Во время перепадов температур, которые имеют место в нашем регионе, у многих учащихся школы наблюдалось ухудшение самочувствия. Что является причиной недомоганий? Не связано ли это с резкими скачками атмосферного давления, которые сопровождают колебания температур?
Вложение | Размер |
---|---|
rabota_vliyanie_ad.docx | 62.01 КБ |
ГОРОДСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ЮНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ
«ШАГ В БУДУЩЕЕ»
РОССИЯ, ГОРОД СУРГУТ
Исследование влияния изменений атмосферного давления на самочувствие школьников.
Автор: Тверитнев Виталий Юрьевич, ученик 8д класса
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Средняя образовательная школа №15
Научный руководитель: Карайсенлы Аэлита Евгеньевна, учитель физики.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Средняя образовательная школа №15
2019г
Исследование влияния изменений атмосферного давления на самочувствие школьников.
Аннотация
Во время перепадов температур, которые имеют место в нашем регионе, у многих учащихся школы наблюдалось ухудшение самочувствия. Что является причиной недомоганий? Не связано ли это с резкими скачками атмосферного давления, которые сопровождают колебания температур? Изменяется ли содержание кислорода в воздухе? Проводя собственные измерения, я обнаружил, что в прогнозах погоды значения низкого давления завышены на 15-20 мм.рт.ст. Это говорит о том, что колебания показателей давления, намного превосходят норму, при которой эти изменения считаются безопасными. В данной работе освещается проблема влияния погодных условий на школьника и разработаны рекомендации по охране здоровья и улучшению самочувствия.
Содержание:
Введение……………………………………………………………………………… стр.4
II. Эмпирическое исследование влияния атмосферного давления на здоровье человека.
3.1 Вопросы для опроса учащихся……………………………………………стр.16
3.2 Выводы по результатам опроса…………………………………………..стр.16
III. Рекомендации по улучшению здоровья школьников во время перепадов атмосферного давления………………………………………………………………….стр.16
Заключение…………………………………………………………………………стр.17
Библиография……………………………………………………………………… стр.17
Введение.
Здоровье человека - тема достаточно актуальная в наше время -это очень важная человеческая потребность. Она является необходимой составляющей в гармоническом развитии личности и влияет на все сферы деятельности человека: способность к физическому и умственному труду, умение налаживать контакты в общении, развиваться интеллектуально, физически, духовно, проявлять свои способности и таланты и т.д.
По данным статистики, всего 10% процентов выпускников российских школ сегодня могут считаться здоровыми. Огромное количество российских школьников предрасположены, к развитию серьезных хронических заболеваний. Понятно, что плохое самочувствие ведет к нежеланию учиться и неспособности усваивать учебный материал. Человечество должно учитывать факторы, влияющие на здоровье, и минимизировать их негативное действие.
С древних времен люди знали о взаимосвязи самочувствия с явлениями природы, о чем свидетельствуют исторические записи. Так 400 лет назад в Индии говорили о том, что растения оказывают лечебное действие на организм человека, благодаря солнцу и дождям. Тибетская медицина связывает множество болезней с погодными условиями. Древнегреческий целитель Гиппократ писал в своих афоризмах, в частности, что организмы людей ведут себя различно в отношении времени года, одни расположены ближе к лету, другие к зиме. В России изучение влияния климата, сезонов и погоды на человека началось с основанием Российской Академии наук в Петербурге (1725 г.). В развитии теоретических основ этой науки большую роль сыграли выдающиеся отечественные ученые И.М. Сеченов, И.П. Павлов и другие (1).
