VANTUL si Puterea de racire a vantului

VANTUL

Vantul devine un factor de stress meteorologic in sine doar atunci cand viteza sa depaseste 0,5 m/s; sub forma de miscare imperceptibila avand un efect relaxant. Produs ca urmare a accentuarii gradientului baric orizontal dintre doua regiuni geografice diferite, el exercita asupra organismului uman atat o actiune biotropa directa, exprimata prin efectul mecanic de presiune cutanata si prin cel de racire a temperaturii suprafetei corporale, cat si una indirecta, datorata variatiilor termice si barice pe care le provoaca. In plus, vantul reprezinta totodata si principalul agent de transport al germenilor patogeni, amenintand securitatea fiziologica a indivizilor expusi.

Puterea de racire a vantului reprezinta un concept meteoro-fiziologic care exprima, in termeni obiectivi, actiunea combinata a temperaturii aerului si vitezei vantului asupra bilantului caloric al organismului uman. Valoarea ei exprima intensitatea pierderilor calorice suferite de unitatea de suprafata corporala in unitatea de timp (Kcal/m² s.c. x h) prin combinarea, in proportii diferite, a mai multor procese fizice (radiatie, conductie, convectie, evaporare). In fiziologia climatica, cei doi parametri meteorologici (temperatura aerului si viteza vantului) sunt utilizati cu predilectie in scopul evaluarii puterii de racire a aerului rece, despre care se considera ca determina numai intensificarea proceselor tisulare de schimb caloric convectiv, care sporesc eficienta mecanismelor de termoreglare, spre deosebire de puterea de racire a aerului cald, care se diminueaza sensibil datorita actiunii prioritare a temperaturii ridicate a aerului, ce favorizeaza mai mult procesele de radiatie si evaporare. Pentru indepartarea posibilelor confuzii conceptuale, 'puterea de racire a aerului' mai poate fi exprimata si prin 'temperatura echivalenta puterii de racire a aerului', ce reprezinta temperatura potentiala a aerului care, in conditii de calm absolut, ar corespunde celei reale asociate vitezei concrete de deplasare a aerului.

Puterea de racire a aerului se determina:

- fie pe baza unor formule de calcul, dintre care cea elaborata de P.A. Siple si Ch.F.Passel (1945) pare sa fie cea mai simpla datorita formei:

P.r. = (1 √v+10,45-v)(33-t)

in care: P.r. = puterea de racire a aerului; v = viteza vantului; t = temperatura aerului.

- fie pe baza unor nomograme complexe care explica totodata si tipul efectelor fiziologice create prin actiunea celor doi parametri meteorologici de referinta (ca de exemplu, aer rece, aer cald, etc.). In ceea ce ne priveste, am folosit graficul Wind-chill chart construit de Departamentul de Cercetari Medicale Aerospatiale din cadrul U.S. Air Force, care evidentiaza senzatiile subiective percepute in diverse situatii meteorologice.

Pentru teritoriul Romaniei, am calculat indexul puterii de racire a vantului pe baza valorilor medii multianuale (1960-1990) ale temperaturii aerului si vitezei vantului din lunile caracteristice (ianuarie si iulie) de la 62 statii meteorologice. Desi am fost constienti de faptul ca ni s-ar putea reprosa o eventuala lipsa de inspiratie prin alegerea acestei solutii, trebuie sa atragem atentia ca ea a fost impusa de conditii obiective datorate, pe de o parte, indisponibilitatii datelor orare care nu numai ca ar fi sporit inutil volumul de munca, dat fiind faptul ca verificarile selective au demonstrat ca intre cele doua metode nu apar erori mai mari de 1,9%, dar nici n-ar fi fost adecvate prezentului studiu care si-a propus sa compuna imaginea starii medii, generalizate a efectelor vantului asupra fiziologiei umane; iar pe de alta parte, necesitatii de armonizare valorica cu scarile globale unanim acceptate. De asemenea, am considerat ca prezentarea comparativa a situatiilor meteoro-fiziologice din cele doua luni extreme, ofera o viziune alternativa asupra ariilor si nivelului de risc climatic.

