Что такое метеозависимость: Что такое метеозависимость и как избавиться от болей

Что такое метеозависимость и как избавиться от болей

Слабость, недомогание, повышение или понижение артериального давления, одышка, бессонница, боль в суставах и, наконец, мигрень, – вот те симптомы, от которых страдают некоторые из нас в связи с изменениями атмосферного давления, повышенной влажностью, резкими перепадами температур и грозами.

Но этим влияние погоды не ограничивается. Существуют современные научные исследования, находящие корреляцию между метеорологическими факторами и количеством инсультов.

Группа китайских ученых из Харбинского университета проанализировала данные 735 пациентов за 2 года и сопоставила их с подробными отчетами метеобюро. Исследователи обнаружили, что первичные геморрагические инсульты (кровоизлияния в мозг) с резким повышением давления чаще случались поздней весной и ранней осенью в дни, когда происходило резкое потепление или похолодание, а субарахноидальные кровоизлияния (в полость между паутинной и мягкой мозговыми оболочками) – в дни с относительно низкой температурой.

Значит ли это, что метеозависимость – это реальное заболевание, которое может привести к таким жизнеугрожающим последствиям, как инсульт?

Это не совсем так. Современная медицинская классификация болезней не содержит метеозависимости как отдельного заболевания. Погода – это внешний фактор, который действует на организм и провоцирует те проявления, которые являются результатом каких-то болезней и расстройств самого организма.

Здоровый человек высоко адаптивен, то есть внешние условия, разумеется, влияют на него, могут вызывать некоторый дискомфорт, например, любому из нас трудно перенести жару выше температуры человеческого тела, но в основном не приводят к сильному недомоганию.

Метеозависимость – это, как правило, проявление заболеваний сердечнососудистой или нервной системы, астмы, артрита, делающих человека высокочувствительным к внешним триггерам, в числе которых – погодный фактор.

Перепады атмосферного давления вызывают естественное изменение давления в сосудах и тканях. При падении давления развивается гипоксия, то есть снижение уровня кислорода в тканях, что приводит головокружению, тошноте, сердечным и головным болям.

С повышением атмосферного давления повышается и давление артериальное, усиливается кровоток, что тоже может привести к недомоганию, порой весьма серьезному.

У здорового человека расширенные или спазмированные сосуды быстро возвращаются в нормальное состояние благодаря своей эластичности, а вот при утрате ими эластичности организму сложно быстро перестраиваться в соответствии с динамикой окружающей среды.

Выделяют три степени метеозависимости.

1 степень – метеочувствительность. При определенных погодных изменениях человек чувствует лишь легкое недомогание, не причиняющее особого дискомфорта.

2 степень – собственно метеозависимость. На определенные метеофакторы организм реагирует заметными отклонениями от нормы, например, повышением или понижением артериального давления и возникновением сильной головной боли.

Может отмечаться нарушение сердечного ритма, и даже повышение уровня лейкоцитов в крови.

3 степень – метеопатия, когда погодные явления приводят к временной потере трудоспособности.

Статистика по метеозависимости весьма ограничена, однако есть данные по ее отдельным симптомам. Из них самый распространенный – это, конечно же, головная боль.

В США с жалобами на головные боли ежегодно обращаются к врачам порядка 45 миллионов человек, при этом половина из них сообщает, что именно перемены погоды являются важнейшим триггером. Эта весьма обширная статистика подкреплена медицинскими исследованиями в контролируемых условиях.

В японском исследовании 2015 года 34 пациента с хроническими мигренями под контролем врачей вели дневники своего состояния. Все они неплохо чувствовали себя при показателе 1013 гектопаскалей (759,8 мм ртутного столба), и такое атмосферное давление было принято за стандарт.

Обнаружилось, что участники исследования страдали от мигрени даже при относительно небольших снижениях атмосферного давления – всего на 6-10 гектопаскалей.

А вот международная группа ученых из Тайваня, США и Великобритании, проанализировав большой массив статистических данных, обнаружила, что в разных географических районах приступы мигрени у участников исследования коррелировали с разными погодными факторами: температура воздуха, низкое давление, сильные ветры, приближение тайфуна, приближение холодного атмосферного фронта.

При этом некоторые исследования вообще не обнаруживают связи между метеофакторами и головными болями, что, возможно, свидетельствует о том, что есть климатические зоны, более либо менее благоприятные для метеозависимого организма.

Есть также теория, что за мигрени ответственны так называемые атмосферики (или просто сферики). Это низкочастотные электромагнитные волны, источником которых являются атмосферные электрические разряды, например, молнии.

Атмосферики обладают слабым затуханием и могут распространяться на расстояния до нескольких тысяч километров. Вот почему их присутствие в атмосфере возможно, даже если непосредственно в данной местности не было грозы. Атмосферики воздействуют на клетки и мембраны организма и у метеозависимых людей могут вызывать приступы мигрени.

На метеозависимость часто жалуются люди, страдающие ревматоидным артритом. Они уверены, что ощущают усиление боли в суставах при приближении дождя, штормовой погоды в результате колебаний атмосферного давления. Однако до недавнего времени большая часть исследований не находила корреляции между изменениями погоды и симптомами артрита.

Может быть, это своеобразный «эффект ноцебо»? Так по аналогии с эффектом плацебо называют ситуацию, когда некий фактор-пустышка отрицательно влияет на состояние пациента из-за того, что последний уверен в его реальном негативном воздействии.

На впечатлительного человека, страдающего артритом, вполне может повлиять прогноз погоды, сообщающий о повышении влажности и колебаниях давления.

В последнее время, однако, появились научные работы, демонстрирующие пусть слабую, но все же корреляцию между метеофакторами и болями и напряжением в больных суставах.

Например, вот в этом голландском исследовании ученые в течение двух лет наблюдали за пациентами, страдающими артритом бедерных суставов. Они сравнили записи об их состоянии с метеорологическими данными за этот же период и обнаружили, что действительно между ними есть корреляция.

Изменения в состоянии не были драматическими, но явно прослеживались.

Сила боли увеличивалась на 1 пункт на каждые 10% повышения влажности. Функционирование суставов ухудшалось на 1 пункт на каждые 10 гектопаскалей повышения атмосферного давления.

По мнению экспертов, изменения атмосферного давления могут повлиять на давление внутри сустава, в котором находятся чрезвычайно чувствительные нервные окончания, и это может приводить к усилению боли.

Что же можно сделать, чтобы облегчить метеочувствительность?

Основной и главный совет – лечить то заболевание, которое к ней приводит.

Есть, разумеется, и некоторые рекомендации, касающиеся образа жизни.

Большая часть недомоганий, связанных с погодой, вызвана слабостью сосудов, так что именно их нужно укреплять. Для этой цели хороши меры закаливания: контрастный душ, обливания холодной водой, холодные обтирания.

Как всегда, не обойтись без свежего воздуха и физических упражнений: бег трусцой, активная ходьба, походы на природу, плавание в водоемах, занятия в спортзале, – все эти составляющие здорового образа жизни укрепят организм и снизят метеочувствительность.

Эксперты рекомендуют метеозависимым людям подобрать комплекс дыхательных упражнений и выполнять их в неблагоприятные дни, чтобы снизить гипоксию.

Важный фактор здоровья – правильный режим сна. При хроническом недосыпе ваш организм будет весьма чувствителен к колебаниям состояния внешней среды.

Возможно, вам стоит принимать общеукрепляющие препараты. К ним относятся витамины группы В, к укрепляющим сосуды – Аскорутин. Вероятность негативного эффекта витаминных препаратов чрезвычайно низка, однако желательно посоветоваться с врачом, который даст рекомендации относительно длительности приема и сочетаемости средств.

Многочисленные статьи о метеозависимости в интернете изобилуют названиями общеукрепляющих средств растительного происхождения. Авторы рекомендуют экстракты элеутерококка и эхинацеи, настои из листьев крапивы, подорожника и кукурузных рыльцев, душицу, зверобой, липовый цвет, плоды шиповника и боярышника. Пробовать их следует осторожно, с оглядкой на аллергию и индивидуальную реакцию, ведь если что-то помогло вашему знакомому, не обязательно это окажет такой же эффект на вас.

Метеочувствительность: причины, симптомы и лечение

Категория: Здоровье от «А» до «Я».

Метеочувствительность: причины, симптомы и лечение

Метеочувствительность (метеозависимость) — это реакция вашего организма на воздействие погодных (метеорологических) факторов. Это может быть снег, дождь или просто пасмурная погода, магнитные бури, вспышки на солнце и т. д.

Человек слишком восприимчив к колебаниям погоды из-за ослабленного иммунитета или хронических заболеваний. Чаще всего проблема с сердечно-сосудистой системой сопровождаются метеочувствительностью. Исследования показали, что организм реагирует не на саму погоду, а на ее резкое изменение. А недомогание может продолжаться на протяжении 4 суток. Зависит все от организма человека, его возраста, комплектации и наличия хронических заболеваний, даже характер играет роль в данной ситуации.

Симптомы заболевания

Различают множество симптомов. Все довольно индивидуально. И у каждого человека болезнь может проявляться по-разному. Это зависит от вашего иммунитета. Самые распространенные симптомы метеочувствительности:

Ощущается легкое недомогание;

• Потеря аппетита;
• Усталость;
• Боли в суставах;
• Мигрень;
• Головокружение;
• Шум в ушах и боль в глазах;
• Скачки давления;
• Обострение хронических заболеваний;
• Сердцебиение.

Иногда могут возникнуть боли в сердце из-за резких перемен погоды, есть вероятность того, что болезнь приведет к инфаркту. Во время вспышек на солнце и магнитных бурь многие люди обращаются в пункт скорой помощи. Отметили, что в такие дни происходит больше аварий на дорогах и обостряются неврозы и другие психические расстройства.

