Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский государственный гидрометеорологический университет»
Метеорологический факультет
Кафедра метеорологии, климатологии и охраны атмосферы
Реферат
На тему: «Космическая погода и человек»
По дисциплине: «Метеорологические и гелиофизические аспекты в биометеорологии»
Выполнила:
Ковалева Е.Н.
Проверила:
Головина Е.Г.
Санкт-Петербург 2020
В современном обществе назрела необходимость разобраться в сложившейся ситуации, понять причину глобальных изменений в окружающей среде. Исследования космоса с помощью технических средств и космических аппаратов приносят массу новой статистической информации, а космогонические представления уже безнадёжно устарели. Факты есть, а объяснить их со старых позиций невозможно. Реальность влияния вспышечной активности Солнца и геомагнитных бурь непосредственно на земные явления станет понятной, если будет найден механизм передачи возбуждения ионосферы на Землю и изучена технология его творения, изучена роль невидимых глазом плазменных структур во внешней оболочке планеты - в атмосфере. солнечный биосфера биологический буря
За все годы развития науки о Земле накоплен огромный экспериментальный материал, анализ которого позволяет с большой достоверностью утверждать, что вся система нашей планеты является автоколебательной электромагнитной системой. Благодаря этому она способна самостоятельно поддерживать постоянными (в некотором диапазоне величин) параметры внутри планеты, в коре и над корой, в атмосфере: давление, температуру, химический состав, электрические и магнитные характеристики. Значит, и современное потепление устанавливается Землёй. Из этого положения и следует исходить при анализе воздействия космической погоды и прогнозировании, как климата, так и других параметров стихий, воздействующих на социальную жизнь людей.
"Космической погодой" или "погодой в космосе" называют совокупность явлений, происходящих в верхних слоях земной атмосферы, в ионосфере и околоземном космическом пространстве, а так же данные о состоянии Солнца и данные о потоках частиц, о межпланетном магнитном поле. Впервые понятие "погоды в космосе" ввёл замечательный советский учёный, геофизик, участник первой полярной экспедиции «Северный полюс - 1» во главе с И. Папаниным, Герой Советского Союза, академик Евгений Константинович Фёдоров (1910-1981). [8]
Термин «космическая погода» (Space Weather) получил широкое распространение ещё в 90-х гг. ХХ в. Он охватывает наиболее важные аспекты раздела научных знаний о солнечно-земных связях - совокупности взаимодействия гелио- и геофизических явлений. Эта наука занимается исследованиями влияния солнечной активности через межпланетную среду на Землю: её магнитосферу, ионосферу, атмосферу.
Строго говоря, к космической погоде относится динамическая (с характерными временами -- сутки и менее) часть солнечно-земных связей: вариации магнитосферы, ионосферы и атмосферы, индуцированные солнечной активностью. По аналогии с земными процессами более стационарная часть солнечно-земных связей называется космическим климатом.
В практическом применении к тематике космической погоды относят прогноз солнечной и геомагнитной активности, исследования воздействия солнечных факторов на технические системы и земную биосферу, включая человеческую популяцию.
Основоположником исследований влияния космической погоды на биологические объекты и человеческую популяцию гелиобиологии был наш соотечественник Александр Леонидович Чижевский (он впервые и ввёл термины «космическая погода» и «гелиобиология»). Благодаря А. Л. Чижевскому и появилась наука - гелиобиология. Она представляет собой «раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца на земные организмы».[3] Им был собран, обработан и интерпретирован богатейший экспериментальный материал, позволивший сделать вывод о существовании внешних факторов воздействия на Землю, связанных со свойствами околоземного пространства в целом и процессами на Солнце, вызывающими глобальные изменения в биосфере. Чижевским отмечалась, в том числе, выраженная цикличность различных погодных аномалий с периодами, близкими к 11- и 22-летним периодам солнечной активности. Эта цикличность отражалась и на объектах живой природы.
