Эколого-климатические факторы безопасности населения на примере солнечной активности

Процессы в атмосфере являются источником биологически значимых электромагнитных полей крайне высоко частотного (КВЧ) диапазона, влияющего на организм человека. Особое значение придается конвективным процессам. Пакеты импульсов в атмосфере могут образовываться кучевыми облаками и достигать мощности 10–15 нТ. При болезненно повышенной чувствительности в области «шумановских резонансов» человек способен воспринимать импульсацию, источником которой являются конвективные процессы в атмосфере. Клинически это проявляется эффектами нервно–мышечного возбуждения, повреждения и разрушения различных тканей организма на генном и нуклеотидном уровнях. Неблагоприятное для организма человека воздействие инфразвука определяется влиянием его на механосенсорные системы. Считается, что одним из наиболее важных эколого-климатических факторов является солнечная радиация с длиной волны 0,2 –0,4 мкм. С этой целью создаются карты лучевых нагрузок на территории ряда государств, атласы географического распространения заболеваний, в которых учтены уровни солнечной радиаци, УФ излучения, гелиофизическое состояние, влажность воздуха, его скорость и др. параметры. Кроме того, солнечная активность (СА) является одним из наиболее важных механизмов синхронизации биологических процессов. Такие показатели СА, как число солнечных пятен, диапазон ультрафиолетового потока (УФ), влажность воздуха, освещенность, скорость ветра и др., синхронно связаны и синфазны ритмике многих физиологических функций организма. В моменты вспы шек на Солнце выделяется огромное количество энергии в видимой части спектра, в ультрафиолетовом диапазоне (УФ), рентгеновском и гамма диапазонах. Физиологические эффекты организма человека на СА следующие: снижается концентрация внимания, увеличивается время зрительной переработки информации. В периоды роста и спада СА отмечаются наиболее сильные магнитные бури. Геомагнитное поле Земли, возмущенное СА, действует на регуляторные системы организма на моллекулярном, клеточном, межклеточном, тканевом, системном и организменном уровнях. Особо чувствительной к электромагнитным излучениям Солнца является патологически измененная нервная ткань. Особая чувствительность обясняется, по-видимиму, снижением её адаптационных резервов по сравнению с морфологически и функционально неизмененной нервной тканью. Энергетические параметры солнечных вспышек меняются в зависимости от изменения фазы цикла, возрастая от минимума к максимуму цикла. Рентгеновский и УФ спектры расположены рядом. Космическое и УФ – излучение вызывают ионизацию, влекущую за собой изменение физико–химических процессов в организме. УФ радиация химически и биологически наиболее активна в диапазоне дины волн 280-340 нм. Участок УФ- диапазона, соседствующий с рентгеновским диапазоном излучения называется «жестким» ультрафиолетом. Жесткое УФ излучение гибельно для любой клетки. Земная атмосфера поглощает коротковолновую область спектра солнечного электромагнитного излучения, где расположены «жесткий дальний» УФ, рентгеновский и гамма диапазоны излучений. Диапазон «ближнего» УФ проходит сквозь атмосферу и достигает поверхности Земли, а значит, он доступен изучению на поверхности Земли. Поскольку рентгеновский и ультрафиолетовые спектры находятся рядом, то во время вспышек выделяется огромное количество энергии в видимой части спектра, ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучах. Наряду с различными видами электромагнитного излучения значительная доля энергии солнечных вспышек передается ускоренным частицам- солнечным космическим лучам.

Пятна на Солнце представляют собой огромные поля с более низкой температурой - интенсивностью излучения. Биологическими эффектами увеличение числа солнечных пятен является активизация многих физиологических и патофизизиологических процессов на уменьшение притока (обесточивание) солнечной энергии. Таким образом, солнечные пятна можно считать «обесточенными» территориями. Вспышки в хромосфере Солнца, возникающие как реакция на «обесточивание» огромных территорий и являются компенсаторными процессами в хромосфере Солнца. Их биологический эффект на Земле существенно отличается от клинического эффекта излучения «спокойного» Солнца. Изучение биологических эффектов наиболее опасных частот диапазона УФ волн, позволило установить предельно допустимые уровни УФ излучения. Установлены нормы нахождения человека на Солнце для каждой из «канцерогенных частот». Коротковолновое УФ-излучение Солнца поглощается в живых клетках белками и нуклеиновыми кислотами. Поглотив квант света, моллекула переходит в возбужденное состояние, в результате чего происходит запуск фотохимических реакций. Множеством исследований достоверно установлено, что корреляция характеристик энергетических спектров солнечных вспышек в области рентгеновского и ультрафиолетового спектров излучения с фазой 11-летнего цикла Солнца служит отправной фундаментальной зависимостью для выявления циклических изменений в биологических системах. Роль рентгеновского диапазона как нового информативного источника знаний о биофизике Солнца давно осознана биологами. Земная атмосфера поглощает коротковолновую область спектра солнечного электромагнитного излучения, где находятся ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма – лучи. Только диапазон ближнего ультрафиолета достигает поверхности Земли. Изучение механизмов влияния среды на функции человеческого организма сводится к изучение отдельных характеристик среды на конкретные биологические объекты. Изучение влияния их на нервно-психическую деятельность человека сводилось к следующим моментам. Частоты геомагнитных ритмов расположены в диапазоне 0,1–100 Hz. Диапазон альфа-ритма мозга человека расположен в пределах частот 8 –16 Hz. Эта частота соответствует наибольшей амплитуде низкачастотной пульсации магнитного поля Земли. Изучение биологических характеристик частот геомагнитных ритмов, расположеных в диапазоне 0,1–100 Hz подтверждает сходство частот электроэнцефалограммы (ЭЭГ) мозга человека c природным фоном излучения. Электромагнитная активность мозга человека не является явлением, независимым от внешней среды. Каких-либо частот на ЭЭГ, которых в космических излучениях не всчтречается, у человека на ЭЭГ не выявлено. ЭЭГ отражает лишь небольшой диапазон частот электромагнитных излучений (ЭМИ), идущих из космоса. При изменении в ту или иную сторону природной геомагнитной активности незамедлительно и синхронно происходят вторичные изменения количественных характеристик ЭЭГ: изменения альфа-ритма, изменение частотно-амплитудных характеристик, спектров плотности мощности и др. [186,157, 93].