In general, distributia valorilor puterii de racire a aerului pe teritoriul Romaniei pare sa favorizeze zona carpatica in care, datorita pozitiei sale arcuite si altitudinilor mai ridicate, predominanta efectelor catabatice locale este responsabila pentru cresterea generala a gradului de racire a aerului. In luna iulie (Fig. 34), puterea de racire a aerului din regiunile montane se ridica la 400 Kcal/m² s.c. ^x h doar in arealul marilor inaltimi din Mt.Rodnei-Ceahlau, Bucegi-Fagaras, Retezat-Godeanu si Vladeasa-Bihor; in rest mentinandu-se in jurul valorii de 300 Kcal/m² s.c. x h, care delimiteaza nivelul inferior al senzatiei fiziologice 'relaxante'. In schimb, incepand din zona subcarpatica si pana in zona de campie, valorile puterii de racire a aerului nu scad atat de mult incat sa determine aparitia unor senzatii fiziologice diferentiate, astfel incat intregul areal se incadreaza in limitele unui mediu hipertonic, care impune stressul a calore. Desigur, partea sud-estica a Campiei Romane prezinta cel mai inalt grad de solicitare datorita persistentei valorilor ridicate de temperatura, care atenueaza sensibil efectul de racire a vantului.

In luna ianuarie, situatia repartitiei spatiale a izoliniilor puterii de racire a aerului se modifica substantial datorita complexitatii mai mari a tiparului de actiune a maselor de aer si efectului de adapost si torsionare a curentilor de aer creeat de Mt.Carpati (Fig.2.53). De data aceasta, cele mai mari valori nu se mai inregistreaza in ansamblul zonei montane, ci numai in portiunile sale nordice aflate sub influenta maselor de aer scandinavo-baltice care determina scaderea brusca a temperaturii. De asemenea, valori de 900-1.000 Kcal/m² s.c. x h se intalnesc si in partea central-nordica a Podisului Dobrogei, unde se resimte influenta cumulata a aerului rece si intensificarilor de vant datorate extinderii ariei de actiune a Anticiclonului Siberian. In Podisul Transilvaniei, valorile sunt relativ omogene (800-900 Kcal/m² s.c. x h) datorita stabilitatii atmosferice locale mai mari din acest anotimp.

Fig. 34. Puterea de racire a vantului in Romania (iulie) (1960-1990).

Fig. 35. Puterea de racire a vantului in Romania (ianuarie) (1960-1990).

Un aspect interesant il prezinta repartitia diferentiata a valorilor puterii de racire a aerului din zona Curburii Carpatice, prin aceea ca, datorita efectului de cavitate dinamica, curentii de aer converg spre zona de concavitate, dirijandu-se prin miscari ascendente de-a lungul pantelor muntilor, pe care reusesc sa le depaseasca, dispersandu-se divergent spre regiunile externe, in functie de orientarea aliniamentului de curbura. Cele mai mici valori (600-700 Kcal/m² s.c. x h), care caracterizeaza un mediu fiziologic racoros (spre deosebire de cel de frig persistent din nordul tarii), se intalnesc pe aliniamentul sud-vestic, aflat sub influenta (binefacatoare!) a maselor de aer cu origine mediteraneeana. Local (Subcarpatii Valcii), datorita efectelor specifice de adapost, valorile scad sub 600 Kcal/m² s.c. x h, exercitand o tentanta atractie turistica. Din acest motiv, consideram oportuna introducerea acestui parametru meteoro-fiziologic in suma criteriilor de evaluare a bioclimei statiunilor balneoclimaterice din Romania.

In aceeasi luna (ianuarie), la nivel global, valorile puterii de racire a aerului cresc de la Ecuator spre poli intr-o maniera relativ uniforma in emisfera sudica, unde, din cauza predominantei suprafetelor oceanice, izoliniile au o distributie relativ paralela, spre deosebire de cea nordica, in care acestea prezinta trasee extrem de neregulate datorita frecventelor devieri ale principalelor traiectorii ale curentilor de aer produse de marile ansambluri montane (Fig. 36). Cele mai mici valori (100 Kcal/m² s.c. x h) se gasesc in Australia, ca urmare a localizarii si conformatiei sale geografice care favorizeaza acumularea unor excedente termice pe fondul unei slabe circulatii a aerului. Dimpotriva, cele mai mari valori se intalnesc in zonele polare (Antarctica - 1.200 Kcal/m² s.c. x h sau Arctica Canadiana si Siberia - 1.400 Kcal/m² s.c. x h) datorita scaderii extreme a temperaturii aerului si convergentei principalelor sisteme de circulatie a aerului. Intr-un studiu meteorologic efectuat in acest scop pentru respectivele zone extreme (Falkowski si Greenland, 1958 si O.Wilson, 1963) se ajunge la urmatoarele concluzii mai importante.

