Потребность в санаторно-курортном лечении в Республике Казахстан постоянно растет, что требует пересмотра потенциальных возможностей курортных регионов, изучения перспектив их рационального использования и оценки климато-курортологического потенциала на основе изучения соответствия свойств климата и условий погоды курортной местности требованиям использования климатолечения, активного и пассивного отдыха с помощью биоклиматического анализа (градаций теплового баланса, продолжительности комфортного и субкомфортного периодов, радиационного режима, повторяемости различных медицинских типов погоды и т.д.). Необходимость таких исследований погодно-климатических условий особенно актуальна в последние годы, так как довольно активно растет негативное антропогенное влияние на курортные факторы. Экстремальные изменения климата с увеличением сильных и экстремально сильных явлений, особенно региональные их проявления, за последние 55 лет практически удвоились, а прогностические данные неутешительны, так как и в дальнейшем будет происходить усиление циклонической деятельности [1—4].

Цель исследования — изучить и оценить климато-курортологический потенциал курорта Алма-Ата на основе анализа многолетних (1975—2005 гг.) данных метеорологических наблюдений (циркуляционный, радиационный, термический режимы, ветровое состояние, оценка воздействия на организм погодно-климатических факторов) с выявлением сезонных особенностей и соответствия микроклиматических условий требованиям для проведения климатолечения, активного и пассивного отдыха.

Материал и методы

В работе с помощью биоклиматического анализа (повторяемость типов погоды, продолжительность комфортного и субкомфортного периодов, радиационный режим и др.) материалов многолетних метеорологических наблюдений (1975—2005 гг.) дана оценка климатопогодных условий с определением возможного биотропного влияния на организм.

За основу данной оценки был принят модульный принцип, преимуществом которого является структурная независимость модулей. Каждый модуль имеет самостоятельное значение, что позволяет производить его внутреннюю перестройку, не изменяя модуль в целом. Медико-климатический параметр (модуль) был подразделен на категории, которые характеризуют возможную степень нагрузки метеорологических факторов внешней среды на адаптационные механизмы организма. В работе было проведено категорирование 14 модулей, которые являются фундаментальными параметрами биоклимата, характеризуют все основные метеорологические режимы (радиационный, циркуляционный, ветровой, термический режимы, режим атмосферного давления и увлажнения, погодный режим с определением ведущего биотропного фактора) в сезонном аспекте. Ранее при оценке климата курортов Республики Казахстан для медицинских целей такие исследования не проводились. Для обеспечения необходимой сравниваемости разнородных климатических показателей была проведена идентификация метеорологической информации.

Климатические показатели вследствие различия единиц их измерения переводились в безразмерный вид методом нормирования и преобразования в баллы (методика балльных оценок, принятая при изучении и описании климата курортов). Наиболее благоприятные по степени воздействия на организм человека оценивались в 3 балла (максимальное значение метеорологического параметра), наименее благоприятные — в 1 балл (минимальное значение) [5, 6]. На основе характеристики каждого метеорологического режима и его биоклиматической значимости рассчитывалась интегральная оценка биоклиматического потенциала и определялся возможный режим воздействия на организм в сезонном аспекте, а также формировались наиболее комфортные условия для включения в лечебные комплексы методов климатотерапии на территории курорта Алма-Ата.

Результаты и обсуждение

В генезисе климата Республики Казахстан большое значение имеет циркуляция атмосферы. Она является основной причиной нарушения широтной зональности в климатических поясах и непериодических изменений в ходе метеорологических элементов (температуры воздуха, атмосферного давления, скорости ветра, влажности), которые могут приводить к возникновению различного рода биотропных эффектов атмосферы. Особенно это выражено в сезонном плане, что необходимо учитывать при направлении на курортное лечение и организации климатолечения.

Микроклиматические особенности исследуемой местности обусловлены ее природным ландшафтом.

Благодаря расположению курортной зоны Алма-Ата в предгорьях Алатау, климат характеризуется как умеренный континентальный, по климатическому районированию [7, 8] входит в зону с теплым летом и мягкой зимой.

Ведущая роль в формировании климата принадлежит энергии солнечного излучения и атмосферной циркуляции, характерных для азиатской части. Радиационный режим является наиболее важным метеорологическим параметром, который учитывается при организации климатолечения.