Немаловажную роль в самочувствии человека играет атмосферное давление. Сообщая по радио о погоде, дикторы в конце обычно сообщают: атмосферное давление 750мм.ртутного столба (или 748, или 759…). Но многие ли понимают, что значит? Что бы человек чувствовал себя комфортно атмосферное давление должно составлять 760 мм.рт. ст, если это значение отклоняется на 10-15 пунктов, организм человека реагирует ухудшением самочувствия. ( 3 )
В северных широтах происходят сильные непериодические изменения атмосферного давления. Атмосферное давление меняется и действует на организм человека. Реакция на изменения атмосферного давления зависит от возраста, состояния здоровья, от особенностей организма, и его телесной и психической конституции, и какое время человек живет в данном регионе. Поэтому точные границы колебаний АД, негативно влияющих на человека очень трудно определить.
Однако доказано, что существенных изменений в здоровье человека, колебания атмосферного давления и значений температур не несет. Здоровые люди небольшие перепады переносят легко и почти незаметно. У них происходит своевременное подстраивание физиологических процессов в организме, к изменившимся условиям окружающей среды. У больного человека приспособительные реакции ослаблены. Поэтому организм теряет способность быстро подстраиваться. Некоторые больные очень чувствительны даже к незначительным изменениям атмосферного давления. Влияние природно-климатических условий на организм человека (4)
Цель исследования: – выяснить, как влияют на организм человека перепады температур и давления, и можно ли защитить здоровье школьника от негативного воздействие этих факторов
Объектом исследования является атмосферное давление, действующее на человека.
Предметом исследования выступает взаимосвязь между самочувствием школьника и отклоняющимся от нормы атмосферным давлением.
Гипотеза: Атмосферное давление влияет на человека, когда оно ниже или выше нормы.
Задачи исследования:
Для решения поставленных задач, мною были использованы теоретические и эмпирические методы исследования. Эмпирическое исследование производилось на базе образовательного учреждения города Сургута в декабре 2018г. и в январе-феврале 2019г. В исследовании приняли добровольное участие 32 подростка в возрасте 13-14 лет.
При теоретическом исследовании выяснилось, что атмосферное давление на поверхности земли неравномерно и непостоянно. Величина его зависит от географических условий, времени года, суток и различных атмосферных явлений. Чем выше над землей, поднимаясь в горы, тем давление меньше, и чем ниже – опускаясь в глубины земли, тем оно больше. Изменение атмосферного давления влияет на силу и направление ветра, частоту и количество осадков, и колебаний температуры. Это приводит к изменению погоды и оказывает влияние на здоровье людей. Еще в глубокой древности наши предки знали о зависимости самочувствия и погодных явлений. В северных широтах отмечено понижение содержания кислорода в воздухе и низкие среднестатистические показатели атмосферного давления, чем в средних широтах. Кроме того, в нашем регионе, имеют место частые непериодические перепады атмосферного давления. Проживание людей в условиях северных широт влияет на здоровье человека. Степень влияния изменяющегося атмосферного давления на самочувствие школьников моего класса и классов по параллели изучалась мной в эмпирической части моего исследования. Практическая часть научно-исследовательской работы была разделена на 4 этапа:
На первом этапе я измерял температуру и атмосферное давление, определял пики изменения температур и скачков атмосферного давления, находил закономерности.
На втором этапе – проводил опрос среди учащихся моей школы.
На третьем этапе изучал мнение квалифицированных медицинских работников: провел беседу с врачом детской поликлиники, и изучал мнения врачей на медицинском форуме.
На четвертом этапе сопоставил полученные результаты.
Это позволило мне сделать вывод: моя гипотеза, о том, что превышающее норму завышенное или заниженное атмосферное давление влияет на самочувствие школьников, верная.
Структура работы обусловлена логикой экспериментального исследования и включает в себя: введение, две главы - теоретическую и эмпирическую, заключение, библиографию
I. Теоретическое исследование.
Воздух, естественная смесь газов, главным образом азота и кислорода, составляющая земную атмосферу. Под действием воздуха и воды совершаются важнейшие геологические процессы на поверхности Земли, формируется погода и климат. Воздух является источником кислорода, необходимого для нормального существования подавляющего числа живых организмов (см. Дыхание, Аэробы). Сжиганием топлива на воздухе человечество издавна получает необходимое для жизни и производственной деятельности тепло (см. Горение, БСЭ)
В соответствие с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент, окружающей среды, представляющих собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных, и иных помещений».
