Возможности мониторинга биометеорологического режима атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области
|
Введение 4
1. Особенности метеорологического режима атмосферы Санкт-
Петербурга и Ленинградской области 6
1.1. Климатические характеристики метеостанций Санкт-Петербурга и
Ленинградской области 6
1.2. Изменчивость атмосферного давления 24
1.3. Температурный режим атмосферы 26
1.4. Режим влажности воздуха 27
1.5. Т епловой баланс тела человека 28
1.6. Атмосферное электричество 29
2. Классификация погоды для медицинских целей 31
2.1. Методы классификации погоды для медицинских целей 31
2.1.1. Классификация по В. И. Русанову 31
2.1.2. Классификация по И.С. Кандрор и Г. И. Муравьевой 32
2.1.3. Классификация по Н. П. Поволоцкой 36
2.1.4. Классификация по В. Ф. Овчаровой 39
2.1.5. Классификация по Л. А. Чубукову - Е.Е.Федорову 42
2.1.6. Классификация по И. И. Григорьеву 45
2.2. Методы оценки биометеорологического режима атмосферы 47
3. Использование геоинформационных систем в биометеорологии 54
3.1. Численная модель прогноза погоды WRF 57
3.2. Использование геоинформационных систем для оценки биометео-
рологического режима атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области 61
4. Возможности мониторинга биометеорологического режима атмосферы
Санкт-Петербурга и Ленинградской области 63
4.1. Оценка пространственного распределения индекса патогенности для Санкт-Петербурга и Ленинградской области 66
4.2. Изменчивость биометеорологических параметров атмосферы в холодный период года 69
4.3. Изменчивость биометеорологических параметров в теплый период
года 75
Заключение 79
Список использованной литературы 81
Приложение 1
Приложение 2
1. Особенности метеорологического режима атмосферы Санкт-
Петербурга и Ленинградской области 6
1.1. Климатические характеристики метеостанций Санкт-Петербурга и
Ленинградской области 6
1.2. Изменчивость атмосферного давления 24
1.3. Температурный режим атмосферы 26
1.4. Режим влажности воздуха 27
1.5. Т епловой баланс тела человека 28
1.6. Атмосферное электричество 29
2. Классификация погоды для медицинских целей 31
2.1. Методы классификации погоды для медицинских целей 31
2.1.1. Классификация по В. И. Русанову 31
2.1.2. Классификация по И.С. Кандрор и Г. И. Муравьевой 32
2.1.3. Классификация по Н. П. Поволоцкой 36
2.1.4. Классификация по В. Ф. Овчаровой 39
2.1.5. Классификация по Л. А. Чубукову - Е.Е.Федорову 42
2.1.6. Классификация по И. И. Григорьеву 45
2.2. Методы оценки биометеорологического режима атмосферы 47
3. Использование геоинформационных систем в биометеорологии 54
3.1. Численная модель прогноза погоды WRF 57
3.2. Использование геоинформационных систем для оценки биометео-
рологического режима атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области 61
4. Возможности мониторинга биометеорологического режима атмосферы
Санкт-Петербурга и Ленинградской области 63
4.1. Оценка пространственного распределения индекса патогенности для Санкт-Петербурга и Ленинградской области 66
4.2. Изменчивость биометеорологических параметров атмосферы в холодный период года 69
4.3. Изменчивость биометеорологических параметров в теплый период
года 75
Заключение 79
Список использованной литературы 81
Приложение 1
Приложение 2
Исследование влияния состояния атмосферы на организм человека говорят о том, что метеорологическая и климатологическая информация должна не только широко использоваться в медицине, но и соответствовать требованиям, предъявляемым к ней при решении вопросов, связанных со здоровьем человека. Для подробной классификации атмосферных процессов для медицинских целей требуется обработка большей базы данных и привлечения к ней данных гелиогеофизической информации, которая может объяснить эффекты предчувствия жителями Санкт-Петербурга и Ленинградской области изменения атмосферных процессов и обострения заболеваний при отсутствии изменчивости метеорологических характеристик атмосферы.
Сложность оценки влияния каждого фактора внешней среды на организм человека требует создания банка данных состояния организма человека и одновременно зарегистрированных характеристиках окружающей человека среды.
Целью данного исследования является оценка биометеорологического режим атмосферы в Санкт-Петербурге и Ленинградской области за 10 лет (2008 - 2018 г.).
Для осуществления цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Статистическая обработка базы метеорологической информации.
2. Расчет биометеорологических параметров.
3. Оценка пространственного распределения индекса патогенности.
