ODABRANA POGLAVLJA IZ

KLIMATOLOGIJE

Utjecaj atmosfere na život i ljudske aktivnosti

Doc.dr.sc. S. Lozić

Odjel za geografiju

Sveučilište u Zadru

- atmosfera i čovjek - dva dinamička sustava - međusobno djelovanje

- 30-tih godina 20. st. započelo je sustavno znanstveno proučavanje

utjecaja vremena na život i zdravlje čovjeka → humana biometeorologija

- čovjek je prilagođen periodičnim atmosferskim promjenama - izmjena

dana i noći, godišnjih doba

- značaj kratkotrajnih neperiodičkih vremenskih promjena, nagla promjena

klime (putovanja, preseljenja) - djelovanje: patološko ili stimulativno

- zdrave osobe: brza prilagodba, bez značajnijih tegoba

- osobe narušenog zdravlja: teška prilagodba promijenjenim

atmosferskim prilikama → zdravstvene tegobe; ako postoje

preduvjeti: infarkt miokarda, moždani udar itd.

- ljudi koji su izrazito osjetljivi na promjene vremena - meteoropati

- glavni dijelovi ljudskog tijela koji registriraju meteorološke

podražaje: koža, dišni sustav, oči, živčani sustav

- meteoropatija = grupa simptoma i reakcija koje se manifestiraju kada dođe

do promjena jednog ili više meteoroloških elemenata.

- meteorološki elementi: temperatura, vlažnost zraka, vjetar, atmosferski

pritisak, oborine te efekt ionizacije.

- iako su među najugroženijima osobe srednjih godina, meteoropatija

pogađa sve dobne skupine, od male djece do starijih osoba

- obično 24 do 48 sati prije same promjene vremena (npr. prolazak fronte)

kod osjetljivih ljudi javljaju se simptomi meteoropatije

- simptomi: glavobolja, vrtoglavica, promjene raspoloženja, razdražljivost,

depresivno stanje, fizička slabost, pojačano udaranje srca, hipertenzija,

povećana osjetljivost na bol u zglobovima i mišićima te pogoršano stanje već

bolesnih organa.

- trajanje simptoma: dan ili dva.

- s poboljšanjem vremenskih prilika smanjuju se simptomi, no vraćaju se s

novom promjenom vremena. Uslijedi li brzo izmjenjivanje meteoroloških

prilika, intenzitet simptoma se smanjuje, kao svojevrsna adaptacija

organizma.

- bez obzira o kojem se godišnjem dobu radilo, je li riječ o toploj fronti u

zimsko vrijeme ili hladnoj usred ljeta, simptomi su isti.

- za čovjeka i njegovo zdravlje bitno

je kompleksno djelovanje

atmosfere a ne samo jedan

meteorološki element

- utjecaj meteoroloških elemenata je

različit; najvažnija je temperatura

BIOLOŠKO DJELOVANJE

SUNČEVOG ZRAČENJA

- ovisi o valnoj duljini (infracrveni,

vidljivi ili ultraljubičasti dio spektra)

- što su valne duljine kraće, zračenje

dublje prodire u kožu

Infracrveno zračenje: djeluje na ljudsku kožu i oči

- uzrokuje crvenilo kože koje nestaje nekoliko minuta nakon prestanka

izlaganja zračenju

- ljudsko oko upija većinu infracrvenog zračenja - može izazvati upale

rožnice; dugotrajno izlaganje: može se razviti očna mrena

- oštećenje rožnice - ako je IC zračenje valne duljine do 1 μm (npr.

gledanje pomrčine Sunca bez zaštitnih naočala)

Ultraljubičasto zračenje (UV):

- djeluje lokalno na ljudsku kožu, kosu i oči

- djeluje općenito na: probavni sustav, krvotok, opći metabolizam,

hipotalamus, žlijezde s unutrašnjim izlučivanjem (osobito hipofiza)

- UV zračenje uzrokuje fotoeritem (crvenilo kože) zbog pojačanog protoka

krvi; ne očituje se odmah nego sa zakašnjenjem

- UV zračenje na morskoj razini: fotoeritem se javlja nakon 4 - 7 sati

- kad crvenilo nestane, nastaje fotopigmentacija, može trajati mjesecima

- dugo izlaganje Suncu ili raspršenom Sunčevu zračenju (ili boravak u

planinama gdje je jače UV zračenje): opekline, jaka pigmentacija

- boravak u krajevima ili bavljenje zanimanjima u kojima su ljudi često i

dugo izloženi djelovanju UV zračenja - veća učestalost raka kože

- dublje djelovanje UV zračenja na kožu - stvaranje vitamina D (sprječava

rahitis)