В 1754 году Джозеф Блек экспериментально доказал, что воздух представляет смесь газов, а не однородное вещество.
Вещество | Обозначение | По объёму, % | По массе, % |
N2 | 78,084 | 75,5 | |
O2 | 20,9476 | 23,15 | |
Ar | 0,934 | 1,292 | |
CO2 | 0,0314 | 0,046 | |
Ne | 0,001818 | 0,0014 | |
Kr | 0,000114 | 0,003 | |
CH4 | 0,0002 | 0,000084 | |
He | 0,000524 | 0,000073 | |
H2 | 0,00005 | 0,00008 | |
Xe | 0,0000087 | 0,00004 |
Состав воздуха может меняться в небольших пределах: в крупных городах содержание углекислого газа немного выше, чем в лесах; в высокогорье и на больших высотах концентрация кислорода немного ниже вследствие того, что молекулы кислорода тяжелее молекул азота, и поэтому концентрация кислорода с высотой уменьшается быстрее. В различных частях Земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа. ( 4)
Атмосферное давление — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней. В покоящейся стационарной атмосфере, давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением (101 325 Па). С высотой - атмосферное давление уменьшается, так как уменьшается плотность газов. Давление воздуха вблизи земли обусловлено его собственным весом. В соответствии с международной системой единиц - СИ, единицей измерения давления является гектопаскаль (гПа). В обслуживании ряда организаций, разрешается использовать миллиметры ртутного столба. (1мм.рт. ст. соответствует 1,33 гПа) (2)
2. Изменение значений атмосферного давления во взаимосвязи с климатическими изменениями погоды и содержанием в воздухе кислорода.
Атмосферный воздух Земли находится в постоянном движении. Его перемещение мы ощущаем в виде ветра, который переносит тепло от экватора к полюсам и влагу от моря к суше, где она выпадает в виде живительного дождя. (6)
Под действием солнца, участки суши и моря нагреваются по-разному. Более плотный холодный воздух образует область с высоким давлением и устремляется к менее плотному - теплому, который образует область низкого давления - возникает ветер. У экватора плотность воздуха меньше, и он поднимается вверх и направляется к полюсам. У поверхности Земли – наоборот, потоки воздуха устремляются к экватору.
На неподвижной Земле большая конвекционная ячейка достигла бы полюсов, приводя к прямому обмену между наиболее теплыми и холодными областями Земли. Однако такая структура не может быть стабильной. На неподвижной Земле большая конвекционная ячейка достигла бы полюсов, приводя к прямому обмену между наиболее теплыми и холодными областями Земли. В результате две ячейки вызываемые поднятием воздуха у Экватора, называемые ячейками Хэдли, закрываются опусканием воздуха на широтах примерно 30o (Рис. 1.4). Северная граница этих ячеек отмечается наличием сильных западных ветров в верхней тропосфере. На поверхности, вращение Земли вызывает отклонение потока идущего от средних широт к Экватору вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. Это приводит к возникновению восточных ветров, пассатов, характерных для тропических широт . (7)
Важное значение в формировании погоды, имеет охлаждение огромных масс воздуха в арктической и антарктической областях, которые при циркуляции, соприкасаются с нагретым воздухом субтропических и экваториальных районов, образуя различные фронты. Движение вихревых течений циклонов и антициклонов из Арктики сопровождается резкими и частыми колебаниями атмосферного давления, перепадами температуры и влажности. Когда атмосферное давление низкое то выпадают осадки. Установлено, что для человека неблагоприятны области низкого и области высокого давления.
Погоду характеризует температура и влажность воздуха, атмосферное давление и скорость ветра, интенсивность солнечной радиации, количество осадков и другие факторы, суточные и годовые колебания погоды во многих районах достаточно устойчивы, и люди к ним настолько приспособились, что не чувствуют этого. Совсем иначе реагируют на перемены погоды люди, страдающие хроническими заболеваниями. Об этом известно еще со времен Гиппократа. Уже он знал, что в определенные сезоны течение некоторых заболеваний обостряется, что в ясную и сухую погоду человек чувствует себя лучше, чем в периоды дождей.
