Экстремально низкие температуры воздуха. Человек в условиях сверхнизких температур

Экстремальные температуры воздуха устанавливаются при необычайно продолжительном сохранении ясной антициклонической погоды, а в поясе умеренного климата и в субтропиках - также при вторжении масс холодного воздуха из более высоких широт. Все эти события отражают те или иные отклонения и интенсивности атмосферной циркуляции от нормы. В многолетней их повторяемости проявляется 11-летняя и иная климатическая ритмичность. Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек на территориях протяженностью во многие сотни километров и на период от одной до многих недель.

Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклональной погоде, причем температура на возвышенных (теплее) и котловинных участках может различаться на 5-6° на западе Русской равнины, до 15-17° в горах Якутии. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже -30° увеличивается ломкость деталей машин). Экстремальные вторжения холодных масс, сопровождающиеся снегопадами, могут быть сравнительно кратковременны (немногие дни), но губительны для сельскохозяйственных культур в субтропическом поясе, а в весеннее время и в южной части умеренного пояса.

Явление понижения температуры воздуха ниже 0 °С вечером и ночью после дня с положительными температурами называется заморозками. В Европейской части России заморозки случаются весной или осенью, - тогда, когда вторгаются холодные воздушные массы или приходит антициклон, при котором интенсивное ночное тепловое излучение от земной поверхности охлаждает почву, растительный покров и воздух. Заморозки причиняют большой ущерб сельскому хозяйству, особенно в районах низин, где может застаиваться холодный воздух. Для борьбы с заморозками используют костры, образующие дым, который прикрывает земную поверхность и защищает её от охлаждения.

В мире среднегодовой ущерб морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.

Смертность пожилых и больных людей существенно возрастает как при морозах, так и при жаре, причем отклонение температуры от нормы более значимо, чем абсолютная ее величина. Имеет значение также скорость похолодания или потепления: при резких изменениях температуры число автокатастроф увеличивается на 25 % при холодных вторжениях, на 56 % при наступлении жаркой погоды.

Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой, в результате чего запасы влаги в почве сильно уменьшаются, растения плохо развиваются, а урожай может погибнуть полностью. Засуха - частое явление в тропических широтах, полупустынных и особенно степных зонах, где находится основная площадь пахотных земель, весной и летом вследствие длительного (до 2 месяцев) господства антициклонной погоды.

Засухи возникают тогда, когда в атмосфере долгое время сохраняется высокое давление воздуха, то есть стоит антициклон. Нисходящие потоки в атмосфере препятствуют возникновению дождей, а ясная погода приводит к нагреванию и иссушению воздуха и почв. Засухи - явление, существенное для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства и работы ГЭС. Они могут быть оценены различными геофизическими показателями - от дефицита осадков (по величине, продолжительности, распространению) до сложных коэффициентов, включающих величины отклонений от нормы температуры воздуха, осадков, влагозапасов в почве, а также экономическими показателями недобора урожая, потерь производства гидроэлектроэнергии и т.п. Засухи создаются отклонением интенсивности атмосферной циркуляции от нормы по причинам, кроящимся в колебаниях Солнечной активности и в автоколебаниях в системе «океан-атмосфера», особенно в энергоактивных зонах (Эль-Ниньо и других). Как правило, сильные засухи на одних территориях сопровождаются повышением осадков на других.

Суховей - жаркий или очень тёплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Он способствует порче урожая зерновых и плодовых культур. Они дуют в Северном Казахстане, степях России и Украины.

Засухи почти всегда сопровождаются как суховеями, так и пыльными бурями, которые усиливают испарение влаги с поверхности почв, поэтому борьба с засухами, суховеями и пыльными бурями заключается в накоплении влаги в различных почвах. С этой целью проводится снегозадержание, создание полезащитных лесных полос, прудов и водоёмов в оврагах и балках, боронование почвы и другие агромероприятия.

К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40-45 % площади континентов; здесь проживает более 1/3 населения планеты. На территориях, где засухи возможны хотя бы изредка, размещается 3/4 населения, в бывшем СССР под угрозой засух находилось 70 % площади пахотных земель. Для основных сельскохозяйственных районов России причиной засух служит аномальное развитие антициклонов арктического и субтропического происхождения, блокирующих обычные пути атлантических циклонов.

Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций, по наибольшему разовому количеству жертв и величине прямого экономического ущерба (десятки миллиардов долларов) они в числе крупнейших чрезвычайных ситуаций.

