Известно, что характер и изменения свойств окружающей среды представляют собой многофакторную систему, в которой физические процессы, протекающие в атмосфере, являются определяющими. Поэтому всесторонний учет влияния климата и погоды на человека будет способствовать сохранению его здоровья и улучшению условий жизнедеятельности. C точки зрения экологии, окружающая среда и тело человека – открытые термодинамические системы, действующие в направлении сохранения равновесия между их теплосодержанием. Термодинамическое состояние человека регулируется в результате его реакции на окружающую среду, которая оказывает прямое или косвенное влияние на жизнедеятельность человека. Свойства живых организмов, в том числе и организма человека, реагировать на воздействие погодно-климатических условий, получило название метеотропности. Выделяют [1, 2, 3, 6] различные уровни метеотропных реакций. Для здорового человека они не выражены и реакции организма на изменение погодного режима отсутствуют. Однако, наиболее сильные метеотропные реакции наблюдаются у метеолабильных больных с хроническими заболеваниями органов кровообращения, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта. У таких людей резервные возможности организма значительно снижены, поэтому их организм не способен оптимально перестроить свою работу в соответствии с изменившимися условиями внешней среды [1, 2, 3, 4]. Общеизвестно также, что чаще всего метеотропные реакции появляются у метеолабильных людей при резкой смене погоды.

Рассмотрим изменение погодных условий на юге Восточной Сибири, используя широко известный в прикладной климатологии комплексный показатель – индекс изменчивости погоды, предложенный В.И. Русановым [4]. Индекс изменчивости является по сути своей «чисто метеорологическим показателем», отражающим изменение погодных условий через комплекс метеорологических величин: температуры воздуха, нижней облачности и осадков.

Для расчета использована формула:

К= Мк / N * 100 % (1),

где К – индекс изменчивости погоды в процентах; Мк – число контрастных смен периодов с однотипной погодой; N – число дней в рассматриваемом периоде. Погода с индексом от 0 до 20 % считается очень устойчивой, от 21 до 35 % – устойчивой, от 36 до 50 % – изменчивой и более 50 % – сильно изменчивой.

Контрастность погоды в любой сезон года определяется:

1. Сменой периодов с ясной (нижняя облачность в 13 часов до 5 баллов) погодой на погоду с осадками более 1 мм, выпавшими за сутки. При этом, если в течение периода с осадами, продолжающегося 1–2 и более дней подряд. Во второй или последующие дни количество осадков, выпавших за сутки, оказывается менее 1 мм, то такие дни относятся к периоду с осадками.
2. Сменой ясной погоды на облачную или облачной на ясную при межсуточном изменении средней суточной температуры воздуха более 6º С.
3. Сменой периодов с любой погодой при межсуточной изменчивости средней суточной температуры воздуха более 6º С.

Ежедневная смена контрастной погоды принята за 100% изменчивость. Таким образом, коэффициент К отражает частоту смены периодов с однотипной погодой. Кроме того, зная пространственно-временное распределение индекса изменчивости можно выделить районы с высоким и низким уровнем метеотропных реакций у больных людей. В биоклиматологии вышеуказанный индекс используют как косвенный показатель метеотропности организма человека. Обнаружена [4] достаточно высокая корреляционная связь индекса изменчивости погоды с частотой случаев инфаркта миокарда, а также обострений заболеваний органов кровообращения и дыхания. Итак, зная пространственно-временное распределение индекса изменчивости можно выделить районы с высоким и низким уровнем патологических реакций у больных людей.

Апробация данной методики для выявления взаимосвязи смены погоды на организм метеолабильного человека нашло отражение в ряде опубликованных работ. Так, в исследованиях В.И. Русанова [4] изучена степень контрастности погоды по территории Западной Сибири и построены карты изменчивости. По вышеуказанной методике проведен анализ изменчивости погоды для некоторых районов Предбайкалья [5, 7], СНГ [8, 9, 11]. Выполненные нами исследования [7] также подтвердили тесную взаимосвязь индекса К с обострениями заболеваний сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Кроме того, ранее нами изучена [7] контрастность погодного режима на юге Восточной Сибири и построены карты географического распределения индекса изменчивости погоды для каждого месяца в течение года [10], а также для центральных месяцев года [11]. Исследования осуществлены на основании ежедневных метеорологических данных за период с 1970 по 1979 гг. Результаты анализа показали, что для карт характерна определенная «преемственность» и в конфигурации изолиний каждого месяца сохраняются основные черты распределения индекса К, свойственные для предыдущего месяца. Кроме того, распределение индекса изменчивости зависит в основном от циркуляции атмосферы и от физико-географических особенностей местности.