Типы метеочувствительности у человека

Стоит сказать, что есть несколько типов метеочувствительности, которые сопровождаются разными симптомами и последствиями. Первая степень недуга — это метеочувствительность. Она характеризуется ухудшением общего состояния организма. Человек может ощущать легкое недомогание. Ухудшение состояния никак не подтверждается общими анализами. Так что определить, что с человеком просто не возможно. Следующая степень заболевания — метеозависимость. В этом случае у человека можно наблюдать нарушение ритма сердца, возможны даже болевые ощущения. Будет изменяться артериальное давление. Оно может то понижаться, то резко повышаться. Человек находится в состоянии беспокойства. Последняя степень и самая тяжелая — это метеопатия. Она в свою очередь разделяется еще на пять типов метеочувствительности.

Мозговой тип. Такое состояние при метеочувствительности человек может описать следующим образом: ощущается шум в голове и ушах, головокружение, головные боли. Это не дает нормально работать или учиться. Состояние просто выбивает из колеи.

Астеноневротический тип. У человека отмечают изменение артериального давления. Можно наблюдать нарушение сна и постоянную раздражительность. У него повышенная возбудимость, которая может привести к различным нарушениям.

Неопределенный тип. При данном типе человек не может точно описать свое состояние. Он чувствует себя плохо, ощущает боли в суставах, недомогание, рассеянность, некую слабость, боль в мышцах. У него может ломить все тело.

Причины метеочувствительности

Всем не терпится узнать, почему же некоторые люди подвержены такой чувствительности к погоде. Человек — это часть природы, мы тесно связаны с внешней средой. Погода — это не только ясная или пасмурная погода. Мы чувствуем давление, влажность, магнитное и электрические поля. И все это влияет на наше состояние. То, что изменяется в природе на данный момент времени, влияет на наш организм. Мы ощущаем это каждой клеточкой тела. Метеочувствительность зависит от исходного состояния организма. Заболевание отмечают чаще всего у людей, которые редко бывают на свежем воздухе, ведут сидячий образ жизни и занимаются умственным трудом. У них слишком сужены зоны микроклиматического комфорта. При резком изменении погоды человек может чувствовать себя рассеянным, и он более расположен к различным вирусам (грипп, ангина и т. д.)

Сильный ветер может вызвать перевозбуждение нервной системы, при этом раздражая рецепторы кожи. В последние годы изучение погодных условий на организм человека получило название — синдромная метепатология. У некоторых людей плохая дождливая погода оставляет отпечаток и на внешности. Лицо становится бледным и вид очень усталый.

Лечение и профилактика метеочувствительности

Если у человека есть хронические заболевания, то требуется, прежде всего, лекарственная профилактика во время неблагоприятных погодных условий.

Рекомендовано принимать солнечные и воздушные ванны. Больше времени находитесь на свежем воздухе. Это поможет вашему организму справиться с проблемой. Стоит заниматься лечебной физкультурой.

Стоит отметить, что здоровый образ жизни поможет избавиться от метеочувствительности. Необходимо укрепить свой иммунитет и защитные функции организма. Правильное питание и занятие спортом сыграют большую роль в данной ситуации. Помогает при метеочувствительности ходьба, бег, контрастный душ, дыхательная гимнастика, холодные обертывания.

Если ощущается пониженное артериальное давление, то стоит пропить поливитамины и приготовить настои трав (лимонник, элеутерококка и т. д.) или крепкий чай.

Во время плохой погоды старайтесь есть продукты, содержащие железо, калий, кальций и аскорбиновую кислоту. Ограничьте себя в употреблении соли.

Стоит отметить, что от метеочувствительности нельзя полностью избавиться, но можно облегчить ее протекание.

Что такое метеозависимость и как её победить

Как проявляется метеозависимость

Зачастую весьма болезненные реакции тела на смену погоды люди заметили давно, ещё во времена Гиппократа. Но признали как медицинский факт лишь в XX веке, когда появилась возможность подсчитать страдальцев и статистически сверить их показания. Так родилась наука под названием биометеорология человека ^{. Она изучает проявления метеозависимости.}

Вот список слабых мест организма, по которым, согласно исследованиям, погода бьёт активнее и болезненнее всего.

Кости ломит

Повышение влажности, снижение температуры, колебания атмосферного давления — такие климатические перемены многие люди, что называется, нутром чуют: болью в суставах и конечностях в целом. В 2007 году The American Journal of Medicine опубликовал результаты исследования, проведённого учёными из Медицинского центра Тафтса (Бостон, Массачусетс). Медики проанализировали жалобы 200 пациентов и установили взаимосвязь ^{между колебаниями погоды и болезненностью суставов.}

Так что тот, кто жалуется на спину в преддверии плохой погоды, не врёт. Правда, механизм этой связи учёные ещё не установили. Выдвигаются лишь предположения: мол, повышенная влажность и сниженное атмосферное давление становятся причиной отёка тканей вокруг суставов. А отёк, в свою очередь, раздражает нервные окончания, вызывая боль.

Давление скачет

Именно на это чаще всего жалуются метеочувствительные люди. При снижении атмосферного давления (так даёт знать о себе приближающийся циклон) организм понижает кровяное давление, чтобы избежать излишней нагрузки на стенки сосудов. Отсюда недомогания, которые люди, в частности гипотоники, и без того живущие с хронически пониженным давлением, испытывают накануне плохой погоды.

Зимой же под удар попадают те, кто страдает гипертонией. Дело в том, что холод сужает кровеносные сосуды. При этом сердце, чтобы согреться, работает быстрее, активно качает кровь. И это приводит к увеличению кровяного давления ^{. Такую комбинацию суженных сосудов и повышенного давления медики считают одной из причин роста числа сердечных приступов в зимний сезон.}

Голова раскалывается

Изменения погоды учёные называют одной из причин ^{, вызывающих головную боль. Резкая смена атмосферного давления, падение температуры, ветер и поднимаемая им пыль — вот что чаще всего заставляет нас морщить лоб от дискомфорта.}

Есть предположение, что такая реакция — один из защитных механизмов, которые человеческое тело приобрело за время эволюции. Вот представьте: портится погода, собираются тучи, начинается шторм… Как загнать любопытного и деятельного примата в укрытие? Головная боль — возможный способ.

Начинается аллергия

Многие знают, что аллергические реакции меняются в зависимости от сезона. Весной и осенью их вызывает пыльца некоторых растений. Летом особую роль играет аллергенная зелень, например ядовитый плющ. Поздней осенью и зимой в дело вступает любящая влажность плесень…

Однако иногда аллергия может быть вызвана не веществами-аллергенами, а изменениями погоды. Яркий пример — холодовая крапивница ^{, кожная реакция, возникающая в ответ на контакт с морозным воздухом или ледяной водой.}

Ещё один пример — неаллергический ринит ^{. Симптомы у него те же, что и у аллергического: заложенный нос, слезящиеся глаза, бесконечное чихание, натужный кашель — в общем, классическая аллергическая реакция. Вот только часто причина неаллергического ринита не пыльца или плесень, а холодный воздух и повышенная влажность.}

Резкое похолодание с увеличившейся влажностью могут стать причиной и приступа астмы ^.

Нервы сдают

Чем хуже погода, тем хуже настроение. Но стоит проглянуть солнышку, и мир снова светлеет. И да, это нам не кажется: однозначная связь между погодой и эмоциональным состоянием доказана многочисленными исследованиями ^{. Именно этим обусловлен рост числа психических обострений в межсезонье, когда атмосферное давление, температура, влажность и прочие климатические показатели прыгают от минимума к максимуму, и всё в один день. Понятие сезонной депрессии тоже связано с изменениями погоды.}

Особенно любопытен ветер. Если влажный, свежий, умеренный морской бриз чаще всего оказывает успокаивающее действие, то резкие, сухие, пыльные (сильно наэлектризованные) ветра ^{нередко заставляют людей становиться нервными, невнимательными, агрессивными.}

Однако этим влияние погоды на человеческий организм не исчерпывается ^{. Так что же делать метеочувствительным людям?}

Как победить метеозависимость

На самом деле это не так уж и сложно. Исследователи давно заметили, что сила, с которой человек реагирует на изменение погоды, зависит от его психологических особенностей ^{. Если на пальцах: чем уравновешеннее, тем реакция слабее; чем тревожнее, нервознее, тем она мощнее. И это, в общем-то, понятно: ведь наша способность успешно адаптироваться к окружающим условиям зависит от состояния нервной системы.}

Поэтому первый шаг, который важно сделать в борьбе с метеозависимостью, — успокоиться. Чтобы вернуть себе душевное равновесие:

1. Откажитесь от вредных привычек: злоупотребления алкоголем, сигаретами, кофе, чаем, сладким.
2. Приведите к норме режим дня: спите не менее 8 часов. Если вы страдаете от бессонницы или иных нарушений сна, попробуйте решить эту проблему с помощью статьи Лайфхакера.
3. Контролируйте свои эмоции в течение дня. Если есть возможность не ввязываться в конфликт, не ввязывайтесь.
4. Увеличьте физическую активность: больше гуляйте или, например, займитесь йогой ^{. Это снизит уровень тревожности.}

Здоровый образ жизни — лучшее лекарство от метеозависимости.

Второй шаг — понимание, что метеозависимость вторична. Погодные реакции всего лишь обнажают уже существующие слабые места. Если у вас нет проблем с суставами, то и болеть «на погоду» вряд ли что-то будет. То же касается аллергии, скачков давления и всего остального: дискомфорт проявляется лишь в том случае, если вы имеете к нему предрасположенность. Поэтому важно заняться первичным заболеванием, обратившись за консультацией к терапевту.