Радиационный режим оценивается по обеспеченности курортной территории интегральной солнечной и ультрафиолетовой радиацией. Приход солнечной энергии к земной поверхности зависит от астрономических (продолжительность дня, высота солнца) и местных (развитие облачности, прозрачность атмосферы) факторов. Годовой приход солнечной радиации на исследуемую местность составляет около 116,0 ккал/(см²·мин) (для сравнения в Сочи он равен 118,0 ккал/(см²·мин)). В сезонном аспекте поступление солнечной радиации аналогично годовому (кроме зимнего периода). В курортной климатологии особенно большое значение имеют характеристики светового режима, по которым и определяется категория обеспеченности солнечной радиацией. Продолжительность солнечного сияния на курорте Алма-Ата составляет в сумме за год 2057 ч, район характеризуется достаточным поступлением солнечного света (для сравнения на курорте Сочи оно составляет 2228 ч), увеличиваясь с конца апреля и по сентябрь. С увеличением высоты стояния солнца и уменьшением облачности до Земли доходит максимум солнечного света (80—85%). Таким образом, инсоляционный режим курорта Алма-Ата в целом за год характеризуется достаточным поступлением солнечного света и по климатотерапевтическому воздействию оценивается как щадящий по воздействию на организм. Исключение составляет период с ноября по февраль, в это время поступление солнечного света минимальное (всего отмечается 3—4 ч в день) и возрастает вероятность формирования биотропных погодных условий, которые ограничивают возможность проведения климатотерапии в естественных условиях.

Процессы общей циркуляции атмосферы, помимо своей главенствующей роли в климатообразовании, чрезвычайно важны для медицинской, в частности курортной, климатологии, так как их частая смена вызывает резкую изменчивость погодного режима и отдельных метеоэлементов (температуры, влажности, содержания кислорода в воздухе, атмосферного давления) от суток к суткам. Именно эта изменчивость, особенно резкая, может приводить к формированию биотропных погодных условий, способных вызывать развитие погодообусловленных обострений различных хронических неинфекционных заболеваний [9, 10].

Характер атмосферной циркуляции на курорте связан с возникновением и перемещением циклонов и антициклонов с южных и северных широт, а также с морей и континентов, что придает ей сложный и переменчивый характер. В зависимости от того, какого происхождения воздушная масса господствует над данным районом, как быстро происходит смена воздушных масс, формируются погоды различного типа.

Циклоническая деятельность над исследуемой территорией наблюдается в 41% случаев с преобладанием повторяемости в зимний период, что определяет неустойчивый характер погоды и по медико-климатической оценке относится к циклонам слабой интенсивности с щадящим воздействием на организм. Наиболее устойчивый погодный режим, а, следовательно, и благоприятный для больных и отдыхающих наблюдается в летний период. Начиная с мая и до начала октября повторяемость смен погоды составляет только 9—12%, что оказывает щадящее воздействие на организм. В осенне-весенний период, во время перестройки атмосферной циркуляции изменчивость погодного режима возрастает, повторяемость дней с контрастной погодой составляет 20—21%, что обусловливает раздражающее воздействие и может негативно влиять на состояние больных, особенно лиц с повышенной метеочувствительностью. В этот период климатотерапия проводится с использованием корригирующих устройств и в специальных климатопавильонах и на климатоверандах.

С характером атмосферной циркуляции связана междусуточная изменчивость атмосферного давления и температуры воздуха. Метеочувствительные люди могут отмечать недомогание уже при изменении атмосферного давления от суток к суткам более чем на 5 мδ, а температуры воздуха — на 6 °C [11, 12].

В исследуемом регионе в среднем за год междусуточная изменчивость атмосферного давления более чем на 5 мδ наблюдается в 27—30% случаев и относится к умеренной категории, что соответствует щадяще-тренирующему режиму воздействия. Начало зимнего периода (ноябрь—декабрь) характеризуется выраженной изменчивостью атмосферного давления (27%) с раздражающим влиянием. Летом повторяемость междусуточной изменчивости атмосферного давления составляет в среднем 2% за месяц, что является благоприятным фактором погодных условий, которые характеризуются щадящим режимом воздействия на организм.