In Antarctica, cele mai ridicate valori ale puterii de racire a aerului se intalnesc in interiorul continentului, datorita accentuatei scaderi de temperatura impusa de cresterea latitudinala. In    mod surprinzator, valoarea minima (2.400 Kcal/m² s.c. ^x h) nu se atinge in zona Polului Sud geografic, ci in zona Polului Sud termic, localizat la 7830' latitudine sudica, intr-un bazin depresionar ce favorizeaza acumularea si persistenta unui strat de aer rece mai dens. Datorita efectului caloric moderator exercitat de suprafata oceanica inconjuratoare, la statiile meteorologice litorale, valorile puterii de racire a aerului scad la 1.400-1.200 Kcal/m² s.c. x h, ca urmare a cresterii temperaturii aerului.

In Arctica Canadiana si Siberia, asemenea valori nu pot fi intalnite decat ocazional, in timpul celor mai friguroase ierni. De exemplu, valoarea corespunzatoare indexului puterii de racire a aerului inregistrat la Mandheim (Antarctica) in timpul celui mai cald interval de timp (1.100 Kcal/m² s.c. x h in lunile decembrie-ianuarie) este caracteristica pentru cel mai rece anotimp din nordul Suediei si Norvegiei, centrul Islandei si sudul Groenlandei. De asemenea, valoarea de 1.875 Kcal/m² s.c. x h a puterii de racire a aerului, obisnuita pentru sezonul antarctic hibernal, delimiteaza, in emisfera nordica, doar un areal restrans in jurul Polului Nord. Dupa parerea lui Chrenko si Pugh (1961), aceste diferentieri emisferice apar ca urmare a faptului ca, datorita masivitatii mai mari a continentului antarctic, pierderile sale calorice sunt superioare celor din emisfera nordica, fiindca extinsele suprafete acoperite cu gheata determina repartitia mai uniforma a valorilor albedoului.

Fig. 36. Puterea de racire a vantului pe Glob (ianuarie).

Cu toate acestea, Bedford (1948) considera ca valorile extrem de scazute ale puterii de racire a aerului inregistrate in mediul antarctic nu sunt intru totul reprezentative pentru definirea capacitatii de racire a corpului omenesc. El considera ca, in aceasta situatie, trebuie sa se tina cont atat de modificarile schimbului caloric, introduse de densitatea aerului, cat si de cele datorate altitudinii Soarelui. In primul caz, se arata ca, tinand cont de faptul ca, la altitudinile obisnuite din interiorul continentului, densitatea aerului este mult mai scazuta decat cea de la nivelul marii, determinand scaderea capacitatii de transport caloric a aerului, valoarea teoretica a puterii de racire a aerului trebuie corectata cu valoarea unui indice obtinut prin extragerea radacinii patrate a raportului dintre densitatea aerului de la nivelul marii si cea corespunzatoare altitudinii respective. Pentru Polul Sud, situat la o altitudine de 2.800 m, acest indice are valoarea de 0,83, determinand diminuarea valorilor puterii de racire a aerului la 1.400-1.200 Kcal/m² s.c. x h, in loc de 2.100-2.400 Kcal/m² s.c. x h cat se calculase initial.