Помимо прочего, терапевт может порекомендовать вам:

1. Витамины: их недостаток ^{может ухудшать самочувствие во время изменений погоды.}
2. Адаптогены ^{: они повышают способность организма подстраиваться под погоду в том числе.}
3. Массажи, лечебную физкультуру, расслабляющие и тонизирующие ванны. Это те факторы, которые помогут снять тревожность и в итоге отстоять свои суставы (давление, голову) у климатических перемен.

Читайте также

Стоит ли лечить дисбактериоз →

Когда пить антибиотики, а когда нет →

Как лечить простуду: бюджетные средства, которые действительно помогают →

Метеозависимость: что это?

Разберем основные симптомы метеозависимости более подробно:

Головная боль. Одно из самых распространённых проявлений у метеозависимых людей всех возрастов, чаще всего возникает перед резкой сменой погоды – ее ухудшении или, наоборот, при появлении яркого солнца. Вызывается спазмами сосудов, которые не успевают перестроиться под резкое изменение погоды, или застоем в венах головного мозга. Чаще всего боль локализуется в затылочной части головы или в области висков, может сопровождаться головокружением и тошнотой.

Артериальная гипертензия чаще всего проявляется у пожилых людей или людей, имеющих хронические заболевания сердечно-сосудистой системы при антициклоне или, другими словами, при повышении атмосферного давления. Особенно сильные скачки артериального давления наблюдаются тогда, когда антициклон сопровождается похолоданием, так как повышение влажности в совокупности с сильными порывами ветра может вызвать переохлаждение организма за счет возбуждения особого отдела ЦНС. Вследствие чего происходят резкие сужения сосудов лица и конечностей, что может повлечь за собой повышение давления.

Боли и ломота в мышцах и суставах часто появляются при скачках атмосферного давления у пожилых людей, имеющих лишний вес или какие-либо травмы в прошлом. Колебания атмосферного давления вызывают изменение давления в суставе (суставная сумка заполнена синовиальной жидкостью), а также раздражение нервных окончаний хрящевой ткани и рецепторов – именно из-за этого появляется боль, жжение и дискомфорт в суставах.

Если такие ощущения появляются во время перемены погоды, то это явный признак того, что в хрящевой ткани суставов начинаются дегенеративные процессы, а это может быть симптомом ряда серьезных заболеваний, таких как:

Метеозависимость также может обострять, провоцировать и усиливать следующие симптомы и болезни:

• артроз – дистрофия и дегенерация суставных поверхностей и поражение хрящей. Проявляется в хрусте, болях, ограничении подвижности конечностей – контрактуре (мышечных сокращениях), что может повлечь за собой укорочение ноги или руки;
• артрит – воспалительные поражения суставов различного генеза. Проявляется в общем недомогании, усиливающимся во второй половине ночи и под утро, локальной гипертермии и гиперемии, припухлости, ощущении скованности и ограничении подвижности сустава;
• радикулит – воспаление и сдавление корешков спинномозговых нервов. Проявляется в болях по ходу пораженных нервных корешков и образованных из них нервов, нарушении чувствительности, иногда в двигательных расстройствах;
• остеохондроз – заболевание позвоночника, при котором межпозвоночные диски, а затем и тела самих позвонков, суставы и связки, утрачивают способность к нормальному функционированию. Проявляется в болях и спазмах в различных отделах позвоночника и конечностях, ограничениях в подвижности при сидении, наклонах и поворотах, межреберной невралгии, головных болях и головокружении и т.д.;
• атеросклероз – заболевание артерий, возникающее вследствие нарушения липидного и белкового обмена и сопровождающееся отложением холестерина и некоторых фракций липопротеидов в виде бляшек в просвете сосудов. Проявляется в неконтролируемом повышении артериального давления, приводящего к стойкой гипертензии, онемении пальцев рук и ног, чувстве тяжести, онемении, снижении чувствительности кожи;
• варикоз – патологические изменения вен, сопровождающиеся их расширением, увеличением длины, образованием извилин, узлов, приводящих к несостоятельности клапанов и нарушению кровотока. Проявляется в возникновении венозного рисунка на ногах или появление сетчатых вен и узлов, изменению пигментации кожи, тяжести в ногах, судорогах, отеках, дерматитах и трофических язвах.

Важно! Симптомы метеозависимости могут проявляться на фоне сосудистых нарушений, болезней сердца и позвоночника. Данный симптом различной локализации ни в коем случае нельзя игнорировать и пытаться перетерпеть – нужно обратиться к врачу для постановки более точного диагноза и подбора необходимой схемы лечения!

• Сонливость, слабость, головокружение чаще всего проявляются перед дождем, так как в это время снижается атмосферное давление, и уменьшается содержания кислорода в воздухе – ощущая эту нехватку, организм пытается сэкономить энергию. Обычно эти симптомы быстро проходят, так как организм способен довольно быстро адаптироваться к таким изменениям в атмосфере

Апатия, негативное настроение, агрессивность во время погодных скачков чаще всего проявляется у людей с высокой рецепторной чувствительностью. Такое состояние, при котором во время резких погодных скачков происходит сбой психического состояния у чересчур впечатлительных людей, официально признано одним из видов невротических расстройств и носит название метеоневроз.

Следует отметить, что в большей степени ухудшение самочувствия происходит не столько из–за самих капризов погоды, сколько из–за психологического фактора, такого как катастрофизация мышления. Другими словами, человек, склонный к подобному типу мышления, представляя исход того или иного события, как правило, видит его в неблагоприятном свете и его самочувствие и настроение начинает зависеть от погоды за окном

Что такое метеозависимость и как с ней жить?

Под метеозависимостью понимают чувствительность человека к изменениям погоды. При этом возникает ряд характерных симптомов, среди которых головная боль, сонливость, суставные и мышечные боли, чувство усталости и снижение работоспособности.

 

Типы

Сезонная метеозависимость связана с переменой времени года, а метеопатологический тип заболевания проявляется при изменении условий погоды. В каждом из случаев проявления патологии имеют разные симптомы и имеют особенности, поэтому для лечения применяются различные подходы.

  

Причины

Основной причиной появления метеозависимости считается все то, что мы относим к благам цивилизации. Получив их, люди утратили связь с природой, перестали употреблять здоровую пищу и работать физически, а жизнь превратилась в сплошной стресс.

 

Все люди имеют индивидуальные особенности, и неодинаково реагируют на перемену погоды. Одни без труда адаптируется к климатическим аномалиям, а другие не способны перенести незначительные колебания температуры. При снижении защитных функций организма метеозависимость проявляется более ярко.

 

В большинстве случаев отрицательно влияют на состояние здоровья человека резкие перепады температуры воздуха, изменение влажности и атмосферного давления, магнитные бури, снижение содержания кислорода в атмосфере, солнечная активность. Причем страдают от этого недуга чаще всего городские жители.

Последствия метеозависимости

На первый взгляд симптомы заболевания не вызывают опасений, и не требуют медицинской помощи. Однако при игнорировании их можно стать жертвой серьезных осложнений.

 

Согласно медицинской статистике, при резком изменении погоды учащаются инфаркты, инсульты, гипертонические кризы, приступы стенокардии и обмороки. При изменениях температуры воздуха обостряется аллергия, астма и хронические заболевания внутренних органов. При повышении влажности возрастает не только число простудных заболеваний и риск развития воспалений, но и возникают проблемы с опорно-двигательным аппаратом. Скачкообразные изменения атмосферного давления сказываются на сердечной деятельности. Туманы и порывы ветра становятся причиной бессонницы, тревожности, спазмов сосудов у лиц с нестабильным психическим состоянием. Магнитные бури оказывают влияние на сердечно-сосудистую и нервную систему, а также органы дыхания.

Стадии заболевания

Легкая форма болезни сопровождается общим недомоганием, возникновением тревожности и подавленности.

 

Средняя стадия болезни сопровождается скачкообразным изменением артериального давления и пульса, нарушением сердечной деятельности.

 

При тяжелой стадии метеозависимости симптомы более легких стадий сочетаются с возникновением острых болей в сердце, затрудненном дыхании, головокружении, мышечных и суставных болей.

Лечение и профилактика

Метеозависимость требует повышенного внимания к здоровью, и профилактике заболевания. Для этого рекомендуется следует чаще бывать на свежем воздухе, и совершать прогулки на природе. Солнце, воздух и вода — лучшее средство при этом заболевании. Позитивное отношение в жизни позволит снизить влияние погоды на самочувствие.

 

Полностью излечить метеозависимость довольно трудно. Для этого используется комплексная терапия, которая начинается с лечения хронических заболеваний, обостряющихся при изменении погоды. Лечебный массаж входит в состав этих мероприятий, и позволяет получить положительные результаты. Предупредить неприятные симптомы болезни можно заблаговременно приняв необходимые препараты зная прогноз погоды. Самолечение может привести к ухудшению состояния здоровья, поэтому не стоит пренебрегать консультациями врачей.

Медики рассказали, как помочь себе при перепадах атмосферного давления

Закаливание, отказ от жирной и жареной пищи, активный отдых и чаи на основе трав могут помочь метеозависимым людям улучшить самочувствие во время резких перепадов температуры и атмосферного давления, но полностью избавиться от метеочувствительности позволит только комплексное лечение заболевания, которое к ней приводит, рассказала РИА Новости врач общей практики городской поликлиники №109 департамента здравоохранения Москвы, обладатель статуса «Московский врач» Ирина Нудикова.

