синоптик II категорії відділу метпрогнозів Савченко А.


          1. Індекси ефективних температур
          1. Ефективна температура (ЕТ°).Однакове тепло відчуття можна відчувати при різноманітних сполученнях метеорологічних елементів. Експериментальним шляхом встановлений ряд сполучення температури і відносної вологості, при яких ефект тепловіддачі та тепловідчуття буде однаковим. їх прийнято виражати в градусах температури насиченого водяним паром нерухомого повітря- в градусах ефективної температури (ЕТ°). Так, нерухоме повітря з вологістю f=50% при температурі 20,7°С буде таким же чином впливати на тепловіддачу та тепло відчуття, як і насичене ( при f=100%) повітря з температурою 17,8°С.
          Ефект однакового тепло відчуття в нерухомому повітрі збережеться при поєднаннях Т і f:
 
          Ефективні температури отримали широке розповсюдження в практиці оцінок теплових навантажень, дискомфортності (комфортності) середовища і особливо при кліматолікуванні. В залежності від сезону року категорії теплових навантажень оцінюються по +, - ЕТ таким чином:
          а) для теплого сезону

          б) для холодного сезону
          По ефективним температурам оцінюються категорії небезпеки при тепловому синдромі.

          Таблиця 1.1 Категорії небезпеки при тепловому синдромі в залежності від ефективної температури(Теф)


          2. Еквівалентно-ефективна температура (ЕЕТ°).
          У рухомому повітрі (при V>0,2M/C) інтенсивність тепловіддачі посилюється, порядок рівня та структура тепловідчуття змінюється.Тут можливі різні поєднання T°C,V м/с, f % , при яких степінь тепловіддачі буде однаковим та відповідатиме тепловіддачам при повному насиченні вологою повітря (f=100%) при повній відсутності вітру (V=0). При таких поєднаннях (T,V,f) приведені нижче:



          В розглянутому нами випадку ЕЕТ тeмпература вказана для V=0M/C, f=l 00% та дорівнює 17,8°С.
          Аналітичні оцінки ЕТ, ЕЕТ для стану напівроздягненої (до пояса) людини виконуються по наближеним формулам А.Міссенарда:
          ЕТ=Т-0,4(Т-10)(1-f/100)                                                                                    (1)
          ЄТ=37°С - (37°С - Т)/ [0,68 - 0,0014f+ 1/1,76+1,4V0*75- 0,29Т (1 - f/100)]    (2)
          де відповідно T,V,f - температура, швидкість,відносна вологість повітря, константа 37°С -температура людського тіла.
          З формули (1) випливає, що при температурі повітря нижче 10°С сухе повітря здається теплішим ніж вологе, а при температурі вище 10°С, навпаки,- холоднішим. При розрахунку показника ЄТ швидкість вітру, виміряна на висоті 10м приводиться до рівня 1,5м над поверхнею землі. Цінність ЄТ, як біокліматичцого показника, є в тому, що його можна використовувати як для теплого, так і для холодного сезону року. Ефективна температура придатна для глобальної біокліматичної класифікації. В сучасній практиці розрахунків для сукупної оцінки впливу Т°, f та використовується так звана еквівалентно-ефективна температура (ЕЕТ), запропонована Б.А. Айзенштатом:

          EET=t[1-0,003(100-f)]-0,385v0,59[(36,6-T)+0,622(V-l)]+[(0,0015V+0,008)(36,6-T)-0,0167](100-f)

          В табл.1.2. наведені категорії тепловідчуття, комфортності, границі зон охолодження та перегріву еквівалентно-ефективної температури.
          Таблиця 1.2. Категорії тепловідчуття в градусах ЕЕТ в умовах помірних широт