В настоящее время в данной статье выполнен расчет и анализ индекса изменчивости за новый период десятилетний период с 1987 по 1996 гг. Обнаружено, что на территории Предбайкалья самым дискомфортным периодом для жизнедеятельности человека с заболеваниями сердечно-сосудистой системы по-прежнему является декабрь, февраль и март. Самая высокая степень изменчивости характерна для декабря. Наиболее неблагоприятные условия создаются в это время в районах Приленского плато, в междуречье рек Лены и Киренги, а также районах Северо-Байкальского и Патомского нагорий. Индекс изменчивости равен 48–52 %. В указанных районах смена типов погоды происходит фактически каждые вторые сутки. Однако в урбанизированных районах Верхнего Приангарья пространствнно-временная изменчивость погодного режима имеет несколько иной характер. Здесь наблюдаются минимальные значения изменчивости в марте. Индекс контрастности составляет 18 %.

Для летнего периода характерна устойчивая погода (К = 25–35 %). Изменчивость погоды в основном связана c активизацией циклонической деятельности, когда отмечается повышенная повторяемость смены пасмурных и ясных дней. Отдельные летние дни могут оказаться биотропными из-за высокой продолжительности либо дождливой, либо душной погоды. Следовательно, в дискомфортные периоды в указанных районах возможна высокая степень метеолабильности, поэтому необходимо планировать и проводить дополнительные мероприятия по профилактике метеотропных реакций организма. Такие мероприятия, по мнению [13] могут проводиться как в условиях стационара, так и амбулаторно. В идеале такими мероприятиями должны быть охвачены все метеочувствительные люди и особенно лица с повышенным риском протекания хронического заболевания. Для масштабного проведения метеопрофилактики необходимо создание специальной службы и составление медицинских прогнозов погоды.

В годовом ходе индекса изменчивости погоды нами выделено 3 типа годового хода индекса изменчивости. К первому типу отнесена южная часть Приангарья. Для данного типа характерна высокая годовая амплитуда индекса К, она составляет 30 % и более. Четко выражен зимний минимум 15–18 %, который наблюдается в феврале-марте и связан с устойчивой антициклональной погодой. Весной, когда происходит перестройка от зимнего типа к летнему, контрастность периодов с однотипной погодой возрастает в 1,5–2 раза. Для лета, особенно второй его половины, характерна изменчивая погода, формирующаяся при активизации циклонической деятельности.

Ко второму типу отнесены западные районы рассматриваемой территории. Годовая амплитуда индекса изменчивости составляет 20 % и в целом годовой ход индекса имеет несколько максимумом с сохранением основного минимума в марте.

Для третьего типа свойственна изменчивая погода. Годовая амплитуда составляет более 27 %. Наблюдается в основном 2 максимума (июнь и декабрь). Увеличение индекса изменчивости погоды летом связано с активизацией циклонической деятельности в этот период, что приводит к частой смене ясной погоды на облачную, дождливой на погоду без осадков. Зимой возрастание контрастности вызвано повышенной повторяемостью значительных межсуточных изменений температуры воздуха (более 6º С). Все вышесказанное позволило утверждать, что существует 3 района с различной степенью контрастности погоды на изучаемой территории: западный, центральный и восточный.

В последнее время в литературе появляются сведения о снижении климатического дискомфорта в различных районах России, в том числе и на юге Восточной Сибири. Согласно нашим расчетам, в таблице 1 представлены особенности многолетних колебаний индекса изменчивости погоды в разные периоды лет. Эти особенности в последнее время проявляются в усилении дискомфортности погодного режима в целом за год. Более дискомфортным стал теплый период года (май-сентябрь) и осенне-зимний (ноябрь-декабрь).