Повышенное атмосферное давление в столице сохранится на протяжении всей текущей недели. Как сообщила ранее РИА Новости главный специалист столичного Метеобюро Татьяна Позднякова, атмосферное давление в Москве в понедельник, 21 мая, побило рекорд 39-летней давности: барометры в столице показали 1009 миллибар, а предыдущий рекорд для 21 мая был зафиксирован в 1979 году и составлял 1008,9 миллибар.

«Слабость, недомогание, повышение или снижение артериального давления, бессонница, боли в суставах, головные боли, отдышка — это основные симптомы, которыми страдают метеозависимые люди. Метеозависимость, как правило, – это проявление заболеваний сердечно-сосудистой и нервной системы, артрита. Основной совет – лечить заболевание, которое приводит к метеозависимости. Никогда не стоит пренебрегать регулярной профилактикой, тем более, что в поликлиниках, подведомственных департаменту здравоохранения, все условия для этого созданы», — рассказала Нудикова.

Как подчеркнула врач, для людей, страдающих таким недугом, есть ряд полезных и действенных рекомендаций: необходимо укреплять сосуды, принимать контрастный душ, обливаться холодной водой, не пренебрегать прогулками и физическими упражнениями на свежем воздухе, это может быть также плавание в водоемах или занятия в спортзале. При этом процедуру закаливания нужно проводить постепенно — два раза в неделю обливаться прохладной водой, каждый раз снижая температуру на один градус.

«Очень важна регулярность, так как теряется эффект. Кроме того, необходим правильный режим сна в количестве 8 часов, правильное сбалансированное питание — то есть меньше употреблять жирную и жареную пищу, острую пищу, исключить алкогольные напитки, предпочтительна растительно-молочная пища», — добавила Нудикова.

По советам врача, при плохом самочувствии метеозависимым людям могут помочь различные травяные чаи, в состав которых входит боярышник, мята, чистотел, пустырник, валериана, ромашка. Это поддержит иммунитет, сердечно сосудистую систему и поможет устранить бессонницу. К общим укрепляющим средствам относятся также витамины группы В, отметила врач.

«Всем необходимо вести здоровый образ жизни, а людям, страдающим хроническими заболеваниями, — регулярно посещать врачей в поликлинике и выполнять их рекомендации. Все это в комплексе и приведет к снижению метеочувствительности», — резюмировала собеседница агентства.

Ссылка на публикацию: https://ria.ru/society/20180521/1520998159.html

Метеозависимость: как пережить перепады погоды

В чем опасность резких погодных изменений для нашего здоровья

articleContentМетеозависимость – это когда организм болезненно реагирует на любые капризы погоды: то ли перепады атмосферного давления, изменения температуры. На наше самочувствие влияют и загадочные магнитные бури.

В большинстве случаев на метеозависимость страдают те, кто имеет проблемы со здоровьем. Но и у вполне здоровых людей реакция на изменения погоды также случается.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Циклическое или интервальное голодание: Быстрый эффект без вреда для здоровья

Кто в группе риска?

По исследованиям ученых, практически у каждого третьего жителя планеты наблюдаются неприятные симптомы. К тому же, среди жителей города чувствительных к погоде примерно на треть больше, чем среди сельских жителей.

Сильнее всего погодные аномалии действуют на людей, имеющих хронические недуги: бронхиальную астму, артрит, ревматизм, сердечные заболевания, давление. Метеозависимость часто развивается и у тех, кто перенес сотрясение мозга, страдает вегетососудистой дистонией или атеросклерозом.

Как себя проявляет метеозависимость

articleContentКак правило, ухудшение самочувствия у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями происходит за несколько часов до резкой смены атмосферного давления или температуры на улице.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как и когда лучше есть фрукты: 5 советов диетолога

Усиление или изменение направления ветра может вызвать головную боль, общую слабость и боль в суставах.

Для людей, которые имеют проблемы с сердцем, одним из наиболее негативных факторов является высокая влажность воздуха.

Что делать, чтобы уменьшить чувствительность к погоде

Скорость, с какой человек реагирует на изменение погоды, зависит от его психологических особенностей. Такую закономерность выяснили ученые. Когда человек более-менее уравновешенный, реакция слабее. Способность к адаптации в новых условиях целиком зависит от состояния нервной системы человека.

Первым шагом в борьбе с метеочувствительностью должно стать самоуспокоения. Для того, чтобы вернуть душевное равновесие, учтите эти правила:

1. Откажитесь от вредных привычек: злоупотребления алкоголем, сигаретами, кофе, чаем, сладким.

2. Приведите в норму режим дня: спите не менее 8 часов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: 5 масок, которые можно сделать из продуктов в холодильнике

3. Контролируйте свои эмоции в течение дня. Не вплутуйтесь в конфликты, если это возможно.

4. Займитесь физической активностью: больше гуляйте или, например, пойдите на йогу. Это снизит уровень тревоги.

Что еще стоит делать метеозависимым людям?

Следите за прогнозом погоды, когда происходят кардинальные изменения – перенесите ближайшие планы.

1. Пытайтесь отменить дела, которые требуют повышенного внимания, затрат сил и энергии, не пользуйтесь личным транспортом для длительных поездок.

articleContent2. Если есть возможность перенести важные встречи – сделайте это или же возьмите выходной.

3. Как только тело адаптируется к погодным условиям, доделайте все необходимое в хорошем настроении.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Менопауза: когда она начинается?

4. Устройте в эти дни выходной и системе пищеварения: постарайтесь есть больше овощей, сделайте рацион более легким, пейте больше воды, откажитесь от жирного, острого, кофе и алкоголя.

5. Добавьте в диету продукты с повышенным содержанием калия, они помогут работе сердца: орехи, сухофрукты, сыр, рыба, бананы и другие. Наблюдайте за давлением: если оно повышается, то потребление воды, наоборот, уменьшайте.

И помните, метеочувствительность присуща всем без исключения, ведь мы тоже являемся частью природы, и наш организм связан с ее изменениями.

The Weather Dependency Framework (WDF): инструмент для оценки погодной зависимости деятельности на открытом воздухе

Abstract

В этом документе описывается создание Weather Dependency Framework (WDF) и ее потенциальная полезность для менеджеров и исследователей. WDF — это механизм для понимания многомерных переменных, которые влияют на погодную зависимость активного отдыха. Необходимость в этой работе была очевидна из-за растущего числа исследований, посвященных общему влиянию погоды на отдых на природе без организационной основы для понимания этих влияний.Летом 2015 года для разработки WDF была оказана помощь модифицированному Интернет-процессу Delphi, в котором задействована группа из 27 экспертов в области погоды, климата, отдыха на природе и управления природными ресурсами. Кроме того, группа экспертов проверила потенциальную полезность WDF, применив ее к трем видам отдыха на свежем воздухе, которые представляют собой вероятный спектр зависимости от погоды. Документ завершается рассмотрением других возможных приложений, а также рекомендациями по дальнейшему развитию WDF.

Управленческие последствия

В статье предлагается новый инструмент для интерпретации и учета погодных зависимостей активного отдыха на природе. Приложение может улучшить управление и внести свой вклад в оценку погодных потребностей и поведения рекреационистов по типу деятельности, для прогнозирования участия в рекреации в определенных погодных условиях и для конкретных видов деятельности, для информирования о потенциальных рисках при определенных погодных условиях и для конкретных видов деятельности, для спланировать улучшения и адаптацию инфраструктуры сайта, чтобы помочь в планировании фестивалей и мероприятий, а также в выборе соответствующего места.В целом, использование WDF менеджерами может привести к пересмотру программ и политики, смягчению последствий рекреации, вдохновению на инициативы в области планирования на основе погодных условий и прогнозирование тенденций доступа к земле.

Ключевые слова

Зависимость от погоды

Метод Delphi

Управление природными ресурсами

Отдых на природе

Framework

Управление использованием посетителей

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Определение зависимости от погоды | Словарь английских определений

погода

n

a ежедневные метеорологические условия, особенно температура, облачность и осадки, влияющие на конкретное место
Сравнить → климат → 1

b модификатор , относящийся к прогнозированию погоды
a погодный корабль

2 преобладающее состояние или условие

3 ♦ в плохую погоду

а (судна) для качки и наклона в сильном море

b , затем: из выполнить с большим трудом или излишне большими усилиями

4 ♦ по погоде
Неформальный

a Плохое здоровье

б в состоянии алкогольного опьянения
прил

5 предварительный номер сбоку или по направлению ветра; наветренный
погодный якорь Сравнить → ли → 4
vb

6 подвергаться воздействию погодных условий

7 претерпевать или вызывать изменения, такие как обесцвечивание, из-за погодных условий

8 intr выдерживает воздействие погодных условий

9 при вводе, следуйте: через , чтобы пережить (кризис, опасность и т. Д.))

10 tr на уклон (поверхность, такая как крыша, подоконник и т. Д.), Чтобы дождевая вода была чистой

11 tr , чтобы плыть к наветренной стороне
, чтобы выветриться в точке
(древнеанглийский вестер; относится к старосаксонскому ведару, древневерхненемецкому ветру, древнескандинавскому ветру)
♦ атмосферостойкость n
♦ weatherer n

для хорошей погоды
прил.

1 подходит только для использования в хорошую погоду

2 ненадежен или присутствует в трудных или трудных ситуациях (особенно.во фразе ясный друг)

погодные условия
прил.