Большинство стихийных бедствий, к счастью, кратковременны. Землетрясение обычно длится не более минуты. Торнадо проносится над городом Среднего Запада за пять минут. Циклоны и ураганы бушуют над городами в течение часа. Даже длительность наводнений измеряется всего лишь несколькими днями. Но совсем по-другому обстоят дела с засухой и возникающим голодом вследствие неё. Эти стихийные бедствия могут длиться неделями, а их последствия накладывают отпечаток на поколения.

Причины засухи и голода, как правило, носят комплексный характер. Существуют четыре основных вида засухи:

постоянная засуха, характерная для пустынь - мест, с засушливым климатом, где растения не растут без ирригации;

сезонная засуха характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами;

непредсказуемая засуха, наступающая при неожиданном уменьшении осадков;

невидимая засуха, которая является пограничным состоянием, когда высокие температуры способствуют усиленному испарению, так что даже регулярные дожди не в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.

Сильная жара – характеризуется превышением среднеплюсовой температуры окружающего воздуха на 10 и более градусов в течение нескольких дней.
Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычайном по местоположению и продолжительности.
Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой. Засуха также называется суховеем. Суховей – жаркий или очень теплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Он способствует порче урожая зерновых и плодовых культур. Суховеи дуют в северном Казахстане, степях России и Украины.

Существует четыре основных вида засухи:
1.Постоянная засуха – характерна для пустынь.
2.Сезонная засуха – характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами.
3.Непредсказуемая засуха – наступающая при неожиданном уменьшении осадков.
4.Невидимая засуха – когда высокие температуры способствуют усиленному испарению и транспирации, так что даже регулярные дождине в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.

Опасные последствия сильной жары, засухи:
Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций; по наибольшему разовому количеству жертв (более 1 млн. в Индии в 1965-1967 гг.) и величине прямого экономического ущерба (десятки миллионов долларов) они в числе крупнейших чрезвычайных ситуаций.

жара ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек;
пересыхают реки, озера;
засухи сильно подталкивают процесс опустынивания – уменьшения продуктивности возделываемых земель и пастбищ (опустыниванию подвергается в среднем 5-7 млн. га земли в год);
гибнут люди, животные; возникают инфекционные болезни;
изменяется климат;
засухи на одних территориях, как правило, сопровождаются повышением осадков на других и т.д.

Сильный мороз – максимальная температура воздуха – 30 *С и ниже.

Экстремальные морозы в умеренном поясе устанавливаются при антициклональной погоде.

Явления понижения температуры воздуха ниже 0*С вечером или ночью после дня с положительной температурой называется заморозками.

Опасные последствия сильных морозов:
- парализуют жизнь городов;
- губительно воздействуют на посевы;
- увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже –30*С существенно увеличивается ломкость деталей машин);
- обморожение, гибель людей и животных
- затрудняют работу промышленных предприятий, различных коммуникаций.

Экстремальные температуры могут вызвать чрезвычайные ситуации. Так, например: В Индии в 1989 г и в Мексике в январе 1984 г более 200 человек погибли от холода при температуре воздуха около 0*С.

В январе 1984 г и в феврале 1989 г в США при морозах до –40*С погибло 230 человек, был нанесен огромный ущерб сельскому хозяйству.

- (от лат. extremus крайний, конечный), 1) условия, в которых один или несколько факторов имеют экстремальные, т. е. предельно возможные, но постоянные значения (например, в пещерах, теплых источниках); 2) условия, в которых один или несколько… … Экологический словарь

У этого термина существуют и другие значения, см. Погода (значения) … Википедия

Координаты: 55°50′00″ с. ш. 37°37′00″ в. д. / 55.833333° с. ш. 37.616667° в. д. … Википедия

- − районы земного шара с наиболее низкими зарегистрированными температурами на данном полушарии. Также понятие «Полюс холода» может быть использовано для названия региона с наиболее низкой температурой на всей планете. Содержание 1 Южный полюс… … Википедия

Кутаиси ქუთაისი Флаг Герб Инфо Площадь 70.0 км² Население 185,965 (2 … Википедия

Климат - (Climate) Основные типы климата, изменение климата, благоприятный климат, климат в странах мира Показатели климата, климат в Великобритании, климат в Италии, климат в Канаде, климат в Польше, климат в Украине Содержание Содержание Раздел 1.… … Энциклопедия инвестора

Статистический режим условий погоды, характерный для данного района за период в несколько десятилетий (обычно за 30 лет). Иначе говоря, понятие климата включает не только ср. значения метеорологических параметров за определённый промежуток… … Географическая энциклопедия