- fotoosjetljivost = osjetljivost organizma na Sunčevo zračenje

- ne ovisi samo o valnoj duljini zračenja nego i o fiziološkom i

zdravstvenom stanju organizma

- fotoosjetljivost ovisi o starosti, spolu i godišnjem dobu

- UV indeks – za izračun UV indeksa koristi se eritemalni akcijski spektar,

koji opisuje reakcije kože na UV zračenje

- najčešće se izražava rasponom od 1 – 10 (iznimno i 11 +)

UV indeks – po satima u danu i po mjesecima u godini

UV indeks – prostorna raspodjela

Povezanost vremena i nekih bolesti:

- glavne bolesti za koje se nastoji utvrditi povezanost s vremenom:

alergije, astma i bronhitis, bolesti srca i krvnih žila, bolesti uzrokovane

velikom toplinom ili hladnoćom, kožne bolesti, duševni poremećaji, očne

bolesti, rak, reumatske bolesti, visinske bolesti, zarazne bolesti itd.

- zbog razlika u klimi, istraživanja treba provoditi u različitim krajevima

- cilj istraživanja: dobivanje podloge

za izradu biometeorološke

prognoze vremena (uz opis

sinoptičke situacije → stupanj

opasnosti za određene kategorije

bolesnika)

- biometeorološka prognoza -

liječnici joj prilagođuju terapiju

Primjer: Biometeorološka prognoza za 12. 3. 2013.

Približavanje nove ciklone uzrokovat će vrlo nepovoljne

biometeorološke prilike. Zbog toga se kod meteoropata

može očekivati glavobolja, nesanica i razdražljivost. Tegobe

kroničnih bolesnika će se pojačati, pa im se preporuča

izbjegavanje napora.

- istraživanja u Hrvatskoj: u određenim vremenskim okolnostima i u

našim klimatskim prilikama treba očekivati veću učestalost nekih bolesti i

nezgoda

- općenito, gotovo sve proučavane bolesti češće se pojavljuju u vremenskom

tipu vezanom uz područje niskog tlaka

- osobito su nepovoljni dani kada hladna fronta prelazi preko nekog područja

- poremećena stabilnost

prizemnog sloja zraka noću ili

danju → nepovoljan utjecaj na

zdravlje, osobito ako traje duže

- u danima oko prolaska fronte

povećava se i broj prometnih

nesreća (čak i ako nema

padalina)

- naglo zahladnjenje ili

zatopljenje: pogoršanje bolesti

srca i krvnih žila, napadi astme

- npr. srčani infarkt na području

Splita - puno češći uz jugo

nego uz buru

- prosječna gustoća te učestalost normalne gustoće kostiju veća je što je

količina primljene Sunčeve energije veća

Bioklima

= svi elementi klime koji su važni za život čovjeka

- u užem smislu: oni meteorološki elementi o kojima ovisi toplinski

osjet, tj. osjet ugode

- važnost: zdravlje, turizam (zdravstvena, rekreacijska i turistička

središta)

- bioklima povoljna za čovjeka: bez mnogo jakih i naglih vremenskih

promjena (uzrok: ciklone i atmosferske fronte); ne smije biti pretopla ni

prehladna

- ovisi o temperaturi zraka, vjetru, vlažnosti zraka i dr.; također i o

odjeći, čovjekovom zdravstvenom stanju, dobi, tjelesnoj aktivnosti

- različiti biometeorološki indeksi - većina njih uključuje temperaturu

zraka, brzinu vjetra, vlažnost zraka, tlak, latentnu toplinu isparavanja

- važni elementi bioklime: osjet topline ili stupanj toplinske ugode,

ekvivalentna temperatura

- ekvivalentna temperatura = ona koju bi zrak imao kada bi se sva

vodena para u njemu kondenzirala, a oslobođenom toplinom ugrijao

zrak (često služi za procjenu sparine)

Factors of Thermal Effects Complex

(Jendritzky et al. 1990.)

