Со стороны ветроэнергетики предъявляется целый ряд требований. Известно, что потенциальные климатические ветроэнергоресурсы пропорциональны плотности воздуха и кубу скорости ветра. Поэтому крайне важно выбрать место установки ветродвигателей. Кроме того, ни один ветродвигатель не в состоянии полностью использовать потенциальные ветроэнергоресурсы, так как он может работать между нижним пределом скорости ветра (скоростью пуска) и верхним пределом, т. е. скоростью ветра, при которой двигатель способен выйти из строя. Без знания климатического режима планирование ветроэнергетики и эксплуатация ветроэнергоустановок не могут быть эффективными.
Биоклиматология человекаЧеловек постоянно испытывает воздействие факторов окружающей среды. К ним относятся тепловые, шумовые, световые, радиационные, загрязнение окружающей среды, эмоциональные нагрузки, влияние различных физических полей и явлений и др.
Однако наиболее существенны факторы, определяющие тепловое состояние человека, в частности испарение, теплообмен и радиационные притоки, целиком зависящие от климатических условий. На основе учета этой зависимости возникло новое направление исследований, называемое биоклиматологией; последняя делится на общую и частную.
Общая биоклиматология занимается изучением влияния климата, погоды, гелиогеофизических, геомагнитных, атмосферно-электрических и других факторов на самочувствие и здоровье человека. Частная биоклиматология исследует влияние микроклимата различных природных и городских ландшафтов, а также помещений на самочувствие и условия проживания человека.
Анализ статистических данных и уравнения теплового баланса позволяет выделить климатические условия, оптимальные для проживания человека. Основной ограничивающий фактор — температура. Верхний предел возможных для проживания условий (Ťmax) составляет около 55° С, нижний (Ťmin) — порядка —60° С. Зоной климатического комфорта считается довольно узкий интервал температур порядка 20—25° С, который несколько различен в странах с разным влажностным и ветровым режимом. Проживание при температуре ниже и выше этих величин связано уже с определенными дополнительными условиями (утепление или охлаждение).
На рис. 17 приведен график, характеризующий распределение населения мира в диаграмме среднегодовых значений Ťmin и Ťmax. Заштрихованный район указывает диапазон температур, в которых проживает 60% населения. Он находится между Ťmax порядка от 30—35° до 35— 40° С и Ťmin от —10° до 15° С. В зоне, обозначенной горизонтальной штриховкой, проживает около 30% населения. Эта зона лежит в пределах Ťmax между 20—25° С и 45—50° С, а Ťmin между —50÷—55° С и 20—25° С.
Рис. 17. Распределение населения земного шара в зависимости от климатических условий
В экстремальных климатических условиях проживает всего около 10% населения. По данным Всемирной организации здравоохранения и Всемирной продовольственной организации наиболее благоприятный климатический эталон соответствует среднегодовой температуре воздуха 10° С. Уменьшение этой температуры требует увеличения калорийности пищи порядка 3% на каждые 10° С понижения температуры. При повышении среднегодовой температуры калорийность снизится на 5%. Проведенные специальные исследования показали, что в различных климатических условиях требуемая калорийность пищи может меняться в существенно больших пределах. Естественно, что на калорийность влияют и другие климатические факторы. Но эти вопросы еще достаточно не изучены. Тем не менее ясно, что изучение и районирование биотермических условий жизнедеятельности человека — весьма актуальная задача, особенно для стран с холодным или жарким климатом.
Воздействие климата на условия проживания человека и его самочувствие ярко проявляется в благоприятном влиянии факторов климатического лечения. В связи с этим курортология и климатотерапия стали одним из закономерных и эффективных арсеналов средств современной медицины в лечении заболеваний.
Однако это направление может успешно развиваться при условии научных обоснований влияния климата на здоровье человека. Влияние многих климатических факторов, таких, как явления, связанные с солнечной активностью, атмосферным электричеством, резкими изменениями погоды и др., до конца еще не выяснено. Исследования показали, что для здорового организма возможность приспосабливания (адаптации) к меняющимся климатическим условиям весьма высокая. В связи с этим зависимость здоровья практически здорового человека от климатических условий не так велика. Однако больные, люди пожилого возраста и дети чутко реагируют на перемены климата.
