Адаптация человека в условиях морского климата

Характеристика особенностей морского климата в различных географических широтах Земного шара. Моря и океаны, занимая большую часть поверхности Земного шара, охватывают все географические зоны. Морской климат характерен для открытых океанических и морских пространств, а также для островов и прибрежных районов материков, на которые распространяются массы морского воздуха. В зависимости от географической широты местности, территории с морским климатом могут быть подразделены на морские холодные, умеренные и жаркие без четко очерченных границ. Наряду с географической широтой местности на характер морского климата оказывают влияние климатические особенности прилегающей суши в связи с тем, что массы воздуха перемещаются как с моря на сушу, так и с суши на море. В отдельных регионах на морской климат существенно влияют морские течения. Так, теплые морские течения, проникая в зону холодного климата, способствуют прогреванию воздуха, а в других – холодные течения в жаркой зоне понижают температуру воздуха.

Морской климат характеризуется сравнительно малой изменчивостью температуры воздуха в течение года и суток, определенным ветровым и влагообразующим режимом, а также влиянием химических свойств морской воды на воздушные массы. Морской воздух формируется над поверхностью морей различных широт и отличается исключительной чистотой, большим содержанием влаги, повышенным количеством озона и примесью химических веществ моря. Минеральный состав морей и океанов характеризуется наличием почти всех химических элементов, находящихся в сложных соединениях и образующих слабощелочной раствор (рН 7,6-8,4). Кроме того, морская вода отличается от почвы меньшей радиоактивностью, а от атмосферного воздуха – большим содержанием свободного кислорода и углекислого газа. Между гидросферой и атмосферой Земли постоянно происходит обмен химическими веществами. Так, под влиянием солнечной энергии огромные массы воды, испаряясь, поступают в атмосферу. В морской воде постоянно образуются пузырьки газа, которые после всплытия на поверхность лопаются, высвобождая газы и соли морской воды в атмосферу. При этом образуются аэрозоли и свободные заряды (аэроины). Так, в 1 см³ морского воздуха содержится более тысячи аэрозолей и сотни положительно и отрицательно заряженных аэроинов. Из гидросферы в атмосферу за год поступает около 10¹⁰ тонн морской соли. Наибольшее количество солей в атмосфере вблизи моря достигается при ветре в 6 баллов. Некоторое количество морской соли содержится в воздухе на десятки и сотни километров от моря и поднимается на высоту 100-200 метров (в небольшом количестве морская соль обнаруживается и на высоте до 1-2 км). Кроме того, в штормовую погоду с поверхности моря отрываются мельчайшие капельки воды, образующие гидрозоли, которые при пониженной влажности быстро испаряются, образуя кристаллы. При повышенной влажности эти кристаллы становятся ядрами конденсации. Морские аэрозоли постоянно образуются, осаждаются и окисляются. Наиболее велика концентрация аэрозолей над водой и вблизи береговой линии; количество их резко возрастает при волнении моря, при сильном ветре и морском прибое.

Морской воздух зимой теплее такового охлажденных поверхностей суши, а летом по причине более медленного прогревания водных пространств – холоднее воздуха суши. В прибрежной зоне летом ночной воздух моря теплее воздуха суши, а днем – прохладнее его и образует морской бриз. В северном полушарии самое теплое время года приходится на август, а холодное – на февраль; осень теплее весны. Климат прибрежных холодных зон Земли несколько мягче сурового климата континентов северных широт. Вместе с тем холодные сырые ветры, низкие температуры воды, нередкие штормовые погоды создают своеобразие этих мест. Более теплые массы Атлантического океана и его теплые течения, достигая полярного круга, оказывают влияние на климат северной Европы и отчасти западной Азии, а также северо-восточной Америки. В Южном полушарии воздушные массы Атлантического и Индийского океанов достигают южного полярного круга и оказывают определенное влияние на температуру воздушных масс.

Для прибрежных территорий жаркой зоны Земли характерен пассатный климат, который отличается сравнительно высокой температурой воздуха, устойчивым направлением и скоростью ветра, умеренной облачностью и малым количеством осадков. Восточные ветры тропических широт распространяются на большие пространства, в особенности над океаном, по направленным к экватору перифериям субтропических антициклонов.