В сущности, реакция человеческого организма на возмущения в среде обитания представляет собой нарушения в механизмах регуляции внутренней структуры согласования ритмов всех уровней организма. Основной мишенью воздействия при этом оказываются сердце, сердечно-сосудистая и нервная системы, система крови: изменяется частота сердечных сокращений, возникают аритмии, происходят скачки артериального давления, увеличивается вязкость крови, агрегация эритроцитов, наблюдается замедление кровотока в капиллярах. Фактически наблюдаются реакция по типу адаптационного стресса и изменения сосудистого тонуса, по характеру сходные с реакцией на метеорологические изменения. Именно поэтому такие эффекты усиливаются в том случае, если они накладываются на изменения метеорологической обстановки. Геомагнитные бури, например, сказываются на выработке организмом гормона мелатонина -- регулятора суточных ритмов сна и бодрствования.
Мнение о зависимости самочувствия от геомагнитных бурь уже твёрдо устоялось в общественном сознании. Сегодня оно подтверждается и статистическими, и клиническими исследованиями. Установлено, что число обострений сердечно-сосудистых заболеваний возрастает после магнитной бури. В последние тридцать лет знание о влиянии космической погоды на состояние здоровья человека получило существенное развитие. Оно опиралось, в том числе на исследования, выполненные в космосе с помощью пилотируемых орбитальных станций и автоматических космических аппаратов, а также на наземные наблюдения и эксперименты, имитирующие многофакторные условия в космическом пространстве.[7]
А.Л. Чижевский и его последователи показали, что наиболее сильное влияние гелио-гео-физические факторы оказывают на больные и ослабленные организмы. Больной организм может рассматриваться как система, выведенная из состояния устойчивого равновесия. Для такой системы достаточно незначительного внешнего толчка, чтобы неустойчивость резко возросла, вплоть до гибели организма. В последние годы ученые предположили, что главной мишенью человеческого организма, на который воздействует гелио-геомагнитная активность, могут быть сердце и сердечно-сосудистая система в состоянии патологии. Однако физики встретили эту гипотезу с большим скептицизмом, поскольку первичный механизм влияния вариаций геомагнитного поля на биологические системы остается неясным. Для решения проблемы стало важным открытие в 1975 г. американским биологом Дж. Киршвингом и его коллегами биологического детектора магнитного поля - биогенного магнетита (биоминерализация железа в живых организмах) - у микроорганизмов и более сложных представителей животного мира, включая человека. У многих живых организмов была найдена своя "магнитная стрелка" в виде частиц магнетита, позволяющая им воспринимать внешнее магнитное поле и ориентироваться в нем. Так, птицы при дальних перелетах, голуби при возвращении к голубятне, пчелы во время "танца" - все они используют информацию о геомагнитном поле, полученную с помощью биогенного магнетита. У птиц его скопление расположено над клювом, у пчел - на брюшке, у человека - в области надпочечников.
Еще одно открытие следует считать важным для выяснения механизма влияния космической погоды на человека. В 1950-х гг. итальянский ученый Дж. Пиккарди опытным путем показал, что вариации солнечной активности могут оказывать существенное влияние на агрегатное состояние химических коллоидально-неустойчивых систем, а через них - на многие биологические процессы. [6]
На изменения космической погоды реагируют все подсистемы организма, одновременно обычно фиксируется реакция и на изменения обычной погоды.
Вот несколько таких примеров.
Существуют методы, позволяющие измерять активность биологических катализаторов - ферментов в белых кровяных тельцах (лейкоцитах) крови, взятой на медицинский лабораторный анализ. Результаты таких измерений позволили заключить, что активность ферментов определенно зависит как от индексов солнечной активности, так и от индексов магнитной активности.
