利用气象要素还可以预测鱼汛和捕获量。这是因为气候的变化直接或间接影响海洋鱼类生物的繁殖生长、栖息、洄游和捕涝作业。闽东渔场根据每年11月中、下旬,鱼群就开始从浙江沿海南游,进入闽东渔场,随着气温的不断下降,鱼群不断往南洄游,因此,秋季冷空气活动的早晚、强弱和范围对鱼群洄游时间、路线关系很大。因此,依据汛前温度、降水、大风等气象因素与渔业生产和渔获量的关系,运用二级判别,统计了闽东台山站1971~1983年的气象资料,按拟合率最高为原则,对预报因子(0.1)化,求方程系数,计算历年预报量,确定判据。其年产量的年际变化趋势预报方程为:
Y1=0.85X1+0.85X2+X1X2
Y2=0.85X1+0.50X3+0.50X1X3
Y3=0.85X2+0.50X3+0.50X2X3
其中X1、为台山站10月份平均气温与10月下旬极端最低温度。凡是月平均气温在21°~22.1℃之间或极端最低气温>15.0℃时X1为“1”,其余为“0”,拟合率为91%。X2为台山站气温稳定通过23℃终日期及10月份大风日数。凡是当气温稳定通过23℃终日期较前年为迟(或相等),且大风日数<20天时X2为“1”,其余为“0”,拟合率91%。X3为台山站10月份降水距平百分率。凡是<-40%时X3为“1”,>-40%为“0”,拟合率83%。判据Yc1=2.7,当Y1=Yc1时,其产量较上一年上升,Y1≠Yc为下降;Yc2=0.85,当Y1≥Yc2时,其产量较上一年上升,Y2<YC2为下降;Yc3=0.85,当Y3≥Yc3时,其产量较上年上升,Y3<Yc3时为下降。
利用上述三个公式就可以进行冬汛产量趋势预报,经历史验证和三年试报,效果较好。目前,全国各地气象部门利用数理统计、遥感等方法,开展了多种多样的产量预报和估测。除广泛开展了对粮食作物产量预报外,还开展了对经济作物、水果、蔬菜以及医药,水产品,畜牧产品的产量预报和估测,这对商品采购、调运计划的制定和采购,无疑是十分重要的情报。
气候与人体健康
气候与生命有着极其密切的关系。地球上能产生如此丰富多彩的生物世界,这与地球上良好的气候条件是分不开的。至今为止,天文界还没有发现任何其他一个有生命的天体,说明了地球这样良好的气候条件在宇宙中是极为罕见的。
地球气候的优越性首先表现在温度适宜,水汽充足。地球表层附近的温度一般在±40℃之间。地球上的不多为液态,是最好的溶媒,也是生命活动最好的载体。温度在0℃以下不太低时,生物还有适应这种寒冷活动的保护措施,以维持体内的生命活动。
人是最高级的生物,对气候的要求更严格,但人类有强大生产力,能生产良好装备,适应各种气候。但是这种装备的能力毕竟是有限的。因此,人类的生、老、病、死的一定范围内,是受到气候条件约束的。
温度是主要的气候要素之一,对人类的繁衍生息起到重要作用。人类靠饮食的营养进行新陈代谢过程,同时也供给人体热量。人属于恒温动物,其体内温度或直肠温度37℃,皮肤温度33℃,这就有利于把新陈代谢多余的热量排放到外界。据研究,人体是通过辐射、热量对流、汗液蒸发及呼吸4种途径排出热量的。当环境温度为10℃,相对湿度为50%时,在失去的热量中有42%是通过辐射过程,26%通过对流热量交换,汗液蒸发占18%。呼吸过程中人体呼出潮湿温暖的空气,其中既有热量,也有水汽蒸发热。
人体通过新陈代谢过程产生热量,供给人体活动能力。所需热量决定于人的劳动强度与外界温度两个因素。人们曾研究了人体在各种气候条件下产生热量的数量。例如,在-30℃条件下,每个人每天需产生2.1万焦热量,而在30℃时,只需1.3万焦热量。
但当外界很冷与很热的条件下,就会使人体与外界的热交换处于不正常状态,轻者可引起活动力下降或局部肌体损伤,重者可危及生命。