Морской климат умеренных широт в значительной степени определяется влиянием Атлантического и Тихого океанов. Так, в зоне широт 40-60º в прибрежных зонах Атлантического и Тихого океанов средняя температура августа 22ºС (для широты 40º) и 8º (для широты 60º); в феврале в прибрежных областях Атлантического океана температура составляет 15-0ºС, а в Тихом океане -10÷+10ºС. В западной Европе и Северной Америке в зоне умеренных широт резко преобладает перенос на материк морских воздушных масс. В умеренной зоне Южного полушария (соответствующей 40-50º широты) штормы достигают большой силы, тогда как в умеренных широтах Южной Америки влияние тихоокеанского воздуха ослабляется вершинами Анд.

В ряде прибрежных областей выражен муссонный климат (от араб. маусим – время года), для которого характерен сезонный режим воздушных течений. Муссонная циркуляция воздуха связана с солнечно-тепловым режимом больших территорий морей и суши. При этом зимние муссоны чаще всего направлены с суши на океан (континентальный муссон), а летние – с океана на сушу (океанический муссон). При смене муссонов происходит смена сухой малооблачной погоды зимой на влажную дождливую летом. Муссонный тропический климат ярко выражен в бассейне Индийского океана: он охватывает районы центральной Африки, Аравийского полуострова, Индостана, Индокитая, юго-восточного Китая, островов Океании, севера Австралии, а также островов Зеленого Мыса (Африка) и Панамы. Внетропические муссоны характерны для северных районов Евразии, Северной и Южной Америки, Африки, восточной Австралии, Дальнего Востока, Приморского края, северо-восточного Китая, Японии, отчасти Камчатки. Разновидностью муссонного климата является средиземноморский климат, охватывающий Португалию, Испанию, юг Франции, Италию, Югославию, Грецию, Турцию, страны Ближнего Востока, прибрежные части Северной и Южной Африки, Южной Австралии, ряд районов западного побережья Северной и Южной Америки. Но при этом в отличие от типичного муссонного климата лето в этих местах жаркое и сухое, а зима дождливая и мягкая. Средиземноморский климат типичен также для южного берега Крыма, Черноморского побережья Кавказа, Болгарского и Турецкого побережий, отчасти Кавказского побережья Каспийского моря.

Особенности адаптации человека в зонах различных географических широт с морским климатом. Ведущими факторами, определяющими особенности биологической приспособленности растений, животных и человека к влиянию морского климата, являются физико-химические свойства морского воздуха и метеорологические условия различных географических зон. Несмотря на необходимость адаптации людей, прежде всего, к температурным условиям морских регионов, определенное влияние на этот процесс оказывает и химический состав воздуха. В частности, длительное пребывание людей вблизи моря, особенно при штормовой погоде, приводит к целому ряду биохимических и физиологических изменений, которые наиболее ярко выражены в первые дни и недели пребывания у моря и проявляются в усилении водного и солевого обмена, повышении в пределах физиологической регуляции диуреза и гидрофильности тканей, обогащении организма йодом и бромом, усилении фосфорно-кальциевого обмена и ферментативных процессов в костной ткани.

В условиях морского климата наряду с определенными перестройками в водно-солевом обмене, носящими сходный характер и не зависящими от температуры воздуха, адаптационные реакции первостепенной важности возникают в ответ на действие температурного фактора и характеризуются своими особенностями в зависимости от географической широты местности морского региона. Так, для холодных морей характерна низкая температура воздуха, суточные и сезонные особенности светового режима, ультрафиолетовая недостаточность зимой и повышенная космическая радиация. Определяющим фактором адаптации людей в таких условиях является холод, зачастую сочетающийся с высокой влажностью и сильными ветрами. В связи с этим характер развития срочных и долговременных адаптационных реакций во многом аналогичен таковому у приезжего населения Северных широт. В частности, имеет место повышение основного обмена, которое, с одной стороны, носит компенсаторный характер и направлено на усиление теплопродукции, а, с другой, – обуславливает развитие в периферических тканях некоторой гипоксии, требующей компенсаторной интенсификации деятельности сердца и аппарата внешнего дыхания и обуславливающей постепенное развитие морфологических перестроек в этих органах.