Как правило, резкие, аритмичные колебания погоды, «прыгающие» в пределах одних-двух суток, в первую очередь «бьют» по наиболее слабому звену организма, по системе с пониженной устойчивостью. Известно, что морозы, сопровождающиеся сильным ветром и значительным—на 15-20 миллиметров ртутного столба—повышением атмосферного давления, провоцируют спазмы сосудов, а больных с хронической кислородной недостаточностью—гипоксией и гипотонией — пониженным артериальным давлением. Любопытно, что такие больные так же реагируют на жаркую, душную погоду и летом. У большинства из них насыщение артериальной крови кислородом может снижаться с 96 ^о 94 процентов. Неприятные, болезненные ощущения некоторые люди испытывают даже в те дни, когда самые," казалось бы, «влиятельные» характеристики погоды меняются весьма незначительно. Скажем, температура воздуха сдвигается в пределах 3—7 градусов, влажность—10—15 %, атмосферное давление—не более чем на 5—10 миллиметров ртутного столба. Иными словами, небольшие колебания физических свойств воздуха неожиданно приобретают жизненно важное значение для организма, разумеется, ослабленного хроническим заболеванием. Не менее любопытные данные были получены в процессе определения динамики содержания кислорода в атмосфере в дни, когда над конкретным районом проходил теплый или холодный воздушный фронт. Оказалось, что похолодание сопровождается постепенным повышением содержания кислорода в воздухе, а потепление — уменьшением его количества. Особенно низкие цифры кислорода в воздухе регистрировались всякий раз, когда в том или ином районе устанавливалась область низкого атмосферного давления в сочетании с теплым — и потому бедным кислородом—воздушным фронтом. В это время житель равнины словно поднимается в горы на высоту 500—1000 метров над уровнем моря. Становится понятным, почему в такие дни особенно тяжко чувствуют себя люди ослабленные, а также страдающие нарушениями деятельности сердечно - сосудистой и дыхательной систем. У них, по выражению И. М. Сеченова, уже имеется своя «внутренняя высота», то есть кислородная недостаточность, обусловленная каким-либо заболеванием или утомлением. Когда такие больные оказываются в условиях кислородного дефицита, у них на имеющуюся хроническую, привычную для них, наслаивается «острая» кислородная недостаточность, зависящая от смены погоды. (8)
В нашем регионе понижено содержание кислорода в воздухе. Значит, при низком давлении появляется кислородная недостаточность для всех людей и здоровых и больных.
3. Влияние атмосферного давления на организм человека.
По характеру метеотропного воздействия выделяют следующие типы погоды.
I. Гипоксический тип. Понижение атмосферного давления приводит к понижению парциального напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе, что ведёт за собой уменьшение насыщения крови кислородом – возникает гипоксия клеток и тканей организма. Гипоксия приводит к нарушению метаболизма и жизнедеятельности основных систем – сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной системы. Учащается частота сердечных сокращений, учащается количество сердечных приступов, нарушений ритма сердца, увеличивается количество гипертонических кризов, обострений заболевания органов дыхания, людей начинают беспокоить головные боли, могут возникать нарушения мозгового кровообращения. В картине периферической крови (взятой из пальца) отмечается увеличение количества лейкоцитов – проявление стресс-реакции организма. Более того, при низком атмосферном давлении повышается давление в желудке и кишечнике, что ведёт к более высокому стоянию диафрагмы. Всё это ещё более затрудняет деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
Нарушения деятельности сердца приводят к нарушениям кровообращения в конечностях. Возникают боли в суставах, в стопах, возможны онемения пальцев. Подобные влияния небезопасны и для относительно здоровых людей, с перепадами атмосферного давления могут не справиться адаптационные механизмы и молодого организма
II.Спастический тип. Повышение атмосферного давления действительно ведёт к повышению насыщению крови кислородом, но при этом повышается и сосудистый тонус – возникают спастические сокращения сосудистой стенки, что ведёт к нарушению кровоснабжения органов и тканей. Клетки начинают испытывать энергетический голод Особенно тяжело при этом гипертоникам, больным бронхиальной астмой, ишемической болезнью сердца с недостаточностью кровообращения, страдающим спастическим колитом.