Многолетний режим погоды на данной территории. Погоду в любой момент времени характеризуют определенные комбинации температуры, влажности, направления и скорости ветра. В некоторых типах климата погода существенно меняется каждый день или по… … Энциклопедия Кольера

Состояние с аномально высокой концентрацией энергии, возникающее под воздействием высоких давлений и (или) температур. Физика Э. с. в. (физика высоких плотностей энергии) охватывает физику давлений высоких и физику плазмы, составляя важную часть… … Физическая энциклопедия

- (норма 1981 2010) Общая характеристика Тип климата Среднегодовая температура, °C Разность температур, °C умеренно континентальный +5,8 80,4 Температура Максимальная, °C Минимальная, °C +39,0 (2010) 42,2 (1940) Осадки Количество осадков, мм… … Википедия

К экстремальным температурам относят максимально высокие и низкие температуры, которые существенно влияют на организм человека.

Теплопотери

Излучение:

теплоотдача с электромагнитным излучением;
и 65 % случаев переохлаждение отмечается в условиях низкой температуры;
перегревание возникает главным образом у лиц, находящихся в условиях высокой температуры.

Испарение:

превращение жидкости в газ сопровождается поглощением большого количества тепла;
составляет 30 % случаев переохлаждения в покое;
наиболее часто встречается в сухом, холодном, ветреном климате;
при температуре окружающей среды более 35°С теплопотеря происходит только за счет испарения пота;
величина теплопотери при испарении ограничена влажностью воздуха. При влажности воздуха более 90 % жидкость не испаряется. Пот просто стекает по кожным покровам проводимость.

Проводимость:

теплоотдача от теплого к холодному объекту при прямом физическом контакте;
вода проводит тепло в 32 раза эффективнее, чем воздух;
погружение в холодную воду и влажная одежда увеличивают теплоотдачу.

К основным факторам, способствующим теплопотере, относят:

ожоги ;
прием алкоголя, который изменяет защитное поведение и нарушает терморегуляцию, как при высокой, так низкой температуре. Прием алкоголя ухудшает термогенез, вызывая при этом озноб.

Конвекция существенно меняется в зависимости от скорости ветра.

Перегревание

Если бы удалось выключить механизмы охлаждения, температура тела за счет физиологической теплопродукции увеличивалась бы со скоростью 1°С/ч.

Высокая влажность и высокая температура окружающей среды блокируют действие механизмов терморегуляции при перегревании и приводят к тяжелым тепловым поражениям. При напряженной физической работе теплопродукция возрастает в 12 раз. Вероятность тепловых ударов значительно возрастает при увеличении окружающей температуры выше ЗЗ°С.

Снежные и ледяные корки образуются при налипании снега и намерзании капель воды на различные поверхности. Налипание мокрого снега, опасное для линий связи и электропередачи, происходит при снегопадах и температуре воздуха +1…–3 °С и ветре 10…20 м/с. Диаметр отложений снега на проводах достигает 20 см, вес - 2…4 кг на 1 м. Провода рвутся не столько под тяжестью снега, сколько от ветровой нагрузки.

Во время метели (вьюги) происходит перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью ветра, а участки аккумуляции снега - его направлением. В процессе метельного переноса снег движется параллельно поверхности земли, при этом его основная масса переносится в слое высотой менее 1,5 м. Рыхлый снег поднимается и переносится ветром при скорости 3…5 м/с и более (на высоте 0,2 м). Различают низовые (при отсутствии снегопада), верховые (при ветре лишь в свободной атмосфере) и общие метели, а также метели насыщенные, т. е. переносящие предельно возможное при данной скорости ветра количество снега, и ненасыщенные. Последние наблюдаются при нехватке снега или при большой прочности снежного покрова. Твердый расход насыщенной низовой метели пропорционален третьей степени скорости ветра, а верховой метели - первой. При скорости ветра до 20 м/с метели относятся к слабым и обычным, при скорости 20…30 м/с - к сильным, при скорости более 30 м/с - к очень сильным и сверхсильным (фактически это уже штормы и ураганы). Слабые и обычные метели длятся до нескольких суток, более сильные - до нескольких часов.

3.3. ГРОЗЫ И ГРАДОБИТИЯ

Гроза - это атмосферное явление, при котором в мощных кучеводождевых облаках и между ними и землей возникают сильные электрические разряды - молнии, сопровождаемые громом. При грозе выпадают интенсивные ливневые осадки, приводящие к наводнениям, нередко град, наблюдается сильный ветер, часто шквалистый.