据研究,当人的直肠温度下降到31℃~32℃时,就会丧失知觉,下降到26℃时就会死亡。但是各人种及个人的抗寒能力有所不同。据达尔文观察合恩角的雅克印第安人的结果,他们可以在近乎裸体的条件下忍受晚上3℃与白天7℃无雨条件下的寒冷。20世纪人们发现澳大利亚土人在无衣着的条件下可以在-2℃~10℃的冬日生存。
一般情况下,全裸人体在理论上可忍受6℃寒冷。当外界温度在10℃以下裸体及衣着单薄时,身体可能受到冻害。为抵御冻害,身体就会发生颤抖,使新陈代谢率提高,但能提高的数值是很有限的。寒冷使表层微血管血液循环受阻,堆积而生冻疮,以致肌体坏死。
在寒冷时风能带走热量,加强寒冷的危害。一般说来在气温0℃时,只要每秒6米的风速,就相当于无风时-10℃的寒冷。
当人体无法正常排出新陈代谢所产生的热量时,就感觉热。有效温度是衡量热的一个常用的指标,它比温度更有代表性,这是由于它除了温度外,还包含了湿度的作用在内。有效温度Te=0.4(Td+Tw)+4.8。这里Td就是一般温度表所测出的温度,称干球温度;Tw则是温度表球部包了一层有水分不断供给的湿纱布后所测量到的温度。由于纱布的蒸发吸热,湿球温度比干球温度低。如果空气饱和,蒸发也就停止,Td与Tw就相等了。空气越干燥,二者相差越大。
当人作轻微劳动时,Te为28℃时,能使人的直肠温度保持正常。劳动加重,新陈代谢过程加速。例如在重体力劳动条件下,Te为25℃时,直肠温度就开始上升了。
汗具有调剂体温的重要功能。人只能每小时出汗2升(相当于每平方米皮肤面积散热292.9万焦),体温也只下降0.7℃左右。
据研究,当直肠温度超过39℃时,人体机能就开始混乱了,超过40.5℃时,循环系统失去效用,而超过42℃就会发生死亡。
在强辐射区全身暴露时,辐射每小时能增加104.6万焦的热负荷。皮肤对辐射还有保护性反映,长期暴露在阳光下,皮肤角质层就会增厚,引起皮肤发皱。其中紫外辐射还能引起皮肤癌。据美国资料报道,皮肤癌的发病率在南方多于北方,户外工作者多于室内工作者,这与暴露在阳光下的时间长短与辐射强度大小有关。
氧气是人体新陈代谢不可缺少的气体。氧气在大气中占21%,在海平面气压约1000百帕,氧的分压约210百帕。但随着高度上升,气压下降,氧的分压也随之下降。一般人可以适应氧分压减少20%的情况,即海拔2000米高度。再升高就会出现高山病。表现为呼吸加速,因呼出气体中有大量的二氧化碳,血液失氧,发生成分变化。同时还发生头痛、疲倦,甚至恶心的感觉。6000米以上高度,大脑严重缺氧,甚至会失去知觉。只有经过良好锻炼,体质又好的登山运动员才在这种条件下具有活动能力。
空气湿度对人体也有重要影响。因为空气湿度的大小,直接影响人体各种生理机能。据研究,当人体失去体重2%的水分时,生理机能就开始受到影响,感觉十分干渴。失去体重5%的水分时,体温与脉搏都会上升。失水达体重的7%以上时,血液变得浓稠,影响循环,以致导致死亡。
以上讲的是健康身体对气象条件的反应。气象条件直接影响到生理机能的正常运行与异常情况。超出一定气候条件,生命就会终止。对于病人来说,同气候的关系就更密切。例如,猩红热在空气干燥、气压稍高时,发病率随温度的上升而增加,因此,在气压较低、湿度较大的夏季与温度低的冬季发病率都低。流行性脑膜炎则在干、热和低气压时发病率高,其他天气条件下较少。据西安5年的资料发现,肝炎发病率当温度在0℃~10℃之间、气压在972百帕~982百帕之间、相对湿度在55%~85%之间时发病率最高。以上各种传染病的高发期都是天气条件最有利于其细菌与病毒繁殖的时期。功能性的疾病大都与身体适应气候的能力有关,因而也具有明显的季节性。如心脏病多发生在11月至次年4月,肺炎、支气管炎则多发病于冬季。据日本山崎的研究,温度有10℃以上的急剧变化时,心肌梗塞的发病率显著增加。冬季易发脑出血,尤其是温度最低时更易发病。脑梗塞多发病于六、七月的高温阴雨季节。据日本研究的结果,低气压是心血管疾病死亡率增高的诱发因素。这时,大气压与血管内压、气象特征与肌体内部韵律的平衡关系都受到干扰。