Was im Einzelnen zu den obigen Ergebnissen führt, ist eher schwer zu klären. Versuche, diese Faktoren mit Genauigkeit (zumindest relativ) festzustellen, haben nur zu unvollständigen, zweifelhaften, manchmal widersprüchlichen Ergebnissen geführt. Von den zahlreichen untersuchten Faktoren, die den meteorologischen Komplex ausmachen (Luftströmungen, Luftzug, Feuchtigkeit, Temperatur, atmosphärische Elektrizität, barometrischer Druck, Luftfronten, atmosphärische Ionisation usw.), wird der atmosphärischen Ionisation und den Luftfronten die meiste Aufmerksamkeit geschenkt , usw. atmosphärischer Druck, die aktiv sind.

Einige Forscher beziehen sich in ihren Werken vor allem auf einige der oben genannten Punkte, während andere allgemein, vage, ohne viel Analyse und Klärung, über meteorologische Faktoren im Allgemeinen sprechen. Tizhevsky hält elektromagnetische Störungen der Atmosphäre für den Faktor, der zu Epidemien beiträgt; Gaas glaubt, dass ein Abfall des Luftdrucks zum Ausbrüten allergischer Manifestationen beiträgt, insbesondere eines anaphylaktischen Schocks; Fritsche schreibt atmosphärischen elektrischen Phänomenen eine meteorotrope günstige Wirkung auf thromboembolische Prozesse zu; Skin beschuldigt plötzliche Änderungen des atmosphärischen Drucks als Faktoren, die einen Myokardinfarkt auslösen, während A. Mihai behauptet, dass Luftfronten eine bedeutende Rolle spielen und dass er außerhalb eines frontlosen Tages keinen einzigen Fall eines Herzinfarkts gesehen hat, und Danishevsky sich auf magnetische Stürme bezieht. usw. .d.

Nur manchmal treten sie deutlicher hervor: das ist der Fall bei bestimmten atmosphärischen Strömungen (Föhn, Scirocco), deren pathogene Wirkung deutlich gezeigt wird und die massive Störungen verursachen, echte kleine epidemische Ausbrüche der Pathologie. Da die Wirkung meteorologischer Faktoren in den meisten Fällen relativ unmerklich ist, ist es verständlich, dass sie sich oft der Identifizierung und insbesondere der Klärung entzieht. Es scheint, dass wir über eine komplexe Aktion sprechen, mehrfach, multilateral und nicht über die Aktion eines der oben genannten Faktoren: Dies ist die Meinung sowohl russischer Forscher (Tizhevsky, Danishevsky und andere) als auch westlicher Forscher (Picardi und andere). .

Deshalb in den Arbeiten bezüglich pathogen Wirkungen meteorologischer Faktoren, werden oft unterschiedliche Konzepte verwendet; deshalb gibt es unter ihnen keine - nur gelegentlich - Gemeinsamkeiten und identische Maßnahmen; auch aus diesem Grund ist es selten möglich, Ergebnisse zu vergleichen. Daher die zahlreichen verwendeten Namen und Ausdrücke sowie bestimmte Entitäten und Bezeichnungen, unter denen das pathologische Echo meteorologischer Faktoren manchmal dargestellt wurde: "Sturmwettersyndrom" (Netter), "Late-Night-Syndrom" (Annes Diaz), Schirokko oder Fohnkrankheit ("Föhnkrankheit"), die eigentlich einige genauere Bedingungen erfüllt.

Inzwischen hat man das gemerkt einige pathologische Momente, beim Menschen, könnte auf bestimmte kosmische und solare Faktoren zurückgeführt werden. Zunächst wurde festgestellt, dass bestimmte atmosphärische Veränderungen, Meeresgezeiten, Epidemien mit besonderen kosmischen Momenten zusammenfielen und zusammenfielen: Sonneneruptionen, Sonnenflecken usw. (Tizhevsky, Delak, Kovacs, Pospisil usw.).

Sogar einige weit verbreitete wirtschaftliche Not fielen mit ähnlichen kosmischen Momenten zusammen und wurden ihnen zugeordnet (Bareil). Neuere Forschungen haben ergeben, dass es einige Parallelen zwischen Weltraumunfällen und bestimmten atmosphärischen Störungen und Katastrophen gibt. Es scheint, dass der Zusammenhang real ist und dass kosmische Faktoren tatsächlich einen gewissen (aber nicht wahrnehmbaren, schwer nachweisbaren) Einfluss auf die Atmosphäre haben, in der manchmal magnetische Stürme und andere Störungen verursacht werden, durch die sie die Erde, das Meer, Menschen, sowie sie haben Jahreszeiten, Klima, zu einem guten Teil auch kosmischen Faktoren untergeordnet.

Auf diese Weise von kosmischen Faktoren abhängig (mehr oder weniger direkt) sind die biologischen Rhythmen, die Periodizität des Einsatzes der biologischen Elemente des Organismus, Rhythmen, die offenbar gemäß dem allgemeinen Rhythmus kosmischer Phänomene angepasst sind (tägliche Periodizität, jahreszeitliche Periodizität usw.). Es scheint, dass seltsame serielle Erscheinungen einiger atmosphärischer, sozialer oder pathogener Phänomene auch vom Eingreifen kosmischer Faktoren abhängen, die das sogenannte "Gesetz der Serie" hervorgebracht haben, das anscheinend mysteriös ist (Fauré), da diese Phänomene oft zusammenfallen mit Sonneneruptionen oder -flecken und damit verbundenen magnetischen Stürmen.

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Der Bau und Betrieb von See- und Flusshäfen erfolgt unter dem ständigen Einfluss einer Reihe externer Faktoren, die den wichtigsten natürlichen Umgebungen innewohnen: Atmosphäre, Wasser und Land. Dementsprechend werden externe Faktoren in 3 Hauptgruppen eingeteilt:

1) meteorologisch;

2) hydrologisch und lithodynamisch;

3) geologische und geomorphologische.

Meteorologische Faktoren:

Windmodus. Die Windcharakteristik des Baugebiets ist der Hauptfaktor, der die Lage des Hafens in Bezug auf die Stadt, die Zonierung und Zonierung seines Territoriums sowie die relative Position der Liegeplätze für verschiedene technologische Zwecke bestimmt. Als wichtigster wellenbildender Faktor bestimmen die Regimeeigenschaften des Windes die Konfiguration der Küstenliegeplatzfront, die Gestaltung des Hafenwasserbereichs und der äußeren Schutzstrukturen sowie die Führung der Wasserzufahrten zum Hafen.