Анализ термического режима курорта Алма-Ата проводили по многолетним данным (1975—2005 гг.), включающим показатели контрастной изменчивости, среднесуточные значения и отклонения от них. Такой анализ обусловлен необходимостью определения зон комфорта, продолжительности благоприятных периодов, микроклиматических условий для проведения летнего и зимнего климатолечения и рекреации. В годовом ходе минимальные температуры наблюдаются в январе (–4,9 °C), максимальные — в июле (23,3 °C). Основной характеристикой термического режима в курортной климатологии является теплоощущение человека, зависящее от теплового баланса организма, температуры и влажности воздуха, скорости ветра. В зимний период года при отрицательных температурах воздуха их медицинское значение, в частности условия климатолечения, определяется по повторяемости дней с суровостью погоды более 2 баллов. Среднемесячные значения суровости погоды с декабря по март включительно (дневные наблюдения за 13 ч) составляют 1,4 балла, при этом преобладающими были дни с мягкой (41%) и малосуровой (17%) погодой. Дискомфортные условия по теплоощущению на курорте Алма-Ата зимой формируются крайне редко: так, в январе—феврале они составляют 7—9%, в декабре — примерно 3—5%, что позволяет оценить термический режим данного периода как щадяще-тренирующий по воздействию на организм. Благоприятные погодные условия зимой обеспечивают возможность для проведения всех видов зимнего климатолечения и рекреации.

Весной и летом на территории курорта наблюдается слабая междусуточная изменчивость температуры воздуха (2%), что обусловлено отсутствием резких термических контрастов различных воздушных масс и атмосферной циркуляции. Осенью господствует также слабая (4%) изменчивость термического режима. Анализ обеспеченности теплом в летний период на курорте Алма-Ата основывается на повторяемости дней с комфортным теплоощущением при эквивалентно-эффективных температурах 17—22 °C, на которые за июль—август приходится в среднем 72% на открытых участках и 80—88% в зонах с корригирующим устройствами. Большая повторяемость дней с комфортным теплоощущением позволяет оценить летний период по обеспеченности теплом как оптимальный с щадящим воздействием на организм.

Не менее важен для оценки климата с позиций курортно-рекреационного использования ветровой режим. Биологическая значимость его определяется по степени воздействия ветровой нагрузки на организм человека, при которой учитывается повторяемость слабых ветров. Доминирующими на территории курорта в среднем за год являются ветры западных и юго-западных румбов с повторяемостью около 20%, зимой преобладают северо-западные (19%) ветры. Среднемесячная скорость ветра, по многолетним данным, составляет 2,4—3,7 м/с. Наибольшие скорости ветра наблюдаются в ноябре—декабре (14%), в мае—сентябре преобладают слабые ветры (2%), что характеризует степень ветровой нагрузки как слабую с щадящим воздействием на организм. Таким образом, ветровой режим следует отнести к положительному фактору местного климата.

При оценке атмосферного увлажнения и его влияния на организм человека использовались данные повторяемости относительной влажности (<30%), такие как показатель сухости воздуха и степень формирования условий духоты в летний период, определяемые по повторяемости абсолютной влажности более 18 мδ. Исследуемая территория характеризуется умеренной влажностью (70—65%), летом дней с осадками наблюдается примерно 20%, весной — 19%. Наиболее благоприятный режим влажности наблюдается с мая по сентябрь (особенно в дневное время), среднедневная относительная влажность не превышает 50%, в среднем за год число «сухих» дней составляет около 40—45%. Условия термического дискомфорта: «духота» с «перегревом» (абсолютная влажность более 18 мδ) формируются на курорте в июне и августе примерно 14% и значительно больше в июле — до 30—32%. В целом условия термического дискомфорта оцениваются как умеренные, с тренирующим воздействием на организм человек.

На основе характеристики каждого метеорологического режима и его биоклиматической значимости была рассчитана интегральная оценка курортного потенциала и его возможное влияние на организм человека (таблица).

Оценка биоклиматического потенциала курортной территории Алма-Ата (Республика Казахстан) по многолетним данным (1975—2005 гг.)

Среднегодовой биоклиматический потенциал курорта Алма-Ата соответствует щадяще-тренирующему воздействию климатических условий на организм человека и по балльной системе оценок составляет 2,6 из 3 возможных.

Таким образом, биоклиматические условия курорта достаточны и благоприятны для проведения круглогодичного климатолечения и рекреационных мероприятий.

Все виды климатолечения можно проводить в естественных условиях, а также, учитывая сезонные особенности, с использованием корригирующих устройств — круглогодично.

Заключение

Результаты анализа многолетних характеристик климатообразующих параметров показали, что погодные условия курорта Алма-Ата (Республика Казахстан) обладают высоким курортно-рекреационным потенциалом и являются благоприятными для лечебно-профилактического и оздоровительного использования. Биоклиматические ресурсы характеризуются щадяще-тренирующим воздействием на организм человека, методы климатотерапии могут использоваться для широкого включения в программы санаторно-курортного лечения во все сезоны года.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: В.Б., С.К., А.Р., Е.Т.

Статистическая обработка данных, написание текста: С.К.

Редактирование: В.Б., Е.Т.

Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.