Izmjena energije:

- konvekcija (temperatura zraka,

vjetar)

- evaporacija (vlaga zraka, vjetar)

- radijacija (odnos između

kratkovalnog i dugovalnog zračenja

- disanje

- način odijevanja - važan faktor u

izmjeni energije → toplinska ravnoteža

između tijela i okoline

PET (Physiological Equivalent

Temperature) = fiziološki ekvivalentna

temperatura

- bioklimatski indeks

- dobiva se na temelju nekih klimatskih

elemenata: temp. zraka, brzina vjetra,

vlažnost zraka + bilanca topline u

ljudskom tijelu

- indikator utjecaja klimatskih

elemenata na osjet ugode

- oko 200C = temperatura pri kojoj

postoji optimalni osjet ugode

- bolesnici u tzv. poštednoj bioklimi ne moraju naprezati svoj poremećeni

kompenzacijski mehanizam (radi prilagodbe neprestanim promjenama)

- ponekad je korisna tzv. blago podražajna bioklima - potiče organizam na

bržu izmjenu tvari - korisno kod oporavaka

- prostorno-vremenske bioklimatske klasifikacije → cilj: odrediti koja su

mjesta najpovoljnija za boravak bolesnih osoba ili za turizam

Geographical distribution of PET for July Geographical distribution of PET for January

Summer map of physiologically equivalent

temperature (°C) for Evros, Greece (Matzarakis,

2007.)

PET - geografska distribucija u srpnju (Grčka)

- Njemačka, Austrija, Švicarska, Grčka - razvijeni zdravstveni turizam →

zakonska obveza izrade bioklimatskih prikaza iz kojih se vide sva bitna

obilježja klime, kao i osjet ugode tijekom godine

- postoje meteorološki kriteriji kojima klima određenog mjesta mora

udovoljavati da bi dobilo status lječilišta ili mjesta za odmor

- važnost prilagodbe načina gradnje, grijanja itd. klimi

CTIS for Alexandoupolis for the period: 1951-2001

(CTIS = climate tourism information scheme)

- u DHMZ-u su razrađeni biometeorološki indeksi za određivanje osjeta

ugode (na temelju temperature, vlažnosti i strujanja zraka)

- entalpija = ukupna toplina u zraku, manifestna i latentna

- omjer entalpije i indeksa ohlađivanja, indeks temperature, vjetra i vlažnosti

- ako se u formulu za pojedini indeks umjesto trenutnih uvrste srednje

vrijednosti meteoroloških elemenata iz dužeg razdoblja, dobiva se podloga

za klasifikaciju bioklime

Klima i bioklima MAKARSKA Climate and bioclimate

Državni hidrometeorološki zavod Republike Hrvatske

Meteorological and hydrological service of Croatia

Autor / Author: M.Sc. Ksenija Zaninović

iznimno hladno

vrlo hladno

hladno

svježe

ugodno

toplo

vruće

vrlo vruće

iznimno vruće

extremely cold

very cold

cold

cool

comfortable

warm

hot

very hot

extremely hot

Razdioba osjeta ugodnosti tijekom dana i godine

Distribution of thermal comfort during the day and year

Vjerojatnost pojavljivanja različitih osjeta ugodnosti

Probability of appearance of different thermal sensations

Godišnja ruža vjetra/Annual wind rose

Legenda / Legend

I

7

14

21

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

7 h

14 h

21 h

Vje

roja

tnost

/ P

robability (

%)

0

100

80

60

40

20

XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIII III

-5

0

5

10

15

20N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

5.3

0

2

4

6

8

10

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Bro

j da

na

/ N

umber

of

day

s

Vedri dani / Clear days

Oblačni dani / Cloudy days

I XIIXIXIXVIIVIVIVIIIII VIII

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Tem

pera

tura

/ T

emper

atu

re (

oC

)

30

50

70

90

Relativ

na v

lažno

st / R

ela

tive hu

mid

ity (%)

Relativna vlažnost / Relative humiditySrednja min. temp. / Mean minimum temp.Srednja temperatura / Mean temperatureSrednja maks. temp. / Mean maximum temp.Temperatura mora / Sea temperature

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Osu

nča

van

je (

sati)

/ I

nsol

atio

n (h

our

s)

0

2

4

6

8

10

Naobla

ka (d

esetin

e) / C

loudin

ess (ten

ths)