Реакции людей на действие климата тропических морей носят противоположный характер и проявляются в ослаблении обменных процессов (с целью понизить теплопродукцию) и симпато-адреналовой регуляции, развитии атонических (с целью минимизировать сократительный термогенез) и гипотензивных (по причине расширения сосудов кожи) состояний, усилении нагрузки на сердце (вследствие сгущения крови, а также компенсаторного усиления его деятельности на фоне пониженного артериального давления). Адаптация к жаркому морскому климату, наряду с реакциями организма на повышенную температуру, сопровождается и развитием приспособлений к повышенному фону ультрафиолетовой радиации при постоянном или длительном лете. При этом близость моря, морские холодные течения, морские ветры ослабляют, но не изменяют хода основных адаптационных реакций на действие жаркого климата.

Вместе с тем, плавание одних и тех же людей в морях различных географических широт стимулирует разнонаправленные адаптационные реакции, характер которых зависит в первую очередь от температурного фактора. Так, при плавании в тропических широтах основной обмен снижается, суммарный сосудистый тонус и артериальное давление также понижаются, тогда как перемещение в моря Северных широт обуславливает ускорение обменных процессов и повышение артериального давления. Постоянные колебания артериального давления в течение рейса создают условия отягощения сердечно-сосудистой системы. Значительное влияние на нервно-эндокринную и сердечно-сосудистую системы при плавании оказывают и стрессовые состояния, возникающие по причине действия сильных ветров, шторма и качки и сопровождающиеся развитием морской болезни, для которой характерно перевозбуждение вестибулярного аппарата и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и вызванные этим некоторые вегетативные сдвиги. При плавании людей со сменой географических широт со стороны крови наблюдается некоторый эритроцитоз, небольшой лейкоцитоз и лимфоцитоз, эозинофилия и умеренный нейтрофильный сдвиг. При этом учащаются простудные заболевания, а людей, работающих на открытой палубе, часто встречаются миозиты, невриты и радикулиты. Процесс акклиматизации к морям различных географических широт протекает длительно (для развития долговременной адаптации в холодных или тропических морских зонах требуется более года) и, как правило, не успевает завершиться при быстрой смене широт; реакклиматизация наступает в течение 3-4 месяцев.

По данным некоторых авторов, во время быстрой смены климатических условий с умеренных на тропические у моряков палубной команды нередко развивается некоторая функциональная недостаточность различных физиологических систем организма. В период смены климатических зон отмечается повышение напряжения сердечно-сосудистой и нервной систем, снижение иммунобиологической реактивности организма. Сравнительно быстрая смена климатических зон приводит к постоянному напряжению адаптационных реакций организма, в результате чего возникает необходимость обеспечения людей различными витаминами. Кроме того, в высоких широтах возрастает потребность в калорийности пищи, а в тропических – возникает необходимость в восполнении водно-солевого дефицита. Наряду с температурным фактором, при длительном плавании со сменой поясов большое значение в развитии адаптационных реакций людей имеют сезоны года и их перемена, смена поясного времени суток, а также специфические судовые условия работы людей.

Наряду с трудностями адаптации людей к морскому климату различных географических широт в случае плавания, значительную трудность представляет и адаптация людей, живущих на суше, к условиям муссонного климата. Так, тропический муссон, хоть и ослабляет действие высоких температур внешней среды, но период дождей приводит к значительному повышению влажности воздуха, что затрудняет теплоотдачу испарением. Как следствие, при жарких и влажных погодах муссонного климата возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую и другие регулирующие системы.