1 с признаками воздействия погодных условий

2 дубленые или закаленные под воздействием погодных условий

с погодными условиями
прил. (судна, самолета и т. Д.) Задерживается из-за плохой погоды

Погодный глаз
n

1 зрение человека, обученного наблюдать изменения погоды

2 Неформальный настороженный или наблюдательный взгляд

3 ♦ следить за погодой быть начеку

погодный домик
n модель дома с двумя человеческими фигурами, одна из которых выходит, чтобы предсказывать плохую погоду, а другая — предсказывать хорошую погоду

карта погоды , карта
n синоптическая карта, показывающая погодные условия, составленная из одновременных наблюдений, проведенных на различных метеостанциях

метеостанция
n одна из сети метеорологических постов наблюдения, где регистрируются метеорологические данные

уплотнитель
n тонкая полоса из сжимаемого материала, такого как пружинный металл, войлок и т. Д., который устанавливается между рамой двери или окна и открывающейся частью, чтобы исключить ветер и дождь (также называется) уплотнитель

флюгер
n флюгер, предназначенный для указания направления, в котором дует ветер

погодное окно
n ограниченный интервал, когда можно ожидать, что погодные условия будут подходящими для конкретного проекта, такого как прокладка морских трубопроводов, достижение вершины высокой горы, запуск спутника и т. Д.

по погодным условиям
прил.

1 квалифицированный или опытный в прогнозировании погодных условий

2 обладает навыками или опытом в прогнозировании тенденций общественного мнения, реакции и т. Д.

в зависимости от погоды — определение английского языка, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Агрегат АВАРИЙНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ для погодных контроллеров — зависимых

Польские Патенты

Поездки зависят от погоды, и могут быть перенесены из-за сильного ветра или низкой облачности.

Гига-френ

Первоначально климат был определен в Древней Греции для описания погоды в зависимости от широты местности.

WikiMatrix

Предыдущие попытки предсказания погоды зависели от исторических данных.

WikiMatrix

Дети получат свое космическое одеяло (погода в зависимости от погоды ) и медаль после того, как пересекут финишную черту.

Обычное сканирование

Однако проект зависит от погоды и может занять несколько недель.

Гига-френ

Развитие болезни зависит от погоды, и существующие системы прогнозирования неточны.

Гига-френ

В первые три недели жизни цыплята кормятся и собираются в кучу погодозависимых .

спрингер

Рейсы доступны круглый год, но зависят от погоды .

WikiMatrix

Это упражнение будет проходить вечером с 4 по 8 февраля (, в зависимости от погоды, ).

Гига-френ

В это время сети работают каждый день ( в зависимости от погоды, ).

Гига-френ

Острова Broken Group открыты круглый год — в зависимости от погоды .

Гига-френ

Своевременное разбрасывание урожая снижает зависимость от погодных условий и сводит к минимуму риски сбора урожая.

Обычное сканирование

Время гнездования и развития может сильно зависеть от погоды .

Гига-френ

Гистохимические изменения сравнивали с погодозависимыми изменениями метаболизма кортикостероидов, о которых сообщали другие авторы.

спрингер

15,70 $ * Кемпинг с мягкими стенками только зимой (с середины ноября до середины апреля) Даты открытия: , в зависимости от погоды, .

Гига-френ

Зимняя погода зависит от широты.

WikiMatrix

Рейсы сильно зависят от погоды из-за тумана и бокового ветра.

WikiMatrix

Pseudotsuga Taxifolia B. имела короткий период роста, и прирост высоты сильно зависел от погоды .

спрингер

Например, до недавнего времени прогноз погоды зависел в основном от наблюдений за атмосферой.

jw2019

Зависит ли использование адгезива Firestone RubberCoverTM Bonding Adhesive от погодных условий ?

Обычное сканирование

Последние зависят от погодных условий, и непредвиденные проблемы с конструкцией здания задерживают работу.

не установлено

Рост каждого шарового скопления зависит от погоды .

WikiMatrix

Например, последние могут быть мероприятиями или проектами на Севере, которые зависят от погоды .

Гига-френ

Оценка зависимости между температурой и осадками для лучшей оценки рисков одновременных экстремальных погодных явлений

Осадки и температура являются одними из основных климатических переменных, которые используются для характеристики экстремальных погодных явлений, которые могут иметь серьезные последствия для экосистем и общества.Точное моделирование этих переменных в местном масштабе необходимо для адаптации городских систем и политики к будущим климатическим изменениям. Однако точное моделирование этих климатических переменных затруднено из-за возможной взаимозависимости и обратной связи между ними. В этой статье концепция связок использовалась для моделирования сезонной зависимости между осадками и температурой. Пять функций копул были подогнаны к сетке (приблизительно 10 км × 10 км) климатических данных с 1960 по 2013 год в южном Онтарио, Канада.Затем теоретические и эмпирические связки сравнивали друг с другом, чтобы выбрать наиболее подходящее семейство связок для этой области. Результаты показали, что из протестированных связок ни одна из них не показывала стабильно лучших результатов во всем регионе в течение всех сезонов. Тем не менее, копула Гамбела была лучшей в зимний сезон, а Клейтон — летом. Больше изменчивости по лучшей связке обнаружено в весенний и осенний сезоны. Изучая вероятность одновременных периодов экстремальных температур и осадков, включая влажные / прохладные зимой и сухие / жаркие летом, мы обнаружили, что игнорирование совместного распределения и смешанных воздействий осадков и температуры приводит к недооценке вероятности возникновения этих два одновременных экстремальных режима.Эта недооценка также может привести к неправильным выводам и ошибочным решениям с точки зрения серьезности этих экстремальных явлений.

1. Введение

Экстремальные погодные явления могут иметь серьезные физические и экономические последствия для городских и сельских сообществ [1–3]. Согласно Пятому оценочному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата [4], ожидается, что экстремальные высокие температуры будут увеличиваться, а экстремальные низкие температуры, по прогнозам, уменьшатся в течение следующих нескольких десятилетий [5].Кроме того, значительный рост количества экстремальных осадков прогнозируется во многих регионах в течение 21 века, но с сильной изменчивостью по годам [6]. Estrella и Menzel [7] обнаружили, что взаимозависимость климатических переменных может иметь более серьезное влияние на пространственное изменение климата, чем влияние какой-либо отдельной климатической переменной, например, комбинированное воздействие на изменение температуры и количества осадков на возникновение и степень засухи. Канадские прерии [8].В других исследованиях также оценивалась зависимость между климатическими переменными и экстремальными явлениями. AghaKouchak et al. [9] обнаружили, что последствия засухи и жары в Соединенных Штатах значительно усилились, когда они произошли одновременно. Little et al. [10] обнаружили, что повышение уровня моря и изменения частоты и интенсивности тропических циклонов увеличат риск наводнений в будущем на восточном побережье США.

Большинство исследований воздействия изменения климата рассматривают колебания температуры и осадков независимо друг от друга.Однако эти две переменные физически зависят через несколько механизмов. Например, осадки влияют на влажность почвы, что, в свою очередь, может оказывать влияние на поверхность и температуру воздуха на низком уровне за счет эффектов диабатических потоков и разделения потоков явного и скрытого тепла или более низкого / более высокого отношения Боуэна [11, 12]. Взаимодействие экстремальных температур и осадков может привести к сильным погодным явлениям и связанным с ними стихийным бедствиям со значительными последствиями для сельского хозяйства и других секторов экономики [13].Например, засуха, сопровождающая аномальную жару, может повлиять на доступность воды для производства продуктов питания [14, 15], а также на ресурсы питьевой воды. Кроме того, взаимозависимость температуры и количества осадков в моделях может влиять на распределение снежного покрова и продолжительность моделирования [16, 17], а также на возникновение и продолжительность паводков весной во многих регионах, особенно в Канаде [18]. В результате следует обратить внимание на комбинированные эффекты изменений температуры и осадков и их смешанные воздействия.Недавний анализ зависимости между температурой и осадками становится центром исследований в области метеорологии и предотвращения стихийных бедствий [19, 20].

Многие исследования показали, что связи между температурой и осадками различаются как в пространстве, так и в зависимости от сезона [21–24]. Johns et al. [25] использовали диаграммы разброса среднегодовых осадков и аномалий температуры, чтобы показать глобальную линейную корреляцию, которая моделировалась большинством климатических моделей за период 1980–1990 гг. На основе модели HadGEM2 Цезарь и Лоу [26] проанализировали корреляцию между среднегодовой температурой и экстремальными осадками.Они обнаружили пропорционально высокую корреляцию между ними. Dai et al. [27] обнаружили сильную отрицательную корреляцию между осадками, максимальной температурой (Tmax) и дневным диапазоном температур в короткие сроки в теплое время года во всем мире. Отрицательная корреляция между летними осадками и температурой была обнаружена на большей части континентальной части Соединенных Штатов, что указывает на то, что теплое лето, как правило, более сухое, а более холодное — более влажное [24]. В Канаде взаимозависимость температуры и количества осадков имеет тенденцию к увеличению с широтой и особенно сильна в Северо-Западных территориях и относительно слаба в Прериях [21], но эти модели корреляции различаются между зимними и летними месяцами [28].Юго-восточный Онтарио и Квебек почти не показывают зависимости количества осадков от температуры летом (например, июль), но существует общая отрицательная корреляция между среднемесячными аномалиями температуры и количеством осадков для групп месяцев, происходящих в период май / июнь / июль. / Август / Сентябрь [28]. В целом, в теплые летние / зимние месяцы выпадает меньше / больше осадков. В восточном регионе Скалистых гор Исаак и Стюарт [21] обнаружили, что больше осадков выпадает, когда температура обычно ниже, независимо от сезона, как показано также в исследовании Тренбета и Ши [28].Это может быть связано с тем, что регулярные системы низкого давления (т.е. присутствие Alberta Clippers) движутся с запада в сторону области Альберты.