В ряде стран обнаружена четко выраженная сезонность в количестве смертей. Так, в США минимум смертности для Нью-Йорка, Лос-Анджелеса и Чикаго падает на летние месяцы, а максимум — на зимние. При этом амплитуда составляет порядка 15—25%. Однако в прошлом столетии картина была обратная. Пик смертности 1867—1880 гг. отмечался летом. По-видимому, следует различать смертность в зависимости от тех или иных заболеваний.
Так, минимум смертности от сосудисто-сердечных заболеваний в северном полушарии падает на летние месяцы. В южном полушарии в это время наблюдается максимум смертности. Специально проведенные исследования в США показали, однако, наличие определенной зависимости распределения смертности от климатических условий. Так, смертность ниже в районах США с диапазоном среднегодовых температур между 15,6 и 26,6° С. В более холодных и более жарких районах смертность повышалась. Заметное влияние на заболеваемость и смертность оказывают климатическая изменчивость и резкие колебания погоды.
В последние годы показано влияние сезонной изменчивости и различных климатических условий на возникновение и распространение самых разнообразных вирусных заболеваний. Целый ряд вирусов может развиваться и размножаться только при определенных климатических условиях.
Если в ряде стран (США, Япония) резко снижается смертность от инфекционных заболеваний, то в них же резко увеличивается смертность от респираторных заболеваний, связанных с качеством окружающей среды. В городе Нешвилл (США) было установлено, что при загрязнении атмосферного воздуха двуокисью серы до 0,149 мг/м3 процент обострения бронхиальной астмы среди взрослого населения составил 8,1%. При повышении концентрации в диапазоне 0,15—0,349 мг/м3 — 12%, а в районах с концентрацией выше 0,75 мг/м3 этот показатель возрос до 43,8%.
Здесь мы рассмотрели лишь в самых общих чертах возможное влияние климатических условий на здоровье и условия проживания человека. Проблема эта имеет глубокое социально-экономическое значение.
Антропогенное воздействие на климат
В предыдущей главе мы проанализировали зависимость самых различных сторон деятельности человека от климата. Вместе с тем дальнейшее развитие хозяйственной деятельности приводит ко все возрастающему влиянию человека на окружающую среду и климат. Другими словами, обретают силу антропогенные факторы. Следует, по-видимому, различать два типа воздействия на климат: непреднамеренное — в результате хозяйственной деятельности и намеренное — с целью изменения климата в нужном человеку направлении.
Непреднамеренное воздействие человеческой деятельности на климат началось уже давно. Осваивая новые территории, вырубая и выжигая леса, распахивая земли, засаживая территории различными видами растительности, человек неосознанно менял характер подстилающей поверхности, ее альбедо и тем самым способствовал изменению теплового баланса системы Земля—атмосфера.
В настоящее время создаются новые водохранилища и каналы, изменяются русла крупных рек, осушаются болота, продолжают вырубаться леса и др. На характере подстилающей поверхности сказывается эрозия почв. Все это влияет не только на альбедо, но и на газовый обмен с атмосферой, влаго- и теплообмен атмосферы и подстилающей поверхности.
Среди химических газов, меняющих газовый состав атмосферы, особая роль отводится CO2, который, поступая в атмосферу, создает тепличный эффект. При возрастающей скорости поступления газа в ближайшие 100 лет его воздействие на климат может стать ощутимым.
В атмосферу поступают и фотохимически активные малые примеси: фреоны, фтористые, бромистые и хлорные соединения, которые разрушают озонный слой и влияют на тепловой режим планеты. Целый ряд химически активных малых примесей, таких, как окислы азота, те же фреоны и др., обладает свойствами поглощать солнечную радиацию и тем самым воздействовать на тепловой режим атмосферы, либо уменьшая метеорологическую солнечную постоянную, либо увеличивая действие тепличного эффекта.