Als meteorologisches Phänomen wird der Wind durch Richtung, Geschwindigkeit, räumliche Verteilung (Beschleunigung) und Dauer charakterisiert.

Die Windrichtung für Zwecke des Hafenbaus und der Schifffahrt wird üblicherweise nach 8 Hauptpunkten betrachtet.

Die Windgeschwindigkeit wird in einer Höhe von 10 m über der Wasser- oder Landoberfläche gemessen, gemittelt über 10 Minuten, und in Metern pro Sekunde oder Knoten ausgedrückt (Knoten, 1 Knoten = 1 Meile/Stunde = 0,514 Meter/Sekunde).

Können die festgelegten Anforderungen nicht erfüllt werden, können die Ergebnisse der Beobachtungen über dem Wind durch entsprechende Korrekturen korrigiert werden.

Unter Beschleunigung versteht man die Strecke, innerhalb derer sich die Windrichtung um nicht mehr als 300 geändert hat.

Die Dauer des Windes - der Zeitraum, in dem die Richtung und Geschwindigkeit des Windes innerhalb eines bestimmten Intervalls lagen.

Die wichtigsten probabilistischen (Regime-)Eigenschaften der Windströmung, die bei der Gestaltung von See- und Flusshäfen verwendet werden, sind:

· Wiederholbarkeit von Richtungen und Abstufungen von Windgeschwindigkeiten;

Bereitstellung von Windgeschwindigkeiten bestimmter Richtungen;

· Geschätzte Windgeschwindigkeiten entsprechend gegebenen Wiederkehrperioden.

Wasser- und Lufttemperatur. Bei der Planung, dem Bau und dem Betrieb von Häfen werden Informationen über die Temperatur von Luft und Wasser innerhalb der Grenzen ihrer Änderung sowie die Wahrscheinlichkeit von Extremwerten verwendet. In Übereinstimmung mit den Temperaturdaten werden die Bedingungen für das Einfrieren und Öffnen der Becken festgelegt, die Dauer und Arbeitszeit der Schifffahrt festgelegt, die Arbeit des Hafens und der Flotte geplant. Die statistische Aufbereitung von Langzeitdaten zur Wasser- und Lufttemperatur umfasst folgende Schritte:

Luftfeuchtigkeit. Die Luftfeuchtigkeit wird durch den darin enthaltenen Wasserdampfgehalt bestimmt. Absolute Feuchtigkeit - die Menge an Wasserdampf in der Luft, relativ - das Verhältnis der absoluten Feuchtigkeit zu ihrem Grenzwert bei einer bestimmten Temperatur.

Wasserdampf gelangt in die Atmosphäre, wenn er von der Erdoberfläche verdunstet. In der Atmosphäre wird Wasserdampf durch geordnete Luftströmungen und durch turbulente Vermischung transportiert. Unter dem Einfluss der Abkühlung kondensiert Wasserdampf in der Atmosphäre - es bilden sich Wolken und dann fällt Niederschlag zu Boden.

Eine 1423 mm dicke Wasserschicht (oder 5,14 x 1014 Tonnen) verdunstet im Laufe des Jahres von der Oberfläche der Ozeane (361 Millionen km2) und 423 mm (oder 0,63 x 1014 Tonnen) von der Oberfläche der Kontinente (149 Millionen km2). Die Niederschlagsmenge auf den Kontinenten übersteigt die Verdunstung deutlich. Das bedeutet, dass eine erhebliche Menge an Wasserdampf aus den Ozeanen und Meeren auf die Kontinente gelangt. Andererseits gelangt Wasser, das auf den Kontinenten nicht verdunstet ist, in Flüsse und weitere Meere und Ozeane.

Informationen über die Luftfeuchtigkeit werden bei der Planung des Umschlags und der Lagerung bestimmter Warenarten (z. B. Tee, Tabak) berücksichtigt.

Nebel. Nebel entsteht durch die Umwandlung von Dämpfen in winzige Wassertröpfchen bei steigender Luftfeuchtigkeit. Die Bildung von Tröpfchen erfolgt in Gegenwart kleinster Partikel in der Luft (Staub, Salzpartikel, Verbrennungsprodukte usw.).

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Von allen meteorologischen Faktoren sind Wind, Nebel, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit sowie Luft- und Wassertemperatur von größter Bedeutung für Hafenbau, Hafenbetrieb und Schifffahrt. Wind. Das Windregime wird durch Richtung, Geschwindigkeit, Dauer und Häufigkeit charakterisiert. Die Kenntnis des Windregimes ist besonders wichtig beim Bau von Seehäfen und Stauseen. Die Richtung und Intensität der Wellen hängen vom Wind ab, der die Anordnung der Außenanlagen des Hafens, ihre Gestaltung und die Richtung der Wasseranläufe zum Hafen bestimmt.Die vorherrschende Windrichtung sollte auch bei der Positionierung der Liegeplätze berücksichtigt werden verschiedene Ladungen, für die ein Winddiagramm (Windrose) erstellt wird

Das Diagramm wird in der folgenden Reihenfolge erstellt:

Alle Winde werden nach Geschwindigkeit in mehrere Gruppen eingeteilt (in Schritten von 3-5 m / s)

1-5; 6-9; 10-14; 15-19; 20 oder mehr.

Für jede Gruppe wird der Prozentsatz der Wiederholbarkeit der Gesamtzahl aller Beobachtungen für eine bestimmte Richtung bestimmt:

In der maritimen Praxis wird die Windgeschwindigkeit üblicherweise in Punkten ausgedrückt (siehe MT-2000).