Большинство исследований, в которых анализируется зависимость между температурой и осадками, предполагают линейную зависимость и нормальное распределение обеих переменных (например, [21, 24, 28]). Следовательно, связанные результаты могут быть неточными, если одна или обе переменные не удовлетворяют условию нормального распределения, особенно если осадки не распределяются нормально, а также низкие температуры воздуха в зимние месяцы из-за нелинейных обратных связей, вызванных присутствием снег на земле.Кроме того, линейная корреляция игнорирует высокие пиковые флуктуации и структуру зависимости [29]. В этом исследовании мы применяем подход, основанный на связках, для анализа значимости взаимосвязи между осадками и температурой, чтобы преодолеть проблему нормальности нераспределенных данных. Взаимозависимость количества осадков и температуры с использованием копулы не была широко исследована в литературе, особенно для южного Онтарио [11, 30]. Конг и Брэди [11] использовали связки для изучения зависимости между температурой и количеством осадков в Скании (самая южная провинция Швеции).Они обнаружили значительную отрицательную корреляцию с апреля по сентябрь. С точки зрения связки, Студент был выбран как более подходящий для этого региона. Они заявили, что их результаты сильно связаны с изучаемым регионом, и эти результаты различаются в пространстве (от региона к региону) и во времени. В этом исследовании использовался подход, основанный на связках, для определения внутренней взаимосвязи между среднесуточной температурой и общим количеством осадков (осадки> 0,1 мм). Были построены пять функций копул, принадлежащих к трем разным семействам, для определения совместного распределения или взаимозависимости осадков и температуры (см. Следующий раздел).Предлагаемый подход был применен к климатическим данным с координатной привязкой (0,0833 градуса или ∼ 10 км × 10 км), доступным по всей Канаде, но использовался для конкретного региона на юге Онтарио, Канада. Это первое исследование, в котором основное внимание уделяется изучению и количественной оценке нелинейной зависимости между осадками и температурой с использованием копул в южном Онтарио.

2. Методы

2.1. Регион исследования и наборы данных

Регион исследования расположен в южной части Онтарио, Канада (рис. 1).Район исследования расположен между 42 ° 18’N 83 ° 01’W и 45 ° 31’N 74 ° 06’W и ограничен на юге международной границей с США. Площадь области составляет около 100 000 км ² . В этом регионе проживает около 11 миллионов человек (по данным переписи населения Канады 2016 г.), он составляет почти треть населения Канады и примерно 75% населения провинции Онтарио. Климат в восточной части Канады, включая район исследования, частично зависит от топографических эффектов, Ниагарского откоса и больших озер [31].Ниагарский откос пересекает исследуемую территорию от залива Джорджиан на северо-западе до озера Эри на востоке и влияет на характер осадков в регионе. Кроме того, Великие Лаврентийские озера оказывают серьезное влияние на климат в регионе, включая следующее: (1) снижение экстремальных температур в любое время года, (2) увеличение облачности и количества осадков зимой (эффект снежного озера). и (3) уменьшение количества летних конвективных облаков и осадков. Эти эффекты обусловлены различиями в теплоемкости воды и поверхности земли и коэффициентом отношения Боуэна между двумя поверхностями, а также большими различиями в источнике влаги, особенно из Великих озер [32, 33].

Наборы данных о наблюдаемых суточных осадках и максимальной и минимальной 2-метровой температуре воздуха, использованные для этого исследования, были извлечены из исторических данных метеостанции с привязкой к сетке (CanGrid), подготовленных Natural Resources Canada с использованием интерполированных станций наблюдений Environment Canada по всей Канаде. Этот набор данных [34] охватывает Канаду (к югу до 60 ° с.ш.) и содержит дневные переменные с 1951 по 2013 год на конформной конической проекции Ламберта с шагом 5 угловых минут (что эквивалентно разрешению примерно 10 км).Эти климатические данные были получены с помощью программы «ANUSPLIN» [35]. Этот набор данных использовался во многих исследованиях изменения климата в недавнем прошлом (например, [36–38] и [8, 39, 40]). В этом исследовании использовались данные с привязкой к канадской сетке из 1699 точек сетки CanGrid, расположенных в южной части Онтарио, соответствующих границам исследуемого участка за период 1951–2013 гг. (Рисунок 1). Основываясь на информации о точках сетки, общее годовое количество осадков за этот период варьируется от самого низкого зарегистрированного значения 725 мм до 1162 мм.

2.2. Copula Concepts

Copula — это статистическое понятие, используемое для описания нелинейной зависимости между случайными величинами и для установления совместного распределения этих переменных с использованием их маргинальных функций. Он также описывается как функция, которая связывает одномерные распределения с многомерным распределением, описывающим зависимость между коррелированными переменными. Основные преимущества использования подхода копулы: (1) гибкость в выборе произвольной маргинальной и структуры зависимости, (2) расширение до более чем двух переменных и (3) раздельный анализ маргинальных распределений и структуры зависимости [41, 42 ].Совместное распределение подбирается путем отдельной оценки предельных распределений переменных и их соответствия, что не ограничивается каким-либо параметрическим распределением (например, распределением Гаусса). Метод Copula широко используется для изучения взаимодействий и ассоциаций между гидрологическими и / или климатологическими переменными. Де Микеле и Сальвадори [43] определили связь между интенсивностью и продолжительностью ливневых дождей в Италии с помощью копулы Франка. Hao и AghaKouchak [44] использовали набор параметрических связок для получения многомерного стандартизованного индекса засухи на основе векторов осадков и влажности почвы.Ли и др. [45] изучали влияние формы хвоста различных функций связок (т. Е. Гамбеля, Фрэнка, Клейтона и Гаусса) на двумерный частотный анализ засухи. Ренар и Ланг [46] предложили применение гауссовой связки для смягчения последствий наводнений во Франции. Гримальди и Серинальди [47] доказали адекватность двух связок (Фрэнка и Гамбеля) для анализа характеристик паводка реки Канава в Западной Вирджинии (США). Чебана и Уарда [48, 49] представили региональный многомерный анализ паводков с использованием связки и многомерных L-моментов, которые также использовались в исследовании Saad et al.[18], которые разработали трехфакторную связку для анализа наводнений над рекой Ришелье, расположенной в южной части Квебека. Копула Гамбеля была использована Леонардом, Меткалфом и Ламбертом [50] для объединения предельных распределений сезонных максимумов дождевых осадков в бассейне Мюррей-Дарлинг, Австралия. Адлуни и Уарда [51] предложили применение копулы для анализа зависимости уровня воды в озере Сен-Луи от максимального стока на реке Шатоге в Квебеке (Канада). Роза и Лейте [52] показали, что связки Фрэнка и Клейтона хорошо подходят для изучения взаимосвязи между максимальным потоком и объемом в Португалии.Чтобы установить связь между различными характеристиками паводков, Salarpour et al. [53] применили т-копулу на реке Джохор в Малайзии. Копула Гамбеля была выбрана в качестве наиболее подходящей модели для трехфакторного частотного анализа пиковых расходов, объемов гидрографа и концентраций взвешенных отложений в работе Безака и др. [54]. Также связка использовалась для описания пика и объема наводнения, пика и продолжительности наводнения, а также объема и продолжительности наводнения [55, 56]; интенсивность и продолжительность засухи [45]; волны тепла и засуха [57].Таким образом, функция связки оказалась очень полезным и эффективным инструментом для многомерного гидрологического и климатологического анализа и моделирования.

Математически связка — это многомерное распределение вероятностей, связывающее стандартные равномерно распределенные маргиналы. Предполагая, что X и Y являются парами случайных величин с кумулятивными функциями распределения (CDF), и. Согласно теореме Склара [58], совместная функция двумерного распределения X и Y , обозначенная как кумулятивная совместная вероятность, может быть затем сгенерирована следующим образом: определяется как функция копулы.

Здесь C (u, v) — произвольная двумерная функция копулы. Функция C обладает следующими элементарными свойствами [59]: (1) Для каждого u и, (2) (3) Для каждого u _1, u ₂ ,, и, если u ₁ ≤ u ₂ и ≤,

В литературе описано множество семейств связок (например, [59, 60]. Семейства копул различаются номерами параметров и структурой зависимости , влияющие на их сложность.Параметры связок контролируют силу зависимости. Эти параметры обычно оцениваются с использованием алгоритмов локальной оптимизации (например, [61–63], байесовского (например, [64, 65]), подхода L-моментов (например, [66]) и методов точного максимального правдоподобия) [ 67]). В этом исследовании для описания взаимозависимости между осадками и температурными переменными использовались пять функций копул: Гаусса, Стьюдента, Фрэнка, Клейтона и Гамбеля (таблица 1). Эти связки принадлежат к семействам эллиптических (гауссово и t -копулы) [60] и архимедовых (копулы Франка, Клейтона и Гамбеля) [59].Обратите внимание, что эллиптические связки часто используются для простой структуры зависимостей [68, 69]. Следовательно, архимедово семейство связок более желательно для гидрологического анализа, потому что оно может быть легко построено и может применяться независимо от того, является ли корреляция между переменными положительной или отрицательной [56]. Эти связки были выбраны для анализа, потому что они обычно использовались для оценки взаимозависимости климатических переменных в гидрологических и климатологических исследованиях.

Имя копулы Формула копулы Гаусса , ρ и является нормальной функцией корреляции. Студент , ρ — коэффициент линейной корреляции, а t -1 — обратная кумулятивная функция распределения (CDF) для t -распределения Стьюдента со степенью свободы. Gumbel , где θ измеряет зависимость между и и. Clayton , где θ измеряет зависимость между и и. Frank , где θ измеряет зависимость между u и.