Таблица 1

Средние многолетние значения индекса изменчивости (К, %), их средние квадратические отклонения (Ơ ) для Верхнего Приангарья

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Среднее за год
Иркутск
К1	31	20	17	32	30	28	28	28	34	29	31	33	31
Ơ	10,6	8,2	5,1	7,9	5,1	10,5	6,2	6,7	8,8	9,1	12,2	11,1	8,4
Ошибка	3,3	2,6	1,6	2,5	1,6	3,3	1,9	2,1	2,8	2,8	3,8	3,5	2,4
К2	26	24	22	35	38	40	32	36	33	30	45	43	34
Ơ	6,5	5,5	6,3	4,2	4,7	6,5	6,7	4,4	6,0	3,9	6,9	6,7	5,7
Ошибка	2,0	1,7	1,9	1,3	1,5	2,0	2,1	1,4	1,9	1,2	2,1	2,0	1,8
К1–К2	+5	–4	–5	–3	–8	–12	–4	–6	+1	–1	–14	–10	–3
Черемхово
К1	18	19	15	23	39	31	33	35	35	26	30	27	28
Ơ	7,0	11,6	9,7	8,9	9,1	7,3	7,8	8,2	8,2	6,6	10,1	8,8	8,6
Ошибка	2,2	3,6	3,0	2,8	2,8	2,3	2,4	2,6	2,6	2,1	3,2	2,8	2,8
К2	24	17	20	37	47	39	43	39	39	32	38	32	34
Ơ	8,6	5,9	8,5	4,4	5,6	7,9	5,5	4,7	7,0	3,0	4,6	3,9	5,8
Ошибка	2,7	1,8	2,7	1,4	1,8	2,5	1,7	1,5	2,1	0,9	1,4	1,2	1,8
К1–К2	–6	+2	–5	–14	–8	–8	–10	–4	–4	–6	–8	–5	–6

Примечание: К1 – индекс за период 1970–1979 гг.; К2 – индекс за период 1987–1996 гг.

Усиление дискомфорта произошло за счет изменения структуры индекса изменчивости погоды в течение года. Ранее, в холодный период года в формировании изменчивости погоды приоритетная роль принадлежала межсуточным изменениям температуры воздуха (более 6º С). Наибольший вклад в формирование изменчивости теперь вносит смена периодов с ясной погодой на облачную с осадками. В последние годы в целом за год число дней с осадками стало заметно меньше на 10–15 % в теплый период и на 3–5 % зимой. Подобные изменения произошли при повышении среднегодовой температуры воздуха за счет роста температуры воздуха.

Выполненная нами статистическая оценка параметров средних величин индекса контрастности показала, что в основном для всех станций характерны одновершинные кривые распределения менее заостренные по сравнению с нормальной кривой (эксцесс отрицателен) и имеющую как правостороннюю, так и левостороннюю скошенность. Физической причиной асимметрии является частая смена циклональной погоды на антициклональную (октябрь-декабрь и февраль-март), а также повторяемость дождливых и облачных дней во вторую половину лета при обострении циклонической деятельности. Расчеты критерия Пирсона Хи-квадрат дают основание считать, что гипотеза нормального распределения применима для описания изменчивости погодного режима наиболее часто.

Нами построена кривая интегрального статистического распределения индекса изменчивости погоды, с помощью которой можно рассчитать изменчивость погоды с любой заданной обеспеченностью в определенных градациях. Интегральная вероятность индекса изменчивости вычислена методом взвешенных вариаций через нормированные отклонения [4]. Границы интегральной вероятности индекса К в нормированных отклонениях определяются по формуле:

К_н = К_з –К/Q (2), где

К_н – нормированное отклонение индекса изменчивости;

Кз – заданное;

К – среднее значение индекса изменчивости погоды;

Q – среднее квадратическое отклонение К.

Построенная нами для территории Предбайкалья кривая интегрального распределения индекса изменчивости погоды может быть использована для расчета повторяемости контрастности погоды. Например, необходимо вычислить вероятность устойчивой погоды (К = 25–35 %) в Усть-Куте, в январе при среднем месячном значении индекса К, равного 27 %, при среднеквадратическом отклонении +6,4. Поступаем следующим образом. По формуле (2) определяем нормированные отклонения индекса К, равного 21 и 35 %. Затем по кривой определяем интегральную вероятность индекса К ниже 21 %. Для этого от значения нормированного отклонения, равного –0,94, поднимаемся вертикально вверх до пересечения с интегральной кривой. На ординате снимаем искомую величину, равную 36 %. Повторяемость индекса изменчивости ниже 35 % определяем аналогично, она равна 96 %. Следовательно, вероятность устойчивой погоды в пределах К от 21 до 35 % в Усть-Куте для января будет равна 60 %.