Luft- und Wassertemperatur. Gleichzeitig mit den Windparametern wird an hydrometeorologischen Stationen die Luft- und Wassertemperatur gemessen. Die Messdaten werden in Form von Temperaturjahreskurven dargestellt. Die Hauptbedeutung dieser Daten für den Hafenbau besteht darin, dass sie den Zeitpunkt des Einfrierens und Öffnens des Beckens bestimmen, was die Dauer der Schifffahrt bestimmt. Nebel. Nebel entsteht, wenn der Wasserdampfdruck in der Atmosphäre den des gesättigten Dampfes erreicht. Dabei kondensiert Wasserdampf an Staubpartikeln oder Kochsalz (auf Meeren und Ozeanen) und diese Ansammlungen winziger Wassertröpfchen in der Luft bilden Nebel. Trotz der Entwicklung des Radars ist die Bewegung von Schiffen im Nebel immer noch begrenzt.Bei sehr dichtem Nebel, wenn selbst große Objekte selbst auf mehrere zehn Meter Entfernung nicht sichtbar sind, müssen die Umschlagarbeiten in Häfen manchmal eingestellt werden. Bei Flussbedingungen sind Nebel eher kurzlebig und lösen sich schnell auf, und in einigen Seehäfen sind sie langwierig und dauern wochenlang. Außergewöhnlich in dieser Hinsicht ist Fr. Neufundland, wo Sommernebel manchmal 20 Tage oder länger anhalten. In einigen Binnenhäfen an der Ostsee und am Schwarzen Meer sowie in Fernost gibt es 60-80 Nebeltage im Jahr. Niederschlag. Atmosphärische Niederschläge in Form von Regen und Schnee sollten bei der Gestaltung von Liegeplätzen berücksichtigt werden, an denen feuchtigkeitsscheue Ladungen umgeschlagen werden. In diesem Fall müssen spezielle Vorrichtungen bereitgestellt werden, die den Umschlagplatz vor Niederschlag schützen, oder bei der Schätzung des geschätzten täglichen Frachtumsatzes die unvermeidlichen Betriebsunterbrechungen der Liegeplätze berücksichtigen. Dabei kommt es nicht so sehr auf die Gesamtniederschlagsmenge an, sondern auf die Anzahl der Tage mit Niederschlag. Einer der "erfolglosen" Häfen in dieser Hinsicht ist St. Petersburg, wo es bei einer Gesamtniederschlagsmenge von etwa 470 mm pro Jahr in manchen Jahren mehr als 200 Niederschlagstage gibt. Niederschlagsdaten werden vom Staatlichen Meteorologischen Dienst der Russischen Föderation bezogen.

Außerdem ist der Wert der Niederschlagsmenge erforderlich, um die Regenwassermenge zu bestimmen, die einer organisierten Entwässerung aus dem Gebiet der Liegeplätze und Lagerhäuser durch einen speziellen Regenwasserkanal unterliegt.

Die wichtigsten meteorologischen klimabildenden Faktoren sind die Masse und die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre.

Die Masse der Atmosphäre bestimmt ihre mechanische und thermische Trägheit, ihre Fähigkeiten als Kühlmittel, das in der Lage ist, Wärme von erhitzten Regionen zu kühlen zu übertragen. Ohne Atmosphäre gäbe es auf der Erde ein „Mondklima“, d.h. Klima des strahlenden Gleichgewichts.

Atmosphärische Luft ist ein Gemisch von Gasen, von denen einige eine nahezu konstante Konzentration haben, andere - eine Variable. Darüber hinaus enthält die Atmosphäre verschiedene flüssige und feste Aerosole, die ebenfalls für die Klimabildung unerlässlich sind.

Die Hauptbestandteile der atmosphärischen Luft sind Stickstoff, Sauerstoff und Argon. Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre bleibt bis etwa 100 km konstant, darüber beginnt die gravitative Trennung von Gasen zu wirken und der relative Anteil an leichteren Gasen nimmt zu.

Von besonderer Bedeutung für das Klima sind variable Gehalte an thermodynamisch aktiven Verunreinigungen, die einen großen Einfluss auf viele Prozesse in der Atmosphäre haben, wie beispielsweise Wasser, Kohlendioxid, Ozon, Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid.

Ein markantes Beispiel für eine thermodynamisch aktive Verunreinigung ist Wasser in der Atmosphäre. Die Konzentration dieses Wassers (die spezifische Feuchtigkeit, zu der sich der spezifische Wassergehalt in den Wolken addiert) ist sehr variabel. Wasserdampf trägt wesentlich zur Luftdichte, atmosphärischen Schichtung und insbesondere zu Fluktuationen und turbulenten Entropieströmen bei. Es kann auf den in der Atmosphäre vorhandenen Partikeln (Kernen) kondensieren (oder sublimieren), Wolken und Nebel bilden und große Wärmemengen freisetzen. Wasserdampf und insbesondere Bewölkung wirken sich drastisch auf die kurz- und langwelligen Strahlungsflüsse in der Atmosphäre aus. Wasserdampf verursacht auch den Treibhauseffekt, d.h. die Fähigkeit der Atmosphäre, Sonnenstrahlung durchzulassen und Wärmestrahlung von der darunter liegenden Oberfläche und darunter liegenden atmosphärischen Schichten zu absorbieren. Dadurch steigt die Temperatur in der Atmosphäre mit der Tiefe an. Schließlich kann in Wolken eine kolloidale Instabilität auftreten, die eine Koagulation von Wolkenpartikeln und Niederschlag verursacht.

Eine weitere wichtige thermodynamisch aktive Verunreinigung ist Kohlendioxid oder Kohlendioxid. Es trägt maßgeblich zum Treibhauseffekt bei, indem es die Energie langwelliger Strahlung absorbiert und wieder abgibt. In der Vergangenheit kann es zu erheblichen Schwankungen des Kohlendioxidgehalts gekommen sein, die sich im Klima widerspiegeln müssten.

Der Einfluss von in der Atmosphäre enthaltenen festen künstlichen und natürlichen Aerosolen ist noch nicht gut verstanden. Die Quellen fester Aerosole auf der Erde sind Wüsten und Halbwüsten, Gebiete mit aktiver vulkanischer Aktivität sowie Industriegebiete.

Der Ozean liefert auch eine kleine Menge Aerosole - Partikel von Meersalz. Große Partikel fallen relativ schnell aus der Atmosphäre, während die kleinsten lange in der Atmosphäre verbleiben.

