рассеивает солнечный свет, создавая равномерную дневную освещённость, и передаёт акустические звуковые волны, делая возможным слуховое общение животных и человека.

епочка взаимозависимости «растения — атмосферный воздух — здоровье людей» отражает фундаментальный биосферный круговорот веществ:

• Звено «Растения ➔ Атмосферный воздух»:
• Выработка кислорода: зелёные растения суши (в первую очередь леса) и фитопланктон океана в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и под действием солнечной энергии выделяют в атмосферу чистый кислород;
• Природный биофильтр: кроны деревьев и кустарников осаждают на поверхности листьев до 70% взвешенной городской пыли, токсичных аэрозолей и копоти;
• Выделение фитонцидов: многие растения (особенно хвойные — сосна, можжевельник, пихта) насыщают воздух особыми летучими биологически активными веществами — фитонцидами, уничтожающими болезнетворные микробы и бактерии;
• Звено «Атмосферный воздух ➔ Здоровье людей»:
• Качество воздуха определяет газообмен: насыщенный кислородом чистый воздух обеспечивает полноценное питание клеток головного мозга, работу сердца и высокий уровень иммунитета;
• Профилактика заболеваний: вдыхание чистого воздуха снижает риск лёгочных патологий, аллергий, астмы и сердечно-сосудистых кризов;
• Общий экологический вывод:

Сохранение и приумножение растительного покрова (лесов, парков, скверов) является главным залогом чистоты атмосферного воздуха, от которого напрямую зависят физическое здоровье, продолжительность жизни и благополучие человечества.

еобходимость непрерывной охраны атмосферы обусловлена следующими критическими экологическими причинами:

• Колоссальный рост антропогенной нагрузки: современная цивилизация сжигает гигантские объёмы ископаемого топлива (нефти, угля, газа), выбрасывая в воздух миллиарды тонн углекислого газа, сажи, токсичных оксидов серы и азота;
• Угроза кислотным дождям и разрушению экосистем: химические выбросы металлургических производств и ТЭЦ растворяются в облачной влаге и выпадают в виде кислотных дождей, которые губят леса, отравляют озёра и разрушают почвенное плодородие;
• Разрушение озонового слоя: выбросы промышленных фреонов и хлорсодержащих веществ истончают защитный озоновый экран, увеличивая поток опасного ультрафиолета на поверхность Земли;
• Усиление парникового эффекта и климатический дисбаланс: избыточное накопление парниковых газов ведёт к глобальному потеплению, учащению катастрофических засух, ураганов, наводнений и таянию полярных ледников;
• Прямая угроза жизни человека: загрязнённый воздух густонаселённых городов (смог) вызывает хронические заболевания органов дыхания, онкологические патологии и снижает среднюю продолжительность жизни;
• Невосполнимость атмосферы: атмосфера едина и замкнута, её невозможно заменить или импортировать из космоса, поэтому защита воздушной оболочки — обязательное условие сохранения жизни на нашей планете.

огода оказывает многостороннее воздействие на организм человека через комплекс физических параметров атмосферы:

• Влияние перепадов температуры воздуха:
• Резкое похолодание вызывает переохлаждение, снижает сопротивляемость иммунной системы и провоцирует всплеск респираторных вирусных инфекций;
• Аномальная жара приводит к обезвоживанию, сгущению крови, резкому росту нагрузки на сердце и сосуды, грозит тепловым и солнечным ударами;
• Влияние скачков атмосферного давления:
• Резкие барические колебания (особенно при прохождении циклонов) нарушают давление газов и жидкостей в тканях организма;
• У гипертоников и гипотоников возникают головные боли, мигрени, головокружения, перепады артериального давления, одышка и боли в сердце;
• Влияние высокой скорости ветра:
• Сильный порывистый ветер со скоростью более 4,5 м/с раздражает нервные окончания кожи и дыхательных путей, способствуя спазму кровеносных сосудов и вызывая тревожность;
• Влияние влажности воздуха:
• Чрезмерно сухой воздух пересушивает слизистые оболочки носоглотки, снижая их защитные свойства против вирусов;
• Высокая влажность в сочетании с холодом усиливает теплоотдачу (сырой мороз пронизывает «до костей»), а в сочетании с жарой блокирует потоотделение и естественное охлаждение тела;
• Психологическое и эмоциональное воздействие:
• Недостаток солнечного ультрафиолета в пасмурные периоды снижает выработку витамина D и серотонина («гормона радости»), вызывая сезонную апатию, депрессивные состояния и сонливость.