4. Исследование повторяемости биометеорологических параметров (эффективная температура, эффективная температура по Стидману, ветрохолодовый индекс, индекс патогенности, индекс суровости).
5. Сравнение повторяемости индекса патогенности для метеостанций Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
В работе будет рассматриваться классификация синоптических процессов по степени воздействия атмосферы на организм человека.
В первой главе рассматриваются климатические характеристики выбранных метеостанций и основные особенности метеорологического режима атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а именно режим циркуляции, влажности, изменчивость атмосферного давления, тепловой режим, тепловой баланс человека, влияние атмосферного электричества.
Вторая глава посвящена классификации погоды для медицинских целей. В ней приведены классификации по В. И. Русанову, И.С. Кандрору и Г. И. Муравьевой, Н. П. Поволоцкой, В. Ф. Овчаровой, Л. А. Чубукову, И. И. Григорьеву. Также в этой главе изучаются методы оценки биометеорологи- ческого режима с помощью некоторых параметров.
В третьей главе изучаются возможности использования геоинформаци- онных систем и численных моделей в биометеорологии.
Наконец, в последней главе оценивается пространственное распределение индекса патогенности для Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Кроме того, исследуется биометеорологический режим атмосферы Санкт- Петербурга и Ленинградской области в холодный и теплый периоды года на основе статистических данных за 10 лет. Было изучено влияние различных синоптических ситуаций на человеческий и их классификация для медицинских целей. За объект исследования выбраны наблюдавшиеся барические образования в теплый период за 10 лет. В качестве оценочных использовались следующие параметры: эффективная температура, радиационная эквивалентно-эффективная температура, ветро-холодовый индекс, индекс патогенности.
В заключении сформулированы основные выводы из проделанной работы.
1. Особенности метеорологического режима атмосферы Санкт- Петербурга и Ленинградской области
Атмосферное состояние, как известно, определяется совокупностью различных метеорологических параметров (величин) и атмосферных процессов (т.е. режимом циркуляции). В свою очередь, эти факторы атмосферы будут оказывать влияние на организм человека посредством периодической изменчивости метеорологических величин (т.е. суточные и сезонные колебания) и смены теплых и холодных воздушных масс. Для исследования влияния метеорологического режима атмосферы определенной территории на человека необходимо учитывать такие климатические характеристики, как температура воздуха, относительная влажность, атмосферное давление, скорость ветра, осадки, солнечная радиация, атмосферное электричество, облачность. Поэтому для наиболее достоверной оценки влияния погодных условий должен осуществляться комплексный подход.
Сложность оценки влияния каждого фактора внешней среды на организм человека требует создания банка данных состояния организма человека и одновременно зарегистрированных характеристиках окружающей человека среды.
Целью данного исследования является оценка биометеорологического режим атмосферы в Санкт-Петербурге и Ленинградской области за 10 лет (2008 - 2018 г.).
Для осуществления цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Статистическая обработка базы метеорологической информации.
2. Расчет биометеорологических параметров.
3. Оценка пространственного распределения индекса патогенности.
4. Исследование повторяемости биометеорологических параметров (эффективная температура, эффективная температура по Стидману, ветрохолодовый индекс, индекс патогенности, индекс суровости).
5. Сравнение повторяемости индекса патогенности для метеостанций Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
В работе будет рассматриваться классификация синоптических процессов по степени воздействия атмосферы на организм человека.
В первой главе рассматриваются климатические характеристики выбранных метеостанций и основные особенности метеорологического режима атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а именно режим циркуляции, влажности, изменчивость атмосферного давления, тепловой режим, тепловой баланс человека, влияние атмосферного электричества.
Вторая глава посвящена классификации погоды для медицинских целей. В ней приведены классификации по В. И. Русанову, И.С. Кандрору и Г. И. Муравьевой, Н. П. Поволоцкой, В. Ф. Овчаровой, Л. А. Чубукову, И. И. Григорьеву. Также в этой главе изучаются методы оценки биометеорологи- ческого режима с помощью некоторых параметров.
В третьей главе изучаются возможности использования геоинформаци- онных систем и численных моделей в биометеорологии.
Наконец, в последней главе оценивается пространственное распределение индекса патогенности для Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Кроме того, исследуется биометеорологический режим атмосферы Санкт- Петербурга и Ленинградской области в холодный и теплый периоды года на основе статистических данных за 10 лет. Было изучено влияние различных синоптических ситуаций на человеческий и их классификация для медицинских целей. За объект исследования выбраны наблюдавшиеся барические образования в теплый период за 10 лет. В качестве оценочных использовались следующие параметры: эффективная температура, радиационная эквивалентно-эффективная температура, ветро-холодовый индекс, индекс патогенности.