Das Aerosol beeinflusst die Strahlungsenergieflüsse in der Atmosphäre auf verschiedene Weise. Erstens erleichtern Aerosolpartikel die Bildung von Wolken und erhöhen dadurch die Albedo, d.h. der Anteil der reflektierten Sonnenenergie, die dem Klimasystem unwiederbringlich verloren geht. Zweitens streut das Aerosol einen erheblichen Teil der Sonnenstrahlung, so dass ein Teil der gestreuten Strahlung (sehr klein) auch an das Klimasystem verloren geht. Schließlich wird ein Teil der Sonnenenergie von Aerosolen absorbiert und sowohl an die Erdoberfläche als auch in den Weltraum zurückgestrahlt.

In der langen Erdgeschichte hat die Menge an natürlichem Aerosol stark geschwankt, da Perioden erhöhter tektonischer Aktivität und umgekehrt Perioden relativer Ruhe bekannt sind. Es gab auch solche Perioden in der Erdgeschichte, in denen sich viel größere Landmassen in heißen trockenen Klimazonen befanden und umgekehrt in diesen Zonen die ozeanische Oberfläche vorherrschte. Derzeit gewinnt, ähnlich wie beim Kohlendioxid, künstliches Aerosol, ein Produkt menschlicher Wirtschaftstätigkeit, immer mehr an Bedeutung.

Auch Ozon ist eine thermodynamisch aktive Verunreinigung. Es ist in der atmosphärischen Schicht von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von 60–70 km vorhanden. In der untersten Schicht von 0–10 km ist sein Gehalt unbedeutend, dann nimmt er schnell zu und erreicht in einer Höhe von 20–25 km ein Maximum. Außerdem nimmt der Ozongehalt rapide ab und ist in 70 km Höhe bereits 1000-mal geringer als selbst an der Oberfläche. Eine solche vertikale Verteilung von Ozon ist mit den Prozessen seiner Bildung verbunden. Ozon entsteht hauptsächlich durch photochemische Reaktionen unter Einwirkung hochenergetischer Photonen, die zum extrem ultravioletten Teil des Sonnenspektrums gehören. Bei diesen Reaktionen entsteht atomarer Sauerstoff, der sich dann mit einem Sauerstoffmolekül verbindet und Ozon bildet. Gleichzeitig treten Ozonzerfallsreaktionen auf, wenn es Sonnenenergie absorbiert und wenn seine Moleküle mit Sauerstoffatomen kollidieren. Diese Prozesse führen zusammen mit den Prozessen der Diffusion, Mischung und des Transports zu dem oben beschriebenen vertikalen Gleichgewichtsprofil des Ozongehalts.

Trotz eines so unbedeutenden Inhalts ist seine Rolle außerordentlich groß und nicht nur für das Klima. Aufgrund der extrem intensiven Absorption von Strahlungsenergie während der Prozesse ihrer Bildung und (in geringerem Maße) ihres Zerfalls tritt im oberen Teil der Schicht mit maximalem Ozongehalt - der Ozonosphäre - eine starke Erwärmung auf (der maximale Ozongehalt ist etwas geringer , wo es durch Diffusion und Vermischung eintritt). Von der gesamten Sonnenenergie, die auf die obere Grenze der Atmosphäre einfällt, absorbiert Ozon etwa 4 % oder 6·10 27 erg/Tag. Gleichzeitig absorbiert die Ozonosphäre den ultravioletten Anteil der Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 0,29 Mikrometer, was sich nachteilig auf lebende Zellen auswirkt. Ohne diesen Ozonschutz hätte Leben auf der Erde offenbar nicht entstehen können, zumindest nicht in den uns bekannten Formen.

Der Ozean, der ein integraler Bestandteil des Klimasystems ist, spielt darin eine äußerst wichtige Rolle. Die primäre Eigenschaft des Ozeans sowie der Atmosphäre ist Masse. Für das Klima ist aber auch wichtig, auf welchem ​​Teil der Erdoberfläche sich diese Masse befindet.

Zu den thermodynamisch aktiven Verunreinigungen im Ozean zählen im Wasser gelöste Salze und Gase. Die Menge an gelösten Salzen beeinflusst die Dichte des Meerwassers, die bei einem bestimmten Druck daher nicht nur von der Temperatur, sondern auch vom Salzgehalt abhängt. Das bedeutet, dass der Salzgehalt zusammen mit der Temperatur die Dichteschichtung bestimmt, d.h. macht es in einigen Fällen stabil und führt in anderen zu Konvektion. Die nichtlineare Abhängigkeit der Dichte von der Temperatur kann zu einem seltsamen Phänomen führen, das als Mischkompaktierung bezeichnet wird. Die Temperatur der maximalen Dichte von Süßwasser beträgt 4°C, wärmeres und kälteres Wasser hat eine geringere Dichte. Beim Mischen von zwei Volumina solcher leichteren Wässer kann die Mischung schwerer sein. Befindet sich darunter Wasser mit geringerer Dichte, kann das Mischwasser zu sinken beginnen. Allerdings ist der Temperaturbereich, in dem dieses Phänomen auftritt, in Süßwasser sehr eng. Das Vorhandensein von gelösten Salzen im Meerwasser erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht.

Gelöste Salze verändern viele der physikalischen Eigenschaften des Meerwassers. Wenn also der Wärmeausdehnungskoeffizient von Wasser zunimmt und die Wärmekapazität bei konstantem Druck abnimmt, nehmen der Gefrierpunkt und die maximale Dichte ab. Der Salzgehalt senkt etwas die Elastizität des Sättigungsdampfes über der Wasseroberfläche.

Eine wichtige Fähigkeit des Ozeans ist die Fähigkeit, große Mengen Kohlendioxid zu lösen. Dies macht den Ozean zu einem großen Reservoir, das unter bestimmten Bedingungen überschüssiges atmosphärisches Kohlendioxid aufnehmen kann, während es unter anderen Bedingungen Kohlendioxid an die Atmosphäre abgeben kann. Die Bedeutung des Ozeans als Kohlendioxidspeicher wird durch das sogenannte Karbonatsystem im Ozean noch verstärkt, das riesige Mengen an Kohlendioxid aus modernen Kalksteinablagerungen anzieht.