Замечательным примером влияния вариаций магнитной активности на сердечно-сосудистую систему организма человека являются данные, касающиеся космонавтов. Это конечно «абсолютно здоровые» люди, но выполнение ими своих профессиональных обязанностей связано с непрерывным стрессом - эта работа сложна и опасна. Анализировали архивные данные телеметрических медицинских измерений на 32 - м витке транспортного корабля «Союз» во время спокойных и возмущенных условий. Оказалось, что у космонавтов, совершавших полет в дни геомагнитных возмущений, наблюдалась повышенная активность регуляторных систем с нарушением баланса управления. Частота сердечных сокращений снижалась на 30%! Если посадка на Землю совершалась в дни магнитных бурь, адаптация к земным условиям была заторможена по сравнению с ситуацией для геомагнитно-спокойных дней. [1]
Целый ряд нервных и патологических заболеваний тесно связаны с периодическими или непериодическими изменениями окружающего организм, электрического или магнитного поля, находящегося в зависимости от положения небесных светил. Известно, что положение солнца и фазы луны оказывают влияние на многие болезни. Так, например, припадки лунатизма или временное полу-каталепсическое состояние человеческого организма совпадают с новолунием. Острая болезнь головного мозга - эпилепсия также чаще всего проявляется при новолунии, что и дает повод говорить о влиянии на нее луны. В медицинской литературе имеются указания на вероятность влияния солнца и луны и на другие болезни и отравления организма. Аррениус показал, что различные изменения атмосферного электричества, связанные с положением луны, влияют на менструации, рождаемость, смертность, эпилепсию и другие заболевания. [4]
Также существуют данные, свидетельствующие о вмешательстве космофизических вариаций в самые сложные и интимные нейропсихологические процессы. Все, вероятно, слышали о странных и труднообъяснимых случаях так называемой «спонтанной телепатии». Это события, производящие, как правило, очень сильное впечатление, субъективно воспринимаются как появление уверенного ощущения, что с близким человеком, находящимся на некотором расстоянии, случилось что-то очень важное, иногда трагическое. Общеизвестен сон М.В. Ломоносова, в котором он образно переживал опасное происшествие, случившееся с его отцом - помором. Более или менее документированные описания подобных переживаний (или галлюцинаций?!) уже более столетия являются предметом изучения психологами и психиатрами. До сей поры, они представляются загадочными и непонятными. Известны каталоги, в которых приведены даты таких событий. Было выявлено, что случаи «спонтанной телепатии» фиксировались в те дни, в которые зарегистрирована очень низкая магнитная активность.
Еще один замечательный пример такого рода - явление так называемого «полтергейста». Когда в квартире, доме, комнате начинают пропадать вещи или перемещаться. М. Персинджер установил, что такие «игры» начинаются чаще всего во время магнитных бурь. Получается, что у определенных личностей пограничное психическое состояние переходит в аномальное поведение под влиянием электромагнитных возмущений? [1]
Известный итальянский ученый - психиатр и криминалист Ломброзо в своей книге собрал интересные даты о влиянии времени года, т.е. о влиянии большего или меньшего количества лучистой энергии солнца, на состояние психических способностей человека. Он установил совпадения развития умопомешательства с резким повышением температуры весной и летом. Максимум психических заболеваний, по Ломброзо, приходится на июль, минимум - на декабрь. Также он говорит и о гениальных умах, творческие силы которых достигают своего расцвета в мае и сентябре, минимум творческой деятельности приходится на зиму, когда эта деятельность вспыхивает лишь в теплые дни данного времени года. Следовательно, теплые и светлые месяцы и дни оказываются плодотворными для человеческого ума.
А ведь и в самом деле, если мы проследим условия возникновения и развития цивилизаций, то ясно увидим, что величайшие центры умственной жизни человечества первоначально локализуются в местах с оптимумом температуры. Это распространяется на китайскую, вавилонскую, египетскую, индийскую, античную и арабскую культуры. [4]
Вопрос о действии погоды на человека может быть рассмотрен с двух точек зрения: с одной стороны, можно предполагать, что «погода», т. е. совокупность всех метеорологических, геофизических и космических факторов, непосредственно или косвенно влияет на человека, вызывая заболевания; с другой -- можно думать, что погода располагает микроорганизмы к проявлению большей или меньшей жизнедеятельности. Как бы то ни было, колебания погоды по отношению к заболеванию следует признать как существенный вспомогательный момент. [3]
Слово «эпидемия» греческое. В буквальном переводе оно означает «среди людей». По существу же, эпидемией называется повальная болезнь, охватывающая большое количество людей. В случае пандемии болезнь распространяется на все районы земного шара. Такое всеобщее заболевание обычно уносит много человеческих жизней.
Причины возникновения эпидемий и пандемий разные.
В военные годы свирепствуют эпидемии тифов, дизентерии и других болезней и, конечно, не случайно -- массовые перемещения людей способствуют распространению заразы. Когда-то средневековые мусульманские паломники, странствуя с целью посетить «святые места», разносили холерные вибрионы почти по всему свету. Примерно таким же путем из Индии, где почти всегда были очаги чумы и оспы, эти страшные болезни проникали в Европу, вызывая почти повсеместный мор.