In al doilea caz, trebuie sa se tina cont de faptul ca, datorita inclinarii axei terestre, intensitatea radiatiei solare directe masurata in zona antarctica este mai mare decat cea din zona arctica, ceea ce face ca valorea aportului caloric radiativ din prima zona sa fie de 2-4 ori mai mare decat cel din a doua regiune, contribuind semnificativ la evaluarea 'corectiei radiative de temperatura'. Valoarea acesteia depinde de unghiul inaltimii Soarelui si viteza vantului, astfel incat la o altitudine solara de 40, ea este de 15C pentru o viteza a vantului de 2 m/s si de 11C pentru o viteza de 6 m/s (in cazuri exceptionale, valorea ei poate atinge 25C in cea mai calduroasa zi de vara caracterizata prin existenta unui calm atmosferic deplin). In aceste conditii, prin aplicarea 'corectiei radiative de temperatura', valorile puterii de racire a aerului din zona antarctica se diminueaza cu 200 Kcal/m² s.c. x h pentru un unghi de 10 al inaltimii Soarelui deasupra orizontului, si cu 400 Kcal/m² s.c. x h pentru o altitudine solara de 40, rezultand valori comparabile cu cele din regiunea arctica.

Principalul efect fiziologic datorat cresterii puterii de racire a vantului este cel de intensificare a schimbului caloric convectiv de la nivelul tegumentelor si aparitiei degeraturilor (vezi 2.2.7.1). Dintr-un total de 69 de subiecti afectati de degeraturi in timpul expeditiei suedezo-norvegiano-britanice efectuate in Antarctica, in 1949-1952 (Wilson, 1963), nici un caz nu s-a produs la temperaturi mai mari de -8C si valori de racire a vantului sub 1.400 Kcal/m² s.c. x h. Toate cazurile de degeraturi au aparut la valori de 1.400-2.100 Kcal/m² s.c. x h ale puterii de racire a vantului, cu exceptia unuia singur inregistrat la valorea de 1.380 Kcal/m² s.c. ^x h, in conditiile glisarii pe sanie impotriva vantului. Aceste constatari clinice sunt in concordanta cu teoria lui Siple, care afirma ca pragul de 1.400 Kcal/m² s.c. ^x. h a puterii de racire a vantului constituie limita maxima a suportabilitatii cutanate, riscul expunerii devenind acut atunci cand valorile sale cresc brusc.

Pe de alta parte, vantul are si o actiune indirecta asupra organismului uman, prin modificarea parametrilor electro-termo-barici ai atmosferei locului. De cele mai multe ori, intensificarea circulatiei aerului si succesiunea fronturilor atmosferice a determinat dereglarea constantelor fiziologice ale organismului uman si aparitia unor predispozitii patologice. Cu cat amplitudinea variatiilor meteorologice produse de vant este mai mare, cu atat efectele fiziologice sunt mai complexe si severe.

Intr-un studiu dedicat acestei probleme, prof. G.Mouriquand (1968) a atras atentia ca in anumite regiuni geografice, populatia manifesta tendinte de accentuare a morbiditatii in functie de tiparul de actiune al unor vanturi locale. De exemplu, el a constatat ca in regiunea Lyon (Franta) se individualizeaza un areal de risc datorat actiunii Autan-ului (le Vent du Midi), un vant foarte cald ce se canalizeaza de-a lungul vaii Rhonului, determinand scaderea alarmanta a presiunii si umezelii aerului. 'Sindromul Vantului de Sud', provocat de acesta se caracterizeaza prin aparitia unei stari de neliniste, iritabilitate si slabiciune, care se prelungeste in timpul noptii, generand cosmaruri si insomnii acute. Se spune ca 'atunci cand bate Autan-ul, la scolile din Lyon ploua cu pedepse' deoarece copiii, fiind mai sensibili la schimbarile de vreme, manifesta tendinte de slabire a reflexelor corticale exprimate prin diminuarea atentiei si instalarea unei stari de letargie, care obnubileaza procesele intelectuale. De asemenea, cresterea rapida a temperaturii aerului produsa de acest vant accentueaza pierderile hidrice ale organismului, favorizand aparitia unor serioase perturbatii digestive; asemanatoare cazurilor neuro-toxice (manifestate prin intensificarea vomitatului, umflarea limbii, alterarea secretiilor hepatice). In randul adultilor se observa o crestere a gradului de tensiune a relatiilor inter-umane, determinandu-se generalizarea starilor conflictuale (in acest sens mentionandu-se ca numarul certurilor publice creste vertiginos in acest interval). Adevarate minuni se produc numai atunci cand actiunea vantului inceteaza, starea fiziologica a populatiei expuse revenind la normal.