Внутримассовые грозы возникают при конвекции над сушей преимущественно в послеполуденные часы, а над морем - в ночные.

Фронтальные грозы наблюдаются на атмосферных фронтах, т. е. на границах между теплыми и холодными воздушными массами.

Грозы возникают в мощных кучевых облаках с вершинами на высотах 7…15 км, где наблюдаются температуры ниже –15…20 °C, и состоят из смеси переохлажденных капель и кристаллов. Потенциальная энергия грозового облака превышает 1013 …1014 Дж, т. е. равна энергии взрыва термоядерной мегатонной бомбы. Электрические заряды грозового облака падающей молнии составляют 10…100 Кл и разнесены на расстояния до 10 км, а электрические токи достигают до 100 А. Напряженность электрического поля внутри грозового облака равна (1…3)105 Вт, а эффективная электропроводность в 100 раз меньше, чем в окружающей атмосфере. Средняя продолжитель-

ность одного грозового цикла составляет 30 мин, но иногда перед холодным фронтом образуется целый ряд мощных гроз, длящихся часами и сопровождаемых смерчами и шквалами.

Последствия от удара молнии зависят от разряда между слоями атмосферы и землей. При этом может пострадать электротехническое оборудование. На равнинной местности грозовой процесс, как правило, включает образование молний, направленных от облака к земле. Предельное напряжение пробоя, вызывающее образование ионизированного канала, составляет около 3 · 106 В/м. Лавинный заряд - ступенчатый лидер - движется вниз ступеньками по 50…100 м, пока не достигает земли. Когда до земной поверхности остается примерно 100 м, молния «нацеливается» на какой-либо возвышающийся предмет. Разряды могут достигать 80 Кл и иметь силу тока от нескольких единиц до 200 кА. Обычно сила тока быстро нарастает за первые 10…20 мс, а в следующие 200…300 мс происходит ее снижение до 20 % от амплитудной величины. Ступенчатый лидер переносит вниз отрицательный заряд, однако иногда может переносить и положительный, при этом время нарастания, а затем уменьшения тока более продолжительно; максимальное значение заряда достигает 200 Кл, тока - 218 кА.

Вспышки невидимых и неслышимых молний при отдаленной грозе, освещающих изнутри облака, называются зарницами .

Особый вид молнии - шаровая. Шаровая молния - это своеобразное электрическое явление, природа которого еще не выявлена. Она имеет форму светящегося шара диаметром 20…30 см, двигается по неправильной траектории и обладает большой удельной энергией. Длительность ее существования - от нескольких секунд до минут, а ее исчезновение может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения и человеческие жертвы, или происходить беззвучно.

Удары молнии обладают термическими и электродинамическими воздействиями, поэтому приводят к опасным последствиям, связанным, прежде всего, с действием электромагнитного и светового излучения. Наибольшие разрушения вызывают удары молнии в наземные объекты при отсутствии токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которые устремляется ток молнии. Из-за очень высокой температуры часть материала интенсивно испаряется со взрывом. Это приводит к разрыву или расщеплению объекта, пораженного молнией, и воспламенению горючих элементов.

При грозах серьезный ущерб могут нанести интенсивные градобития. Град - это атмосферные осадки в виде шариков льда и смеси льда и снега, выпадающие во время прохождения холодного фронта или во время грозы. Небольшие градины представляют собой простые структуры, образующиеся, когда поверхность снежных комочков тает и основа замерзает или же покрывается водяными капельками, которые затем замерзают. Таким образом, у градин твердое внешнее покрытие и мягкая сердцевина. Крупные градины диаметром 1,2…12,5 см представляют собой более сложные структуры. Обычно они со-

стоят из чередующихся слоев твердого и мягкого льда.

Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при грозе и ливне. Частота выпадения града различна: в умеренных широтах он случается 10…15 раз в год, у экватора на суше, где более мощные восходящие потоки, - 80…160 раз в год.

Выпадение града приводит к серьезным разрушениям, а в некоторых случаях - к человеческим жертвам. Опасность интенсивных градобитий определяется диаметром (массой) градин и размерами поражаемой площади - так называемых градовых дорожек . Диаметр градин увеличивается вместе со скоростью и высотой поднятия грозовых облаков.

3.4. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек на территориях протяженностью более сотни километров и на период от одной до нескольких недель.

Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклонической погоде, причем температура на возвышенных и котловинных участках может различаться. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже –30 °С увеличивается ломкость деталей машин). В мире среднегодовой ущерб морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.