Таким образом, совместный анализ величин индекса К, их среднеквадратических отклонений и интегральной кривой позволяет определять вероятности этого комплексного показателя в любых градациях для любого района изучаемой территории. Обнаружено, что среднее квадратическое отклонение индекса изменчивости погоды на юге Восточной Сибири в среднем за год составляет 9,0. Для этого значения по методике [14] построена номограмма в предположении, что распределение индекса изменчивости носит в основном нормальный или близкий к нему характер. В номограмме по оси ординат отложены средние значения индекса К, а по оси абсцисс – возможные значения изменчивости. Обеспеченность различных значений дана наклонными линиями.

Такая номограмма позволяет определить, из каких конкретных значений получена средняя величина индекса К и выявить их обеспеченность в процентах поверхности. Представленная номограмма позволяет уплотнить информацию по статистическим характеристикам индекса изменчивости погоды, что, по мнению многих исследователей, является неваловажным в медицинской климатологии. Оценка точности номограммы показала, что в среднем для всех градаций обеспеченностей расчетные значения индекса отличаются от практических на 2–3 %. В целом погрешность не превышает 1–2 суток и номограмма имеет почти одинаковую погрешность. Высокая точность номограммы позволяет использовать ее для прогноза контрастности погоды на юге Восточной Сибири, особенно для районов, имеющих редкую метеорологическую сеть, или где наблюдения вовсе отсутствуют. Если современная тенденция усиления дискомфортасохранится в ближайшем будущем, то вероятностные значения индекса К с обеспеченностью 80 % могут иметь следующий вид, а погодный режим на юге Восточной Сибири будет характеризоваться как изменчивый (Табл. 2).

Таблица 2

Индекс изменчивости (К, %) в Приангарье

Город	январь		апрель		июль		октябрь		год
	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
Иркутск	24	28	34	37	22	26	28	31	31	34
Ангарск	35	38	35	38	27	30	31	34	34	37
Шелехов	30	33	43	47	25	29	29	32	34	37
Черемхово	21	35	35	38	37	40	26	29	32	35
Усолье-Сибирское	29	32	39	42	33	36	27	30	33	36

Примечание: 1 – фактические; 2 – прогнозные.

Т.А. Липатова

Литература

1. Ассман Д. Чувствительность человека к погоде. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 245 с.
2. Бокша В.Г., Богуцкий Б.В. Медицинская климатология и климатотерапия. – Киев: Здоровье, 1980. – 262 с.
3. Вопросы климатопатологии в клинике сердечно-сосудистых заболеваний. – М.: Медгиз, 1969. – 232 с.
4. Русанов В.И. Методы исследования климата для медицинских целей. – Томск, 1973. – Т. 12. – С. 191.
5. Яковенко Э.С. Изменчивость погоды в здравницах Восточной Сибири и Дальнего Востока // Активный двигательный режим и климатотерапия в комплексном лечении и реабилитации больных в Сибири. – Томск, 1977. – С. 31–34.
6. Бутьева И.В. Система медико-климатической оценки территорий // Активный двигательный режим и климатотерапия в комплексном лечении и реабилитации больных в Сибири. – Томск, 1977. – С. 24–31.
7. Стрелочных Л.Г., Липатова Т.А. Характеристика биоклимата городской среды // Климат Братска. – Л., 1985. – С. 128–137.
8. Губкин А.М. Вероятностная оценка теплового состояния человека в условиях Зауралья // Вопросы медицинской климатологии и климатотерапии больных на курорте. – Томск, 1978. – С. 30–36.
9. Липатова Т.А. Медико-климатические аспекты изменчивости погоды на территории Предбайкалья. – Иркутск, 1983. – С. 23.
10. Липатова Т.А. Характеристика погоды для оценки условий жизнедеятельности человека // Байкал: Атлас. – М., 1993. – С. 122–123.
11. Лебедев А.И. Обоснование номограмм климатических элементов //Тр. ГГО. – 1964. – Вып. 163. – С. 93–103.