Efecte fiziologice similare se inregistreaza si in unele regiuni alpine, expuse actiunii Foehn-ului. Acesta se simte cu deosebire de-a lungul vailor amplasate pe versantul nordic al Mt.Alpi, ca urmare a ascendentei-descendentei fortate si incalzirii adiabatice a curentilor de aer din sud si sud-est. Chiar daca el bate numai cateva zile, efectul sau este inconfundabil datorita accentuatei scaderi de umezeala si presiune atmosferica si cresteri anormale de temperatura a aerului pe care le provoaca. Din acest motiv, extinse regiuni sunt expuse pericolului producerii avalanselor, prin intensificarea ritmului de topire a zapezii (in acest sens citandu-se ca in iarna anului 1863, la Grindelwald (Tirol - Austria), un strat de zapada cu grosimea de 6,5 cm s-a topit complet in mai putin de 2 ore). La apropierea sa, foehnul creeaza o adevarata psihoza de masa, in sensul ca populatia manifesta accentuate semne de iritabilitate, anxietate si intoleranta comportamentala, pe fondul carora se dezvolta predispozitii agresive. De altfel, in intervalele marcate de actiunea foehn-ului, efectivele organelor de politie se dubleaza, in scopul prevenirii si atenuarii ratei infractiunilor majore (crime, violuri, sinucideri, jafuri) care se inregistreaza ca urmare a pierderii auto-controlului, simptomatic pentru 'crizele hormonale' datorate variatiilor brusce de presiune atmosferica. Forcher-Mayer (1956) considera ca foehn-ul produce, in principal, grave dereglari ale sistemului nervos vegetativ, favorizand aparitia unui marcant dezechilibru intre starea psihica si metabolica a organismului uman, preconditie a aparitiei tendintelor de instabilitate psihica.

In cazul Sirocco-ului, un vant fierbinte si uscat ce bate in sudul Italiei dinspre regiunea sahariana, asemenea efecte depresive sunt si mai accentuate, E.F.Gautier (1961) argumentand ca acesta este responsabil pentru cresterea numarului de atacuri cerebrale si sinucideri in randul soldatilor Legiunii Straine localizate in nordul Africii. Desi, uneori, acesta reuseste sa traverseze Mediterana, imbogatindu-si continutul in vapori de apa, nu-si modifica esential trasaturile termice, astfel incat populatia din sudul Italiei este expusa riscului deshidratarii si socului termic. Pentru diminuarea acestor efecte, autoritatile locale dispun masuri coercitive de reducere a preturilor bauturilor racoritoare, in scopul extinderii gradului de acces al oamenilor mai saraci. Totodata, continutul acestor lichide este imbogatit in saruri de Fe, Na si Mg si vitamine B si C, in vederea combaterii sindromului de declorurare.

Spre deosebire de aceste vanturi calde si uscate, Mistralul, care actioneaza in sud-estul Frantei, si Tramontana, specific zonei litorale estice a Italiei, determina scaderea brusca a temperaturii aerului, care intr-un interval de 24 ore se poate reduce cu 10C, si intesificarea neobisnuita a vitezei vantului. Conditiile topografice locale care favorizeaza canalizarea curentilor de aer, confera acestor efecte dimensiuni ingrijoratoare, in sensul accentuarii durerilor de cap, dezvoltarii unei senzatii opresive si stabilizarii unei predispozitii de incapacitate motorie. Remlinger si Burnier (1965) sunt de parere ca aceste simptome se datoreaza rapidelor variatii ale campului aero-electric si gradului ridicat de ionizare a aerului care se cumuleaza cu efectul altitudinii. In orice caz, indiferent de geneza acestora, atat Mistralul, cat si Tramontana sau Bora (ce actioneaza in zona litoralului dalmatic) determina inrautatirea critica a starii generale a bolnavilor de tuberculoza si cresterea gradului de mortalitate. De asemenea, numarul atacurilor de astm bronsic, angina pectorala, reumatism si epilepsie se ridica la cote alarmante, impunand adoptarea unor masuri severe de protectie a populatiei expusa stressului a frigore generat de aceste vanturi.