Inhaltsverzeichnis
Klimatologie und Meteorologie
DIDAKTISCHER PLAN
Meteorologie und Klimatologie
Atmosphäre, Wetter, Klima
Meteorologische Beobachtungen
Anwendung von Karten
Meteorologischer Dienst und Weltorganisation für Meteorologie (WMO)
Klimabildende Prozesse
Astronomische Faktoren
Geophysikalische Faktoren
Meteorologische Faktoren
Über Sonneneinstrahlung
Thermisches und Strahlungsgleichgewicht der Erde
direkte Sonneneinstrahlung
Änderungen der Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre und auf der Erdoberfläche
Phänomene der Strahlungsstreuung
Gesamtstrahlung, reflektierte Sonnenstrahlung, absorbierte Strahlung, PAR, Albedo der Erde
Strahlung der Erdoberfläche
Gegenstrahlung oder Gegenstrahlung
Strahlungsbilanz der Erdoberfläche
Geographische Verteilung der Strahlungsbilanz
Luftdruck und barisches Feld
Drucksysteme
Druckschwankungen
Luftbeschleunigung durch barischen Gradienten
Die ablenkende Kraft der Erdrotation
Geostrophischer und Gradientenwind
barisches Windgesetz
Fronten in der Atmosphäre
Thermisches Regime der Atmosphäre
Thermisches Gleichgewicht der Erdoberfläche
Tägliche und jährliche Temperaturschwankungen an der Bodenoberfläche
Luftmassentemperaturen
Jährliche Amplitude der Lufttemperatur
kontinentales Klima
Bewölkung und Niederschlag
Verdunstung und Sättigung
Feuchtigkeit
Geografische Verteilung der Luftfeuchtigkeit
atmosphärische Kondensation
Wolken
Internationale Cloud-Klassifizierung
Bewölkung, ihre tägliche und jährliche Schwankung
Niederschlag aus Wolken (Niederschlagsklassifikation)
Merkmale des Niederschlagsregimes
Der jährliche Niederschlagsverlauf
Klimatische Bedeutung der Schneedecke
Atmosphärenchemie
Die chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre
Chemische Zusammensetzung von Wolken

Medizinische Klimatologie ist die Wissenschaft vom Einfluss natürlicher Umweltfaktoren auf den menschlichen Körper.

Aufgaben der Medizinischen Klimatologie:

1. Die Untersuchung der physiologischen Mechanismen des Einflusses von Klima- und Wetterfaktoren auf den menschlichen Körper

2. Medizinische Beurteilung des Wetters.

3. Entwicklung von Indikationen und Kontraindikationen für die Ernennung verschiedener Arten von Klimabehandlungsmethoden.

4. Wissenschaftliche Entwicklung von Dosierungsmethoden für klimatherapeutische Verfahren.

5. Verhinderung meteoropathischer Reaktionen.

Klassifizierung klimatologischer Faktoren

Dort sind drei Hauptgruppen natürlicher Faktorenäußere Umgebung, die auf eine Person einwirkt:

1. Atmosphärisch oder meteorologisch.

2. Raum oder Strahlung.

3. Tellurisch oder terrestrisch.

Für die medizinische Klimatologie sind vor allem die unteren Schichten der Atmosphäre, die Troposphäre, von Interesse, wo der Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen der Atmosphäre und der Erdoberfläche, die Wolkenbildung und Niederschläge am intensivsten stattfinden. Diese Schicht der Atmosphäre hat eine Höhe von 10-12 km in den mittleren Breiten, 16-18 km in den Tropen und 8-10 km in den polaren Breiten.

Eigenschaften meteorologischer Faktoren

Meteorologisch Faktoren unterteilt werden chemisch und physikalisch. Chemische Faktoren Atmosphäre - Gase und verschiedene Verunreinigungen. Zu den Gasen, deren Gehalt in der Atmosphäre konstant ist, gehören Stickstoff (78,08 Vol.-%), Sauerstoff (20,95), Argon (0,93), Wasserstoff, Neon, Helium, Krypton, Xenon. Der Gehalt anderer Gase in der Atmosphäre unterliegt erheblichen Änderungen. Dies gilt vor allem für Kohlendioxid, dessen Gehalt zwischen 0,03 und 0,05 % liegt und in der Nähe einiger Industrieunternehmen und kohlenstoffhaltiger Mineralquellen auf 0,07 bis 0,16 % ansteigen kann.

Die Bildung von Ozon ist mit Gewittern und Oxidationsprozessen bestimmter organischer Substanzen verbunden, daher ist sein Gehalt an der Erdoberfläche vernachlässigbar und sehr variabel. Grundsätzlich wird Ozon in einer Höhe von 20-25 km unter dem Einfluss der UV-Strahlen der Sonne gebildet und schützt durch Verzögerung des kurzwelligen Teils des UV-Spektrums - UVS (mit einer Wellenlänge von weniger als 280 nm) Lebewesen vom Tod, d.h. spielt die Rolle eines riesigen Filters, der das Leben auf der Erde schützt. Die atmosphärische Luft kann auch kleine Mengen anderer Gase enthalten - Ammoniak, Chlor, Schwefelwasserstoff, verschiedene Stickstoffverbindungen usw., die hauptsächlich das Ergebnis der Luftverschmutzung durch Abfallprodukte von Industrieunternehmen sind. Einige Gase gelangen aus dem Boden in die Atmosphäre. Dazu gehören radioaktive Elemente und gasförmige Stoffwechselprodukte von Bodenbakterien. Die Luft kann von Pflanzen ausgeschiedene Aromastoffe und Phytonzide enthalten. Schließlich gibt es in der Luft schwebende flüssige und feste Partikel - Meersalze, organische Substanzen (Bakterien, Sporen, Pflanzenpollen usw.), mineralische Partikel vulkanischen und kosmischen Ursprungs, Rauch usw. Der Gehalt dieser Substanzen in der Luft hängt von vielen Faktoren ab (z. B. , Windgeschwindigkeit, Jahreszeit usw.).

In der Luft enthaltene Chemikalien können den Körper aktiv beeinflussen. So verwandelt die Sättigung der Luft mit Meersalz die küstennahe Küstenzone in eine Art natürliche Salzinhalation, die sich wohltuend auf Erkrankungen der oberen Atemwege und der Lunge auswirkt. Die Luft von Kiefernwäldern mit einem hohen Gehalt an Terpenen kann für Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen ungünstig sein. Es gibt negative Reaktionen durch die Erhöhung des Ozongehalts in der Luft.