2.3. Процедура анализа

Доступные климатические данные сначала обрабатывались по следующим критериям: дни без осадков (<0,10 мм) были исключены из анализа, а все остальные дни были сгруппированы по сезонам (декабрь-январь-февраль (DJF), март-апрель- Май (MAM), июнь-июль-август (JJA) и сентябрь-октябрь-ноябрь (SON)).Чтобы соответствовать совместному распределению между температурой и осадками с использованием метода копул, была использована следующая процедура: (1) На первом этапе анализа выбирается адекватное маржинальное распределение (функция распределения вероятностей, PDF) для каждой из исследуемых переменных. Фактически, было выявлено маргинальное распределение среднесуточной температуры и суммы суточных осадков в исследуемом регионе. Идентификация подобранного распределения вероятностей позволяет прогнозировать вероятность превышения для определенной величины (квантиля) или величины, связанной с конкретной вероятностью превышения.Теоретической основы для выбора распределения вероятностей и метода оценки параметров нет. В этом исследовании было подобрано двенадцать распределений вероятностей для каждой сетки и сезона. Подгоняемые PDF-файлы: бета, экспонента, экстремальное значение, гамма, обобщенное экстремальное значение, обобщенное Парето, обратное гауссовское, логистическое, лог-логистическое, логнормальное, нормальное и значение Вейбулла (см. Таблицу 2). В литературе представлено несколько методов оценки параметров, связанных с этими распределениями, то есть метод максимального правдоподобия (например, метод максимального правдоподобия).ж., [70, 71]), метод моментов (например, [72]) и метод L-моментов (например, [73]). В этом исследовании использовался метод максимального правдоподобия. Выбор наиболее подходящего распределения для каждой переменной (т. Е. Наилучшего соответствия предельного распределения данных сетки) основан на байесовском информационном критерии (BIC), предложенном Шварцем (1978). Наименьшие значения BIC определяют наиболее подходящее распределение [74]. (2) На втором этапе анализа кумулятивная функция распределения (CDF) этих распределений используется для вычисления предельных кумулятивных вероятностей и.Это вычисление предполагает, что F _i и G _i являются выбранными PDF для общего количества осадков и среднесуточной температуры для сетки и , соответственно. Обратите внимание, что и являются строго возрастающими функциями и находятся в пределах интервала [0, 1]. (3) На третьем этапе анализа пять функций копулы (как определено в таблице 1) подгоняются к предельным кумулятивным вероятностям среднесуточной температуры. и общее количество осадков. Для выбора подходящей (наиболее подходящей) функции копулы использовался метод, основанный на сравнении теоретических и эмпирических функций копулы.Подробно для каждой функции копул была рассчитана среднеквадратичная ошибка, определяемая как среднее квадратное расстояние между теоретической и эмпирической связками. Соответствующая копула каждой сетки — та, которая имеет наименьшую среднеквадратичную ошибку. Отметим, что параметры связки оценивались с использованием метода точного максимального правдоподобия (EML) [67].

Имя Функция Бета где a , b параметры формы ;> 0 — параметры B (.) — бета-функция; и I [0,1] — индикаторная функция. Экспоненциальная где µ — среднее значение. Экстремальное значение где µ и σ — это, соответственно, параметры местоположения и масштаба. Гамма , где a и b — параметры формы и масштаба, а также гамма-функция. Обобщенное экстремальное значение , где µ , σ и k — это, соответственно, параметры местоположения, масштаба и формы. Обобщенный Парето где k , σ и θ — это, соответственно, параметры формы, масштаба и порога. Обратный гауссовский где µ и λ — это, соответственно, среднее значение и параметры формы. Логистика где µ и σ — это, соответственно, среднее значение и параметры масштаба. Лог-логистика где µ и σ — это, соответственно, среднее значение и параметры масштаба. Логнормальный где µ и σ — это, соответственно, среднее значение и параметры масштаба. Нормальное Если X следует логнормальному распределению с параметрами µ и σ , то log ( X ) следует нормальному распределению со средним значением µ и стандартным отклонением σ . Weibull где σ и k — это, соответственно, параметры масштаба и формы.

После того, как совместное распределение каждой сетки установлено (включая поля, копулу и их параметры), его можно использовать, например, для расчета совместного риска (вероятности). Совместная вероятность осадков и средняя температура очень важны для управления и оценки рисков, связанных с экстремальными метеорологическими и гидрологическими явлениями.Это помогает в управлении ресурсами, такими как производительность сельскохозяйственного сектора. Как правило, в двумерном случае могут быть интересны четыре одновременных события: (1) одновременное превышение { P ≥ p , T ≥ t }, (2) превышение-непревышение { P ≥ p , T ≤ t }, (3) непревышение-превышение { P ≤ p , T ≥ t } и (4) одновременное непревышение { P ≤ p , T ≤ t }.В этом исследовании мы в основном сосредоточились на вычислении вероятности одновременных экстремальных температур и осадков, включая влажную / прохладную (обозначенную P _{w / c} ) зимой (DJF) и сухую / жаркую (обозначенную ). П _{д / ч} ) летом (JJA). Следуя Чжоу и Лю [75], чтобы уловить большое количество событий, мы использовали квантильные пороги 25 ^th и 75 ^th T и P для определения этих двух вероятностей: где соответственно , 25 ^-е и 75 ^-е квантильные пороги осадков и температуры.Чтобы количественно оценить полезность введения зависимости между осадками и температурой, эти две вероятности были рассчитаны для каждой сетки, предполагая, что P и T являются независимыми (обозначены как и) и зависимыми (обозначены как и) переменными. Следовательно, используя некоторые вероятностные манипуляции, они могут быть определены как где F и G — выбранные PDF для суточного общего количества осадков и среднесуточной температуры, а C представляют собой наиболее подходящие связки для выбранной сетки.После вычисления этих вероятностей для каждой сетки изучаемого региона были разработаны две карты, показывающие различия вероятностей между зависимыми и независимыми (т. Е. Карта для и одна для). Эти карты показали наличие риска, не учтенного при оценке этих одновременных экстремальных явлений, за счет игнорирования зависимости между температурой и осадками. Более подробная информация представлена ​​в разделе «Результаты».

3. Результаты

Пространственная изменчивость среднемесячной температуры, которая была усреднена за период исследования для всех четырех сезонов, показана на Рисунке 2 (а).Высокая изменчивость температур между сезонами демонстрирует необходимость сезонного анализа копул для этого исследования, чтобы уловить изменчивость и экстремальные явления. Среднемесячная температура колебалась от −20 до 3 ° C зимой (DJF), от −10 до 19 ° C весной (MAM), от 13 до 26 ° C летом (JJA) и от −5 до 20 ° C осенью (СЫН). В течение всех сезонов самые высокие температуры были обнаружены в юго-западной части (городские центры), недалеко от озера Онтарио и озера Эри в западной части исследуемой области.Самая низкая температура была обнаружена в северных (сельских) районах и на возвышенностях в северо-западной части исследуемой области. В целом, что касается пространственной изменчивости, мы наблюдали градиент приблизительно + 5 ° C с юго-запада на север по всему исследуемому региону.

Пространственная изменчивость общего количества осадков по сезонам и усредненная по времени за исследуемый период показана на Рисунке 2 (b). Сумма месячных осадков варьировала от 178 до 285 мм для DJF, от 185 до 240 мм для MAM, от 195 до 265 мм для JJA и от 208 до 315 мм для SON.Изменчивость общего сезонного количества осадков была пространственно более сложной, чем средняя температура, что отражало комбинированное воздействие на состояние поверхности и топографию. Наименьшее количество осадков выпало в восточной и южной частях исследуемого региона недалеко от озера Онтарио и озер Эри, но с максимумом осадков в западной части, недалеко от озера Гурон и залива Джорджиан, с осени до весны (т. эффект озера). Дневное отопление / охлаждение и режим ветра у озер был более изменчивым по сравнению с районами, расположенными дальше от суши.Повышенная изменчивость этих береговых ветров могла способствовать более низкому / большему количеству осадков рядом с озерами в самом южном / крайнем западном Онтарио. Район наибольшего ежемесячного количества осадков наблюдался в западной и северной частях исследуемого региона к востоку от залива Джорджиан, и озеро Гурон также является сектором с высокой высотой по сравнению с южной частью исследуемого участка и более высоким лесным покровом. На погодные условия в этом районе также в большей степени повлияли осадки или известные снежные полосы, простирающиеся к востоку от озера Гурон и залива Джорджиан на западе.Эти региональные влияния могли способствовать увеличению количества осадков в этой части исследуемой области. В целом, высокая сезонная изменчивость (стандартное отклонение не показано) была обнаружена в течение осеннего и зимнего сезонов по сравнению с изменчивостью весной и летом.

На рис. 3 (а) показана пространственная изменчивость ранговой корреляции Спирмена между дневными данными с общим количеством осадков и среднесуточной температурой для всех четырех сезонов. Значения p соответствующего критерия значимости показаны на рисунке 3 (b).Два основных преимущества теста ранговой корреляции Спирмена по сравнению с простым тестом линейной корреляции заключаются в следующем: (1) его можно вычислить без каких-либо предположений о нормальном распределении данных и (2) он имеет низкую чувствительность для неоднородных временных рядов. Эта корреляция использовалась для анализа тенденций в климатологических и гидрологических временных рядах [76]. Обнаружена положительная ранговая корреляция между суточной суммой осадков и средней температурой на исследуемой территории для всех четырех сезонов.В пространственном отношении корреляция находилась в наиболее значимой точке сетки на всей исследуемой территории. Наибольшая корреляция наблюдалась в западных районах весной и осенью. Также высокая корреляция наблюдалась в центральных частях исследуемой области, прилегающей к озерам Эри и Гурон летом, но с низкими значениями корреляции за пределами этой области. Этот центральный и южный регион был пропорционально теплее, и количество туманов было выше по сравнению с другими районами исследуемой области. Исаак и Стюарт [21] показывают, что в 90% дней, когда возникал туман, также сообщалось об осадках.Поэтому ожидалось, что на части исследуемого участка с обычными туманными днями будет большое количество дней с осадками. В целом, как предположили Исаак и Стюарт [21] из исследования в масштабе станции, больше осадков выпадает в теплые погодные условия зимой над южным Онтарио и Квебеком.