Итак, мы видим, сколь небезопасны колебания атмосферного давления. Особенно чувствительны к ним метеозависимые люди, жители крупных городов. Воздух больших мегаполисов перенасыщен тяжёлыми ионами, асфальт и фасады городов нарушают естественный водообмен, задерживают осадки (9)
Советы врачей:
Будет ли смена атмосферного давления влиять на организм человека, полностью зависит от его общего состояния, наличия тех или иных заболеваний, способности конкретного организма к акклиматизации. Чаще всего метеочувствительностью страдают те люди, которые мало бывают на свежем воздухе, заняты умственным трудом и ведут сидячий образ жизни. Поэтому, прежде всего, им нужно менять свой образ жизни. Здоровые люди, ведущие активный образ жизни, перепадов давления не чувствуют, однако это не значит, что оно на них не действует. Это нужно учитывать, к примеру, водителям автотранспорта, потому что при резкой смене метеоусловий у человека может наблюдаться снижение концентрации внимания. Что может привести к негативным последствиям. Переутомление или любое заболевание заметно снижают резервы нашего организма, поэтому у 40-75 % больных имеется метеочувствительность.
1). На состояние организма человека влияет не столько значение самого давления (низкое-высокое), сколько его резкие перепады.
2). Положение усугубляется недостатком кислорода в воздухе нашего региона.
3). У больных, страдающих сердечно-сосудистыми, бронхо-легочными заболеваниями, повышенным или пониженным артериальным давлением крови, могут происходить серьезные отклонения в здоровье.
4). Советы врачей:
4.1. Спать следует не меньше 9 часов, ложась при этом по возможности, на пару часов раньше обычного.
4.2. Для улучшения сна будет не лишне выпить чашку чая с ромашкой или мятой.
4.3. С наступлением утра, прежде, чем встать с постели, лучше сделать
легкий массаж голеней и ступней, после чего приступить к утренней зарядке. Смысл утренних упражнений заключается в том, чтобы
привести сердечно-сосудистую систему организма в тонус.
4.4. В зависимости от общего физического состояния в периоды колебаний
давления, рекомендуется избегать выполнения наклонов, приседаний
и других упражнений, требующих поддержания равновесия.
4.5. Завершать пробуждение лучше контрастным душем, который не только
благотворно сказывается на общем состоянии организма, но и
способствует улучшению работы сердечно-сосудистой системы. (8)
4.6. Необходимо уменьшить физическую нагрузку, больше отдыхать. (10)
4.7. При низком атм. давлении появляется одышка, так как одышка не является специфическим симптомом какого-либо конкретного заболевания, то и методы ее устранения могут быть самыми различными. Наиболее действенным, конечно, является устранение основного заболевания, которое явилось причиной затрудненного
дыхания. Если же это не представляется возможным, то врачи
назначают поддерживающую и симптоматическую терапию,
направленную на восстановление нормального дыхательного ритма
(например, при астме или онкологических заболеваниях).
(12)
II. Эмпирическое исследование атмосферного давления на здоровье человека.
Для измерения температуры я использовал спиртовой термометр. Ртутный не подходит, так как при -40, ртуть становится твердой. Единица измерения 1ͦ С. Цена деления 1ͦ С.
Действие термометра основано на тепловом расширении жидкости .
Для измерения атмосферного давления я использовал лабораторный барометр-анероид. На нем две шкалы: мм.рт. столба и Паскали.