Von allen chemischen Faktoren ist Sauerstoff von absoluter Bedeutung für das Leben. Beim Bergsteigen nimmt der Sauerstoffpartialdruck in der Luft ab, was zu Sauerstoffmangel und der Entwicklung verschiedener Arten von Ausgleichsreaktionen führt (Anstieg der Atmung und Durchblutung, des Gehalts an roten Blutkörperchen und Hämoglobin usw.).

Schwankungen des Sauerstoffpartialdrucks, die im selben Gebiet durch Schwankungen des atmosphärischen Drucks verursacht werden, sind sehr gering und können für das Auftreten von Wetterreaktionen keine nennenswerte Rolle spielen. Der menschliche Körper wird durch den Sauerstoffgehalt der Luft beeinflusst, der von atmosphärischem Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit abhängt. Je niedriger der Druck, je höher die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Luft, desto weniger Sauerstoff enthält sie. Schwankungen in der Sauerstoffmenge sind in kontinentalem und kaltem Klima stärker ausgeprägt.

Zu Physikalisch meteorologisch Faktoren sind Lufttemperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Niederschlag, Wind.

Lufttemperatur wird hauptsächlich durch Sonneneinstrahlung bestimmt, in deren Zusammenhang periodische (tägliche und jahreszeitliche) Temperaturschwankungen festgestellt werden. Es kann plötzliche (nicht periodische) Temperaturänderungen geben, die mit allgemeinen atmosphärischen Zirkulationsvorgängen verbunden sind. Zur Charakterisierung des thermischen Regimes in der Klimatologie werden durchschnittliche Tages-, Monats- und Jahrestemperaturen sowie Maximal- und Minimalwerte verwendet. Um die Temperaturänderungen zu bestimmen, gibt es einen Wert, der als interdiurnale Temperaturvariabilität bezeichnet wird (die Differenz zwischen den durchschnittlichen Tagestemperaturen zweier benachbarter Tage und in der Praxis die Differenz der Werte zweier aufeinanderfolgender morgendlicher Messungen). Als leichte Abkühlung oder Erwärmung gilt eine Änderung der durchschnittlichen Tagestemperatur um 1-2 ºC, eine mäßige Abkühlung oder Erwärmung um 3-4 ºC, eine starke - mehr als 4 ºC.

Luft wird erwärmt, indem Wärme von der Erdoberfläche übertragen wird, die die Sonnenstrahlen absorbiert. Dies geschieht hauptsächlich mit Hilfe der Konvektion, d.h. vertikale Bewegung von Luft, die durch den Kontakt mit der darunter liegenden Oberfläche erwärmt wird und an deren Stelle kältere Luft von den oberen Schichten absinkt. Auf diese Weise wird eine 1 km dicke Luftschicht erhitzt. Oben - Wärmeübertragung in der Troposphäre; dies wird durch planetare Turbulenz bestimmt, d.h. Mischen von Luftmassen; Es gibt eine Bewegung warmer Luft aus niedrigen Breiten in hohe Breiten vor dem Zyklon und das Eindringen kalter Luftmassen aus hohen Breiten hinter den Zyklonen. Die Temperaturverteilung entlang der Höhe wird durch die Natur der Konvektion bestimmt. Ohne Wasserdampfkondensation nimmt die Lufttemperatur alle 100 m um 1 ° C ab, und wenn Wasserdampf kondensiert, nur um 0,4 ° C. Dadurch sinkt die Temperatur mit zunehmender Entfernung von der Erde um durchschnittlich 0,65 °C pro 100 m Höhe (vertikaler Temperaturgradient).

Die Lufttemperatur eines bestimmten Gebiets hängt von einer Reihe physikalischer und geografischer Bedingungen ab. Das Vorhandensein riesiger Wasserflächen in Küstengebieten reduziert die täglichen und jährlichen Temperaturschwankungen.

In Berggebieten sind neben der Höhe über dem Meeresspiegel auch die Lage von Gebirgszügen und Tälern, die Zugänglichkeit des Gebiets für Winde usw. wichtig. Spielt die Rolle und den Charakter der Landschaft. Eine mit Vegetation bedeckte Fläche heizt sich tagsüber auf und kühlt nachts weniger ab als eine offene Fläche.

Die Temperatur ist eine der wichtigsten Eigenschaften des Wetters, der Jahreszeit. Laut E.E. Fedorova - LA Chubukov werden anhand des Temperaturfaktors drei große Wettergruppen unterschieden: frostfrei, mit einem Temperaturübergang durch 0 ° C und frostiges Wetter.

Extreme (maximale und minimale) Temperaturen können sich nachteilig auf eine Person auswirken und zur Entwicklung einer Reihe pathologischer Zustände (Erfrierungen, Erkältungen, Überhitzung usw.) sowie zu starken Schwankungen beitragen. Ein klassisches Beispiel dafür ist der Fall, als in einer der Januarnächte des Jahres 1780 in St. Petersburg infolge eines Temperaturanstiegs von - 43,6 ° C auf + 6 ° C 40.000 Menschen an Grippe erkrankten .

Atmosphärendruck gemessen in Millibar (Mb) oder Millimeter Quecksilbersäule (mmHg). In mittleren Breiten auf Meereshöhe beträgt der Luftdruck 760 mm Hg. Kunst. Beim Ansteigen nimmt der Druck um 1 mm Hg ab. Kunst. pro 11 m Höhe. Der Luftdruck ist durch starke nicht periodische Schwankungen gekennzeichnet, die mit Wetteränderungen verbunden sind; während Druckschwankungen 10-20 mb erreichen. Als schwache Druckänderung gilt eine Abnahme oder Zunahme des durchschnittlichen Tageswerts um 1-4 mb, mäßig - um 5-8 mb, stark - mehr als 8 mb.

Luftfeuchtigkeit in der Klimatologie ist es durch zwei Werte gekennzeichnet - Dampfdruck ( in MB) und relative Luftfeuchtigkeit, d.h. der Prozentsatz der Elastizität (Partialdruck) von Wasserdampf in der Atmosphäre zur Elastizität von gesättigtem Wasserdampf bei derselben Temperatur.

Manchmal wird die Elastizität von Wasserdampf genannt absolute Feuchtigkeit, was eigentlich die Dichte des Wasserdampfes in der Luft ist und, ausgedrückt in g/m 3 , numerisch nahe am Dampfdruck in mm Hg liegt. Kunst.