          Найбільшу зацікавленість викликає зона комфорту, її можна визначати як сукупність метеорологічних умов, в яких людина отримує суб'єктивно гарне тепловідчуття. За повторюваністю оцінок ЕЕТ в межах 17-22°С визначають потенційні кліматолікувальні ресурси місцевості: менше 30%-мінімальні, 30-50%-задовільні, 50-70%-оптимальні, більше 70%-найбільш оптимальні. Чим більше умови середовища відрізняються від комфортних, тим більш обмежене коло пацієнтів, яким можна рекомендувати відпочинок та лікування в такому кліматі, призначати повітряні ванни та інші кліматопроцедури.
          На практиці оцінку ЕЕТ виконують по номограмі для роздягненої (рисі) та одягненої людини (рис.2). Оцінка ЕЕТ знаходиться в точці перетину прямої лінії, що сполучає покази сухого (t0C,cyx) та змоченого термометра (t°C,3M) з кривою лінією, що відповідає конкретному значенню швидкості вітру. Градуси ЕЕТ тут зображені короткими лініями, що перетинають лінії швидкості вітру. Наприклад, при tcyx =20°C, tзм= 18°C, v = 0,4м/с на номограмі ЕЕТ=16°С.
          Для аналітичної оцінки тепловідчуття одягненої людини І.В.Бутьєвою запропонована формула „нормально-ефективної температури" (НЕЕТ):
          НЕЕТ=0,8ЕЕТосн+7°С                                                                                           (4)
          Поправка до ЕЕТ в формулі дорівнює 7°С у зв'язку з тим, що при температурі повітря нижче +7°С будь-який вітер (навіть для одягненої людини) є охолоджуючим фактором. Деякі автори ототожнюють оцінки НЕЕТ з оцінками ЕЕТ за формулою А.Миссенарда (форм.2). Оцінка ЕЕТ за нею характеризує тепловідчуття людини у нерухомому стані.

          3.Радіаційно-ефективна температура.
          Відсутність індексів ЕТ,ЄТ,ЕЕТ та НЕЕТ полягає в недорахунку тепловідчуття від нагрівання сонячною радіацією. Цю відсутність можна подолати шляхом застосування радіаційно-еквівалентно-ефективної температури (РЕЕТ).
          Відповідно до Є.Г.Головіної та В.І.Русанову [1993] РЕЕТ може визначатися за емпіричною формулою:
          PEET=1251g[l+0,02T+0,001(T-8)(f-60)-0,04(33- T) +1,129β]
          де β=ε(1-λ)- поглинута поверхнею тіла сонячна радіація в кВт/м2; λ =0,28, λ =0,1г-альбедо пігментної та непігментної шкіри, є-інтенсивність сонячної радіації; для T,f,V-позначення ті ж, що і на початку.
          Приблизні оцінки РЕЕТ для тепловідчуття на сонці отримують по приблизним співвідношенням І.В.Бутьєвої:
          РЕЕТ~НЕЕТ+6,2°С
          або                                                                                                                           (6)
          РЕЕТ~0,83ЕЕТосн.+12,0°С
          Оцінка РЕЕТ характеризує кліматолікувальні ресурси місцевості по радіаційному режиму.
          РЕЕТ використовується в практиці геліотерапії, що оцінює її за номограмою Г.В.Шелейховського з урахуванням фактора пігментованої та непігментованої шкіри. Тут ця номограма не наводиться через її об'ємність та недостатню точність.
          Сукупність одночасної дії Т°С, f %, Vm/c та відбитої радіації Землі враховує так звана біологічно активна температура (БАТ):
          БАТ=0,8°НЕЕТ+9,0°                                                                                              (7)
          Межі різних індексів ефективних температур, що відповідають умовам комфорту тепловідчуття илюструються в таблиці 3.1.
          Тут відмітимо, що вказані межі комфортності в суттєвій мірі залежать від типу клімату, часу проживання в ньому людини, його віку, стану здоров'я та інших факторів.
          Таблиця 1.3. Межі градусів комфорту за ET, EET, РЕЕТ для роздягнутої та одягненої людини в умовах помірних широт


          4.Індекси, споріднені ЕТ. До індексів, спорідненних ЕТ, що використовуються для оцінки тепловідчуття, потрібно також віднести:
          -температурно-вологий індекс Тома (TBI), що використовується в СІНА:
          TBI (бали)=0,4(Тс.+Тсм.)+15                                                                             (8)
          -індекс ДУ, який використовується в Японії:
          ДУ (бали)=0,99Т+0,36Тd+41                                                                              (9)
          В формулах (7)-(9) символи Тс., Тсм> Тd -відповідно температура сухого, змоченого термометра та точки роси.
          Нормальні тепловідчуття припадають на оцінки індексів ТВ<70 та 60<ДУ<70.