Внетропический муссон не сопровождается действием исключительно жарких погод, но значительная сезонная циркуляция воздушных масс в умеренных морских зонах приводит к установлению летом достаточно высоких, а зимой, напротив, очень низких температур воздуха, что требует развития сезонных адаптационных изменений. В результате жители Дальнего Востока и прилегающих к нему географических районов постоянно адаптируются и к морозам Восточной Сибири, и к погодам влажных субтропиков. Так, в зимний муссон наблюдается усиление обмена веществ, некоторое повышение температуры тела (следствие адаптации к холоду) и скорости потребления кислорода, повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и сосудистого тонуса, в связи с чем имеет место повышение и артериального давления, усиление кроветворения (в связи с чем в крови наблюдается эритроцитоз, лейкоцитоз, нейтрофилез, моноцитоз). В летний муссон, напротив, основной обмен, потребление кислорода, тонус сосудов и артериальное давление понижены, а тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы повышен, в крови развивается эритропения и появляются признаки лейкопении. Таким образом, двойная акклиматизация в условиях морского муссонного климата Восточной Азии умеренных широт обуславливает периодическое сезонное развитие в организме человека противоположно направленных адаптационных реакций и делает невозможной долгое поддержание развившихся адаптационных процессов на протяжении жизни человека, поскольку зимний холод сменяется сильной жарой летом.

Наряду с перестройками водно-солевого обмена и адаптационными реакциями в ответ на температурный фактор морских регионов, пребывание на суши вблизи моря сопровождается и определенными изменениями в общем психофизиологическом и соматическом статусе человека. В частности, в условиях теплого (комфортного или субкомфортного) морского климата умеренного пояса вид моря производит впечатляющее воздействие и вызывает положительные эмоции. Начальный период адаптации к морскому климату сопровождается некоторой расторможенностью, эйфорическим состоянием, сочетающимися с усилением функциональной активности вегетативной нервной системы, гипофизарно-адреналовой, кортикостероидной функции, а также активности щитовидной железы. Кроме того, под влиянием морского освежающего бриза и вдыхания минерализованного морского воздуха повышается тонус скелетной мускулатуры, увеличивается легочная проходимость и дыхательный объем легких, усиливается газообмен между альвеолярным воздухом и окружающей средой, а также альвеолярным воздухом и кровью, повышается основной обмен (на 10-20% относительно такового в условиях континентального климата), утилизация кислорода периферическими тканями, несколько усиливается функциональная активность сердечно-сосудистой системы (усиливается сократительная функция миокарда и улучшается коронарное кровообращение, повышаются ударный и минутный объемы сердца, увеличивается число функционирующих капилляров в коже). В связи с позитивным влиянием умеренного морского климата на ряд физиологических систем организма, в том числе сердечно-сосудистую и дыхательную, климат прохладных морей в летнее время и южных морей в зимнее используется как естественная ингаляция морского воздуха и средство закаливания организма. При этом наиболее оптимальными для жизни человека являются курорты Черного моря и других мест субтропической зоны, особенно с климатом средиземноморского типа, для которого характерна вечнозеленая растительность, частые солнечные погоды, исключительно чистый воздух, содержащий элементы морской воды, в том числе йод и бром.

Таким образом, адаптация человека к условиям морского климата по своему характеру не является однозначной и определяется разнообразием физических свойств климатообразующих факторов различных географических поясов Земного шара, а также химическими свойствами морского воздуха, зависящими от состава морской воды. При этом в случае адаптации человека к климату морей высоких широт ведущее значение приобретает низкая температура воздуха, сочетающаяся с длительным периодом светового и ультрафиолетового голодания. В морских регионах низких широт, напротив, определяющими особенности адаптации факторами являются высокая температура воздуха, сочетающаяся с высокой влажностью и избытком ультрафиолетовой радиации. В морской зоне умеренных широт и муссонного климата характер адаптивных реакций постоянно меняется соответственно сезонам года, в связи с чем развитие каких-то определенных постоянных адаптационных процессов оказывается невозможным. Еще более тяжелыми для организма человека являются резкие и быстрые перемены климатических условий при плавании людей в различных широтах, которые вызывают значительные напряжения регулирующих систем организма и требуют продолжительного периода акклиматизации. Климатические особенности различных географических зон оказывают влияние на течение некоторых заболеваний, усиливая или ослабляя реактивность организма. Приморские регионы с относительно благоприятными температурными условиями используются в лечебных и профилактических целях.

Дата добавления: 2015-07-14