Der Unterschied zwischen der Sättigungs- und der tatsächlichen Elastizität von Wasserdampf bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck wird genannt Mangel an Feuchtigkeit oder Mangel an Sättigung.

Außerdem zuordnen physiologische Sättigung, d.h. die Elastizität von Wasserdampf bei einer menschlichen Körpertemperatur von 37 °C, gleich 47,1 mm Hg. Kunst.

Physiologischer Sättigungsmangel- der Unterschied zwischen der Elastizität von Wasserdampf bei einer Temperatur von 37 ° C und der Elastizität von Wasserdampf in der Außenluft. Im Sommer ist der Dampfdruck viel höher und das Sättigungsdefizit geringer als im Winter.

In Wetterberichten wird meist die relative Luftfeuchtigkeit angegeben, weil. seine Veränderung kann von einer Person direkt gefühlt werden. Die Luft gilt als trocken bei einer Luftfeuchtigkeit von bis zu 55 %, mäßig trocken bei 56-70 %, feucht bei 71-85 %, sehr feucht (roh) bei über 85 %. Die relative Luftfeuchtigkeit wird in entgegengesetzter Richtung zu saisonalen und täglichen Temperaturschwankungen gemessen.

Die Luftfeuchtigkeit in Kombination mit der Temperatur wirkt sich stark auf den Körper aus. Die günstigsten Bedingungen für eine Person sind diejenigen, unter denen die relative Luftfeuchtigkeit 50% und die Temperatur 16-18 ° C beträgt. Bei einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit, die die Verdunstung verhindert, wird Wärme nur schwer vertragen und die Kältewirkung verstärkt sich, was zu einem größeren Wärmeverlust durch Wärmeleitung beiträgt. Kälte und Hitze werden in einem trockenen Klima besser vertragen als in einem feuchten.

Wenn die Temperatur sinkt, kondensiert die Feuchtigkeit in der Luft und bildet sich Nebel. Dies ist auch möglich, wenn warme, feuchte Luft mit kalter, feuchter Luft gemischt wird. In Industriegebieten kann Nebel giftige Gase aufnehmen, die bei einer chemischen Reaktion mit Wasser schwefelhaltige Substanzen bilden. Dies kann zu einer Massenvergiftung der Bevölkerung führen. In Seuchengebieten können Nebeltröpfchen Krankheitserreger enthalten. Bei Feuchtigkeit ist das Risiko einer Luftinfektion höher, weil. Feuchtigkeitströpfchen sind leichter diffundierbar als trockener Staub und können daher bis in die hintersten Winkel der Lunge vordringen.

Wolken, die über der Erdoberfläche durch Kondensation von in der Luft enthaltenem Wasserdampf entstehen, können aus Wassertröpfchen oder Eiskristallen bestehen. Die Bewölkung wird nach einem Elf-Punkte-System gemessen, wobei 0 der völligen Abwesenheit von Wolken und 10 Punkten der Bewölkung entspricht. Das Wetter gilt als klar und leicht bewölkt bei 0-5 Punkten geringerer Bewölkung, bewölkt bei 6-8 Punkten und bewölkt bei 9-10 Punkten.

Die Natur der Wolken in verschiedenen Höhen ist unterschiedlich. Wolken der oberen Schicht (mit einer Basis über 6 km) bestehen aus Eiskristallen; Sie sind leicht, transparent, schneeweiß, halten fast kein direktes Sonnenlicht zurück und erhöhen gleichzeitig, indem sie sie diffus reflektieren, den Strahlungseinfall vom Firmament (Streustrahlung) erheblich. Wolken der mittleren Stufe (2-6 km) bestehen aus unterkühlten Wassertropfen oder einer Mischung aus Eiskristallen und Schneeflocken, sind dichter, haben einen Graustich, die Sonne scheint schwach oder gar nicht durch. Die Wolken der unteren Ebene sehen aus wie niedrige graue, schwere Grate, Wellen oder ein Schleier, der den Himmel mit einer durchgehenden Decke bedeckt, die Sonne scheint normalerweise nicht durch sie hindurch. Tägliche Schwankungen der Bewölkung haben keinen streng regelmäßigen Charakter, und die jährliche Schwankung hängt weitgehend von den allgemeinen physikalischen und geografischen Bedingungen und Landschaftsmerkmalen ab. Bewölkung beeinflusst das Lichtregime und ist die Ursache für Niederschläge, die die Tagestemperatur und Luftfeuchtigkeit stark verletzen. Es sind diese beiden Faktoren, wenn sie ausgeprägt sind, die sich bei bewölktem Wetter negativ auf den Körper auswirken können.

Niederschlag kann flüssig (Regen) oder fest (Schnee, Getreide, Hagel) sein. Die Art der Niederschläge hängt von den Bedingungen ihrer Bildung ab. Wenn aufsteigende Luftströme mit hoher absoluter Luftfeuchtigkeit große Höhen erreichen, die durch niedrige Temperaturen gekennzeichnet sind, gefriert Wasserdampf und fällt in Form von Körnern, Hagel und Schmelzen aus - in Form von Starkregen. Die Niederschlagsverteilung wird durch die physikalischen und geografischen Gegebenheiten des Gebiets beeinflusst. Auf dem Kontinent fällt im Allgemeinen weniger Niederschlag als an der Küste. An den Hängen der Berge, die dem Meer zugewandt sind, gibt es normalerweise mehr von ihnen als auf den gegenüberliegenden. Regen spielt eine positive hygienische Rolle: Er reinigt die Luft, wäscht Staub weg; Mikroben enthaltende Tropfen fallen zu Boden. Gleichzeitig verschlechtert Regen, insbesondere Dauerregen, die Bedingungen der Klimatherapie.

Die Schneedecke schwächt aufgrund ihres hohen Reflexionsvermögens (Albedo) für kurzwellige Strahlung die Prozesse der Sonnenwärmeakkumulation erheblich und verstärkt den Winterfrost. Die Albedo von Schnee gegenüber UV-Strahlung ist besonders hoch (bis zu 97 %), was die Wirksamkeit der Winter-Heliotherapie besonders in den Bergen erhöht. Häufig verbessern kurzfristige Regen- und Schneefälle das Befinden wetterlabiler Menschen und tragen zum Verschwinden früherer wetterbedingter Beschwerden bei. Wenn die Gesamtniederschlagsmenge tagsüber 1 mm nicht überschreitet, gilt das Wetter als niederschlagsfrei.