В заключении сформулированы основные выводы из проделанной работы.
1. Особенности метеорологического режима атмосферы Санкт- Петербурга и Ленинградской области
Атмосферное состояние, как известно, определяется совокупностью различных метеорологических параметров (величин) и атмосферных процессов (т.е. режимом циркуляции). В свою очередь, эти факторы атмосферы будут оказывать влияние на организм человека посредством периодической изменчивости метеорологических величин (т.е. суточные и сезонные колебания) и смены теплых и холодных воздушных масс. Для исследования влияния метеорологического режима атмосферы определенной территории на человека необходимо учитывать такие климатические характеристики, как температура воздуха, относительная влажность, атмосферное давление, скорость ветра, осадки, солнечная радиация, атмосферное электричество, облачность. Поэтому для наиболее достоверной оценки влияния погодных условий должен осуществляться комплексный подход.
В результате проделанной квалификационной магистерской исследовательской работы можно сделать следующие выводы:
1. Биометеорологические параметры атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области значительно различаются в зависимости от физикогеографических особенностей каждого района, изменяясь в одно и то же время несколько раз.
2. Эффективная температура, характеризующая теплоощущение человека, в летнее время достигает в районе города Луга (метеостанция Ретюнь) значений 10-15 градусов, т.е. наблюдались комфортные погодные условия, и минимальных значений в зимнее время, достигающих минус 15-10 градусов, что говорит о холодных условиях.
3. В зимнее время максимальная повторяемость неблагоприятной для организма человека погоды, оцениваемой индексом суровости, наблюдается в Белогорке, т.к. значения индекса составили 2-3, что характеризует зимний период как умеренно суровый.
4. Биометеорологический режим режим атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области, оцениваемый не только абсолютными значениями метеовеличин, но и их межсуточной изменчивостью, является наиболее неблагоприятным в районе метеостанции Винницы, т.е.индекс патогенности меняется от 20 до 40, что определяет сильно раздражающее и острое действие погодных условий на человека.
5. Наиболее неблагоприятная погода формируется при циклонической циркуляции, сопровождаемой теплым фронтом в зимнее время года, холодным фронтом и фронтом окклюзии в теплое время года.
6. Использование численной модели прогноза погоды WRF дает возможность получить информацию не только о состоянии атмосферы в разных точках района, но и представление о биометеорологическом режиме атмосферы в Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Результаты работы могут быть использованы для разработки прогнозов погоды для медицинских целей. Такие прогнозы атмосферных процессов позволят работникам здравоохранения составлять рекомендации различным медицинским учреждениям (курорты, лечебницы, службы здравоохранения) по устранению и профилактике метеопатических реакций людей, которые могут вызывать патологические реакции организма и обострение уже имеющихся сопутствующего заболевания.
1. Биометеорологические параметры атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области значительно различаются в зависимости от физикогеографических особенностей каждого района, изменяясь в одно и то же время несколько раз.
2. Эффективная температура, характеризующая теплоощущение человека, в летнее время достигает в районе города Луга (метеостанция Ретюнь) значений 10-15 градусов, т.е. наблюдались комфортные погодные условия, и минимальных значений в зимнее время, достигающих минус 15-10 градусов, что говорит о холодных условиях.
3. В зимнее время максимальная повторяемость неблагоприятной для организма человека погоды, оцениваемой индексом суровости, наблюдается в Белогорке, т.к. значения индекса составили 2-3, что характеризует зимний период как умеренно суровый.
4. Биометеорологический режим режим атмосферы Санкт-Петербурга и Ленинградской области, оцениваемый не только абсолютными значениями метеовеличин, но и их межсуточной изменчивостью, является наиболее неблагоприятным в районе метеостанции Винницы, т.е.индекс патогенности меняется от 20 до 40, что определяет сильно раздражающее и острое действие погодных условий на человека.
5. Наиболее неблагоприятная погода формируется при циклонической циркуляции, сопровождаемой теплым фронтом в зимнее время года, холодным фронтом и фронтом окклюзии в теплое время года.
6. Использование численной модели прогноза погоды WRF дает возможность получить информацию не только о состоянии атмосферы в разных точках района, но и представление о биометеорологическом режиме атмосферы в Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Результаты работы могут быть использованы для разработки прогнозов погоды для медицинских целей. Такие прогнозы атмосферных процессов позволят работникам здравоохранения составлять рекомендации различным медицинским учреждениям (курорты, лечебницы, службы здравоохранения) по устранению и профилактике метеопатических реакций людей, которые могут вызывать патологические реакции организма и обострение уже имеющихся сопутствующего заболевания.