          2. Індекси холодового стресу
          Якщо в ефективних температурах (формули (1)-(6)) оцінки теплового відчуття температури зовнішнього повітря об'єктивізується в основному за рахунок вологості, то в індексах холодового стресу ефект тепловідчуття та дискомфорту в основному уточнюється поправкою на швидкість вітру. Так, згідно І.А.Арнольді, кожний метр швидкості вітру прирівнюється до зниження температури на 2°С. З вітром пов'язані хуртовини, снігові заноси, погіршення видимості. Через можливість обмороження, скорочуються періоди роботи на відкритому повітрі. В цих умовах потрібен спеціальний одяг, ефективне опалення, спеціалізований режим праці та відпочинку. Опишемо найбільш вживані індекси холодового стресу.
          1. Вітряний індекс охолодження Сайпла-Пассела (Н, вт/м2);
          H*=(10,45+10V0.5-V)(33-Tн°)                                                                        (10)

          2. Індекс вітряного (сухого) охолодження Хілла (Нс вт/м2);
          Нс=(0,13+0,47V0.5)(36,6-Тн)                                                                         (11)
          де Тн- температура середовища, V-швидкість вітру.

          Індекси Н*, Нс характеризують тепловтрати одиничної відкритої ділянки шкіри при температурі шкіри ТК=33°С або температури тіла ТТ=36,6°С та пропорційні різниці між згадуваними Тк, Тт та температурою зовнішнього повітря (Т„).
          За індексом Н*, тепловідчуття оцінюється за наступними категоріями, вт/м за год: менше 0,7-прохолодно, 1,2-дуже холодно, більше 3,0-нестерпний холод. Тепловідчуття умов середовища за індексом Нс поділяють так: менше 0,35-спекотно, 0,6-0,9- комфортно, більше 1,7- холодно, більше 2,3 вт/м2- екстремально холодно. Випадки обмерзання відмічаються при Н*>1,6 вт/м , при Нс більше 0,7 вт/м .

          3. Індекс вітрового вологого охолодження Хілла (Нw враховує поправку до індекса Нс. за рахунок парціального тиску водяного пару (e):
          Hw= Hc+(0,085+0,102V0.3)(61,l- e)0.75 (І2)
          Індекс Hw характеризує інтенсивність втрати тепла у вологому рухомому потоці повітря. При від'ємних та досить високих додатніх температураї (більше 24°С) вітровий потік посилює стан дискомфорту. При Hw=4,5-5,5 вт/м с погодні умови зими вважаються дискомфортними, при Hw>8,0 вт/м с - абсолютно дискомфортними.

          4. Індекси жорсткості погоди за Бодманом (S, бали):
          S=(1-0,04T)(1+0,272V) (13)
          де Т - температура повітря, V - швидкість вітру за холодний період (сезон зими).
Як правило, індекс Бодмана використовується для оцінки суворості зими: S<1, зима не сувора, м'яка; S=l-2 -мало сувора; S=2-3 - помірно сувора; S=3-4 - сувора; S=4-5
- дуже сувора; S=5-6 - жорстко сувора; S>6 - надзвичайно сувора.

          5. Еквівалентно-штильова температура (ЕШТ,0С)
          ЕШТ= Tн-n∆t 14)
          де п- відношення теплопродукції у спокої до теплопродукції при виконанні роботи: п=1,2,3,6-відповідно у спокої, роботі - легкій, середньої тяжкості та тяжкій роботі; ∆t - від'ємна поправка на від'ємну температуру середовища Тн при різних швидкостях вітру в загальній тепловіддачі, що відповідає стану спокою (табл.2.1.)
          Таблиця 2.1. Від'ємні поправки (∆t,С) до від'ємної температури повітря (Тн) в залежності від швидкості вітру (V,M/C)


          Наприклад, однаковий ефект охолодження ЕШТ= -15,5°С буде мати місце при наступних поєднаннях від'ємних температур та швидкості вітру : Т=-10°С, V=l м/с та T=-15,5°C,V=0M/C.

          6.Індекс „приведеної температури" за Адаменко-Хайруліну (Тпр) [Адаменко, Хайрулін, 1969].


          
          Недолік вище згаданих індексів холодової дискомфортності в тому, що тіло людини при разрахунках та дослідах замінюється неживою людською моделлю, в якій ефект радіаційного нагрівання не враховується. З урахуванням цього недоліку автори визначали холодовий дискомфорт в зимових умовах Антарктиди, на півночі Росії, коли перебування людини на відкритому повітрі лімітується низькими від'ємними температурами.