Wind gekennzeichnet durch Richtung und Geschwindigkeit. Die Richtung des Windes wird durch die Richtung der Welt bestimmt, aus der er weht (Norden, Süden, Westen, Osten). Neben diesen Hauptrichtungen werden Zwischenkomponenten in Höhe von 16 Punkten (Nordost, Nordwest, Südost usw.) unterschieden. Die Stärke des Windes wird durch die dreizehnstufige Simpson-Beaufort-Skala bestimmt, nach der:

0 entspricht Windstille (Windgeschwindigkeit 0-0,5 m/s),

1 - leiser Wind,

2 - leichter Wind,

3 - schwacher Wind,

4 - mäßiger Wind,

5-6 - frischer Wind,

7-8 - starker Wind,

9-11 - Sturm,

12 - Hurrikan (über 29 m/s).

Eine starke kurzfristige Zunahme des Windes bis zu 20 m/s und mehr wird als Sturmböe bezeichnet.

Wind entsteht durch Druckunterschiede: Luft bewegt sich von Hochdruckgebieten zu Tiefdruckgebieten. Je größer der Druckunterschied, desto stärker der Wind. Die Inhomogenität des Drucks in horizontaler Richtung ist auf die Inhomogenität des thermischen Regimes auf der Erdoberfläche zurückzuführen. Im Sommer erwärmt sich das Land stärker als die Wasseroberfläche, wodurch sich die Luft über dem Land durch die Erwärmung ausdehnt, aufsteigt und sich in horizontale Richtungen ausbreitet. Dies führt zu einer Abnahme der Gesamtluftmasse und damit zu einer Druckabnahme an der Erdoberfläche. Daher strömt im Sommer relativ kühle und feuchte Meeresluft in den unteren Schichten der Troposphäre vom Meer zum Land, und im Winter bewegt sich umgekehrt trockene Kaltluft vom Land zum Meer. Solche saisonalen Winde ( Monsun) sind in Asien am stärksten ausgeprägt, an der Grenze zwischen dem größten Festland und dem Ozean. Sie werden auch im Fernen Osten beobachtet. Der gleiche Windwechsel wird tagsüber in Küstengebieten beobachtet - dies Brisen, d.h. Winde, die tagsüber vom Meer zum Land und nachts vom Land zum Meer wehen und sich über 10-15 km auf beiden Seiten der Küste ausbreiten. In den südlichen Seebädern reduzieren sie im Sommer tagsüber das Hitzeempfinden. In Berggebieten entstehen Bergtalwinde, die tagsüber die Hänge (Täler) hoch und nachts von den Bergen herunterwehen. Die Berggebiete sind durch einen eigentümlichen warmen, trockenen Wind gekennzeichnet, der von den Bergen weht - Haartrockner Es entsteht, wenn sich Berge im Weg des Luftstroms mit einem großen Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Gebirges befinden. Aufsteigende Luft führt zu einem leichten Temperaturabfall und ein Absenken zu einem deutlichen Anstieg. Infolgedessen erwärmt sich kalte Luft, die von den Bergen herunterkommt, und verliert Feuchtigkeit, sodass die Lufttemperatur während eines Haartrockners in kurzer Zeit (15 bis 30 Minuten) um 10 bis 15 ° C oder mehr ansteigen kann. Bei horizontaler Luftbewegung aus heißen und sehr trockenen Gebieten treten trockene Winde auf, bei denen die Luftfeuchtigkeit auf 10-15% sinken kann.

Bei niedrigen Temperaturen erhöht der Wind die Wärmeübertragung, was zu Unterkühlung führen kann. Je niedriger die Lufttemperatur, desto härter wird der Wind vertragen. Bei heißem Wetter erhöht der Wind die Hautverdunstung und verbessert das Wohlbefinden. Ein starker Wind wirkt ungünstig, ermüdet, reizt das Nervensystem, erschwert die Atmung, ein kleiner Wind wirkt tonisierend und anregend.

Elektrischer Zustand der Atmosphäre bestimmt durch die Stärke des elektrischen Feldes, elektrische Leitfähigkeit der Luft, Ionisation, elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Die Erde hat die Eigenschaften eines negativ geladenen Leiters und die Atmosphäre - eines positiv geladenen. Die Potentialdifferenz zwischen der Erde und einem Punkt in 1 m Höhe (elektrischer Potentialgradient) beträgt 130 V. Luftleitfähigkeit aufgrund der Anzahl der darin enthaltenen positiv und negativ geladenen atmosphärischen Ionen (Aeroionen). Luftionen entstehen durch Ionisierung von Luftmolekülen aufgrund der Ablösung von Elektronen von ihnen unter dem Einfluss von kosmischer Strahlung, radioaktiver Strahlung aus dem Boden und anderen ionisierenden Faktoren. Die freigesetzten Elektronen werden sofort an andere Moleküle gebunden. So entstehen positiv und negativ geladene Moleküle (Aeroionen) mit hoher Beweglichkeit. Kleine (leichte) Ionen, die sich auf schwebenden Luftpartikeln ablagern, bilden mittelschwere, schwere und ultraschwere Ionen. In feuchter und verschmutzter Luft nimmt die Zahl der Schwerionen stark zu. Je sauberer die Luft, desto mehr leichte und mittlere Ionen enthält sie. Die maximale Konzentration leichter Ionen tritt in den frühen Morgenstunden auf. Die durchschnittliche Konzentration positiver und negativer Ionen liegt zwischen 100 und 1000 pro 1 cm 3 Luft und erreicht in den Bergen mehrere tausend pro 1 cm 3 . Das Verhältnis von positiven zu negativen Ionen ist Unipolaritätsfaktor. In der Nähe von Gebirgsflüssen, Wasserfällen, wo Wasser spritzt, steigt die Konzentration negativer Ionen stark an. Der Unipolaritätskoeffizient in Küstengebieten ist geringer als in vom Meer entfernten Gebieten: in Sotschi - 0,95; in Jalta - 1.03; in Moskau - 1.12; in Alma-Ata - 1.17. Negative Ionen wirken sich positiv auf den Körper aus. Negative Ionisierung ist einer der heilenden Faktoren beim Kaskadenbaden.