Osunčavanje / Insolation

Naoblaka / Coudiness

I XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIIIII

0

2

4

6

8

10

12

Bro

j da

na

/ N

umber

of

day

s

Topli dani / Summer days (tmaks>25oC)Vrući dani / Tropical days (tmaks>30oC)Tople noći / Warm nights (tmin>20oC)Hladni dani / Cold days (tmin<0oC)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

0

20

40

60

80

100

Količ

ina o

borine

/ P

recip

itat

ion

(mm

)

0

2

4

6

8

10

Bro

j dana / N

umber o

f day

s

Oborinski dani / Rainy days

Količina oborine / Precipitation

I II III IV V XIIXIXIXVIIIVIIVI

Aklimatizacija

= prilagodba novim klimatskim prilikama (npr. putovanja na većim

udaljenostima ili na veće visine)

- tri komponente aklimatizacije:

1. registriranje promjena u okolini kožom i živčanim sustavom

2. brza reakcija tijela preko krvnih žila, znojenje i drhtanje kao odgovor

živčanog sustava

3. sporije promjene - žlijezde s unutrašnjim izlučivanjem; mijenjanje staničnog

metabolizma i ponašanja

- prilagodba u vrućim

klimama: smanjenje toplinske

zaštite tijela, povećanje

potrošnje i izlučivanja vode i

soli

- prilagodba u hladnijim

područjima: povećana potreba

za energijom

- aklimatizacija na topliju ili

hladniju klimu uglavnom se

postiže za jedan tjedan

- aklimatizacija na klimu

velikih nadmorskih visina:

dugotrajna, često traje

godinama i duže

Utjecaj nadmorske visine na fiziološke promjene

Taj utjecaj može se podijeliti na nekoliko kategorija nadmorske visine:

- srednja nadmorska visina (1500-2500 m): zamjetne su fiziološke promjene.

Zasićenje arterijske krvi kisikom veće je od 90%. Visinska bolest je moguća,

ali rijetko.

- velika nadmorska visina (2500-3500 m): visinska bolest česta kod brzog

uspona.

- vrlo velika nadmorska visina (3500-5800 m): visinska bolest vrlo česta.

Zasićenje arterijske krvi kisikom je manje od 90%. Zamjetan manjak kisika u

krvi (hipoksemija) tijekom napora.

- ekstremna visina (iznad 5800 m): zamjetan manjak kisika u krvi tijekom

mirovanja. Pogoršavanje visinske bolesti usprkos aklimatizaciji. Duže

preživljavanje teško je moguće.

- visinska bolest - niz simptoma kojima je uzrok velika nadmorska visina

(smanjenje tlaka zraka → smanjenje količine kisika u jednakom volumenu

udahnutog zraka): glavobolja, gubitak apetita, mučnina ili povraćanje, slabost,

umor, vrtoglavica i problemi sa spavanjem

- simptomi se obično javljaju 6-12 sati nakon dolaska na novu nadmorsku

visinu a nestaju nakon 1- 3 dana ako nema daljnjeg penjanja. Rijetko se javlja

ispod 2500 m.

- rijetko napreduje u teži oblik

(moždani i plućni edem) koji

može biti smrtonosan

- najbolji način sprječavanja

visinske bolesti jest spor uspon

pri čemu se ostavlja dovoljno

vremena za aklimatizaciju.

- liječenje visinske bolesti

podrazumijeva prestanak daljnjeg

uspona te silazak, osobito ako

simptomi ne prolaze ili se

pogoršavaju

Bioklima zatvorenih prostora

- važnost mikroklimatskih prilika zatvorenih prostora - velik dio vremena

čovjek boravi u njima

- kakvoća bioklime zatvorenih prostora određuje se pomoću bioklimatskih

indeksa, na temelju podataka o temperaturi, relativnoj vlažnosti i strujanju

zraka

- bioklimatski indeksi omogućuju određivanje najpovoljnije kombinacije

temperature, vlažnosti i strujanja (ventilacije) za pretpostavljenu aktivnost u

nekom prostoru → važnost pri urbanističkom i arhitektonskom planiranju

- testiranje mikroklimatskih uvjeta u zatvorenim prostorima - očuvanje

zdravlja (različite industrijske grane, proizvodni procesi, operacijske

dvorane itd.)