Давление внутри коробки постоянно, поэтому при изменении атмосферного давления мембрана изгибается в большей или меньшей степени. К мембране, через пружинку прикреплена стрелка, которая и показывает на шкале значение атмосферного давления.
Нормальное атмосферно давление около 760 мм.рт. столба или 101325 Па. За погрешность измерения беру половину цены деления прибора.
В течение декабря, января и половины февраля, я измерял температуру и давление и заносил их в таблицу. По таблицам построил диаграммы для наглядности скачков температуры и значений атмосферного давления. Приложение1.
По результатам выполненных измерений провел несколько опросов среди учащихся 8х классов во время сильных морозов, и во время резких падений температур. И занес показания в таблицу. Сравнил результаты.
Приложение 2.
а) Вопросы для опроса:
1. При большом атм. давлении, гипертоникам и метеозависимым людям
следует избегать активных физических нагрузок. Больше отдыхать и есть
низкокалорийную еду.
2.При жарких антициклонах тоже стоит избегать физических нагрузок,
желательно находиться в помещении с кондиционером, в рацион питания
включить продукты богатых калием.
3 .Не стоит курить и пить, так как это приводит к метеозависимости.
4. Важно высыпаться! Сон помогает меньше чувствовать упадок сил,
головную боль, лень и т. д. Утром можно позволить чашку напитка,
содержащего кофеин.
5. Давление влияет на бессонницу – поэтому рекомендуется пить чай с
мятой, валерьяну, будет полезен глицин.
6 .Для снижения артериального давления помогает лимон. Лимон можно
употребить с чаем.
7. Вести активный образ жизни (Гулять, заниматься спортом и т.д.)
Исходя из выше сказанного, с учетом теоретического и практического исследования, учитывая советы медицинских работников, я разработал рекомендации по улучшению здоровья школьников, в сложных изменяющихся условиях погоды:
При понижении температуры воздуха и повышении атмосферного давления – расширяйте сосуды и разжижайте кровь, выпейте горячего чая с лимоном, мятой, подвигайтесь, сделайте массаж, примите горячую ванную.
При повышении температуры и понижении атмосферного давления
(это переносится труднее): отложите важные дела, пейте много воды, сделайте массаж головы-шеи, можете поесть что-нибудь соленое: селедку или соленый помидор) или просто отдохните-поспите.
В результате проведенных исследований мне удалось обнаружить , что более неблагоприятное влияние на здоровье человека наблюдается именно в период резкого повышения или понижения атмосферного давления, что сопровождается так же скачками температур. Чем медленнее происходят изменения, тем лучше и без негативных последствий приспосабливается к нему организм человека. изическое здоровье человека в его руках, даже если он живет в таком регионе, где сложные погодные условия. Проводя собственные измерения, я обнаружил, что в прогнозах погоды значения низкого давления, как правило, завышены на 15-20 единиц. Это говорит о том, что на самом деле колебания показателей давления, намного превосходят норму, при которой эти изменения считаются безопасными, то есть не влияющими на ухудшение самочувствия людей. Меня заинтересовал тот факт, что практически все опрошенные школьники, в большей или меньшей мере реагировали ухудшением самочувствия при таких скачках показателей давления. Я взял интервью у детского педиатра, который дал мне несколько советов по облегчению состояния учащихся, и проверил их на себе и своей семье, и убедился в том, что они действительно работают. Основываясь на проделанных измерениях, опросах, и изучении теоретического материала, я разработал рекомендации по улучшению самочувствия школьников во время скачков температур и сильных перепадов давления. Каждый школьник может помочь себе, следуя несложным рекомендациям.
Практическое значение: полученные результаты позволяют увидеть картину воздействия атмосферного давления на организм человека и могут быть использованы для улучшения самочувствия учащихся в школе.
Библиография:
Развешиваем детские рисунки дома
Позвольте, я вам помогу
Как представляли себе будущее в далеком 1960-м году
Астрономы наблюдают за появлением планеты-младенца
Пчёлки на разведках