На рис. 4 (а) показано наиболее подходящее распределение (PDF) для сезонной среднесуточной температуры с 1951 по 2013 год для исследуемой области. Чтобы показать пространственное и временное изменение PDF, которое может существовать на крайних концах исследуемой области, были выбраны две сетки: одна на самом дальнем северо-востоке (сетка 1), а другая на самом дальнем юго-западе (сетка 1699) (рис. (б)).Было обнаружено, что выбранное распределение варьируется в зависимости от времени года и пространства между двумя краями исследуемой области. В течение зимнего сезона, исходя из средней температуры, исследуемая территория была сгруппирована в два разных региона на основе распределения временных данных: (1) юго-западная часть, которая следовала кривой нормального распределения, и (2) северо-восточная часть, которая следовала кривой распределения GEV. с высоким отрицательным параметром формы (тип III ГЭВ). Параметр формы принадлежал узкому диапазону, примерно от -8 до -10.Экстремально низкие температуры в северо-восточной части исследуемого региона зимой могут объяснить использование GEV III (рис. 4 (b), красная кривая). Было обнаружено, что ГЭВ с положительным параметром формы (тип II ГЭВ) имеет наилучшее распределение ГЭВ для весеннего и осеннего сезонов. Параметр формы варьировался в пространстве от 2 до 5 весной и от 5,5 до 9,5 осенью. Наблюдаемое изменение параметров формы можно объяснить большой временной изменчивостью среднесуточной температуры, которая наблюдалась в течение этих двух сезонов, с нелинейными обратными связями в зависимости от снежного покрова и мерзлых условий почвы, что влияет на диабатические потоки и лежащий в основе процесс нагрева / охлаждения. (Рисунок 4 (б)).Положительное значение параметра формы подразумевает распределение тяжелого хвоста. Распределение данных весной и осенью показывает, что экстремальные значения встречались чаще по сравнению с другими значениями. Для летних данных наблюдалось двухпараметрическое распределение Вейбулла с большой положительной формой (рис. 4 (b)).

На рис. 5 показано наиболее подходящее распределение для общего сезонного количества осадков с 1951 по 2013 г. для исследуемой области (5A) и PDF значений суточного количества осадков в ячейках 1 и 1699 для разных сезонов (5B).Было обнаружено, что наиболее подходящее распределение изменялось пространственно и сезонно с высокой пространственной изменчивостью весной и летом. Это был ожидаемый результат из-за высокой пространственной изменчивости процессов выпадения осадков, имевших место в эти сезоны. Было обнаружено, что логнормальное (LN) и обобщенное Парето (GP) распределения являются наилучшими для соответствия ежедневным данным в течение всех четырех сезонов. Распределение LN предполагает, что логарифм суточного общего количества осадков распределен нормально и полезно, когда интересующая переменная смещена вправо.Было обнаружено, что LN является лучшим распределением в сетках, чтобы соответствовать пропорционально низкому количеству осадков. Кроме того, было обнаружено, что GP является лучшим распределением для соответствия данным в сетках с большим суточным количеством осадков.

На рисунке 6 показана среднеквадратичная ошибка (MSE) между теоретическими и эмпирическими функциями копулы для всех 1699 сеток. Для каждой сетки лучшая функция копулы, которая соответствует совместному распределению осадков и температуры, — это та, которая минимизирует MSE. В целом, ни одна связка не подходила для всех сезонов и / или сеток.Это ожидалось из-за различий в географических и геофизических условиях в регионе, которые влияют на колебания температуры и осадков. Менее изменчивость лучшей связки наблюдалась зимой и летом по сравнению с изменчивостью лучшей связки весной и осенью. Вариация копулы может быть объяснена тем, что температура имеет один и тот же положительный знак для всех сеток зимой и летом (т.е. положительный для лета и отрицательный для зимы), чего не происходит весной и осенью (тогда как положительный знак температуры зависит от выбранную сетку).Гамбель оказалась лучшей связкой зимой, а связка Клейтона — летом. Эти две связки асимметричны и принадлежат к семейству Архимедов. Копула Гамбеля используется для моделирования сильных зависимостей в правом хвосте, что означает, что больше осадков зимой, как правило, связано с теплой погодой в этом регионе. Фактически, более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный воздух, что может привести к более высокой вероятности более интенсивных осадков (например, соотношение Клаузиуса-Клапейрона).Поэтому копула Клейтона используется для моделирования сильных зависимостей в левом хвосте, объясняя зависимость между небольшим количеством осадков и экстремальной температурой летом. Из-за механизмов, упомянутых ранее в этом разделе, большая изменчивость температуры и осадков в весенний и осенний сезоны приводит к большей изменчивости с точки зрения лучших связок в течение этих двух сезонов.

В этом разделе представлено приложение, демонстрирующее влияние игнорирования зависимости между температурой и осадками на оценку рисков экстремальных явлений, таких как влажно / прохладно зимой и сухо / жарко летом.На рисунке 7 показаны различия между вероятностями одновременных экстремальных значений, вычисленные путем принятия P и T в качестве зависимых и независимых переменных. Мы обнаружили, что в целом различия положительные (варьируются от 8 до 14%), что означает, что игнорирование зависимости приводит к недооценке вероятности возникновения событий влажный / прохладный и сухой / жаркий до 14% в южном Онтарио. Кроме того, мы заметили, что вероятность различий больше в случае события влажный / холодный по сравнению с случаем сухого / горячего события.Это можно объяснить тем, что в этом регионе количество осадков и температуры больше коррелировано зимой, чем летом. В частности, различия более значительны в городских центрах вблизи озера Онтарио. В заключение, этот анализ показывает, что корреляции между P и T оказывают прямое влияние на оценку риска возникновения одновременных климатических явлений.

Другой пример полезности моделирования риска экстремального явления на основе совместного распределения температуры и осадков, в отличие от модели, основанной на этих двух переменных по отдельности, показан на рисунке 8.Фактически, этот рисунок показывает пространство между температурой и осадками в сетке 1682 (то есть в районе Торонто) для четырех сезонов. Контуры представляют собой двумерную квантильную кривую для различных одновременных непревышенных событий. Обратите внимание, что функция квантиля выражает величину события с точки зрения вероятности его превышения или непревышения, что также связано с периодами повторяемости. Кривая квантиля состоит из двух частей: наивной части (хвост) и собственной части (центральной). Наивная часть состоит из двух сегментов, начинающихся на концах правой части.Подробное описание и свойства двумерной квантильной функции можно найти в Chebana and Ouarda [77]. Для примера сетки 1682 зимой, для значения риска p = 0,9, одномерные значения квантилей осадков и температуры составляют 10 мм и 5 ° C, соответственно. Фиолетовая кривая на рисунке 8 представляет двумерный квантиль, извлеченный из совместного распределения. Обратите внимание, что комбинация одномерных значений (осадки = 10 мм и температура = 5 ° C) не относится к двумерной квантильной кривой.Эта комбинация соответствует другому риску ( p ), меньшему, чем фактический риск p = 0,9. Следовательно, можно сделать неправильный вывод (с точки зрения величины и периода повторяемости), не принимая во внимание совместное или смешанное распределение. Общность двумерной квантильной функции, которая может дать несколько возможных сценариев, связанных с одним и тем же риском p , не относится к одномерному квантилю. Одномерный квантиль представляет собой крайние точки соответствующей части двумерной квантильной кривой, обозначенной черным пунктиром на рисунке 8.

4. Обсуждение

В этом исследовании использовался подход, основанный на связках, для определения внутренней сезонной зависимости между средней температурой и общим ненулевым количеством осадков при суточном разрешении на юге Онтарио. Мы обнаружили положительную корреляцию между температурой и осадками во всем регионе. Наши аналитические результаты согласуются с предыдущими исследованиями, опубликованными в литературе, которые указывают на положительную корреляцию между осадками и температурой в этом регионе (например,g., [21, 78]), но с другим выводом, как в работе Тренберта и Ши [28], в которой они объединяют все «более теплые» месяцы с мая по сентябрь. Исаак и Стюарт [21] вычислили индекс температуры-осадков, который вычисляет процент осадков на основе температур ниже средней дневной температуры для 51 канадской метеорологической станции. Они сообщают о положительной корреляции зимой для всех станций, расположенных в южном Онтарио и Квебеке.

Результаты этого исследования являются важным шагом вперед для характеристики и количественной оценки нелинейной зависимости между осадками и температурой в районе, который склонен к возникновению экстремальных погодных явлений и имеет глубокое социальное и экономическое значение для Канады.Предлагаемый подход, продемонстрированный здесь, является гибким и свободным от предположений. Фактически, смоделированная структура зависимости не требует нормальности маржинальных распределений переменных, что обеспечивает гибкость в коррелирующих переменных, а также предотвращает необходимость подобных маргинальных распределений.

Мы обнаружили, что связки Гамбеля и Клейтона являются наиболее подходящими для описания зависимости между температурой и осадками зимой и летом, соответственно. Гамбель и Клейтон представляют собой две асимметричные связки с правой (Гамбель) и левой (Клейтон) хвостовой зависимостью [79].Это объясняет значительную корреляцию между экстремальной температурой и экстремальным количеством осадков в этом регионе в эти сезоны. Механически это показывает, что в холодную погоду зимой обычно выпадает меньше осадков, а осенью в теплую погоду выпадает больше осадков. Асимметричные связки лучше подходят для выявления нелинейной корреляции между температурой и осадками в этой области.

5. Заключение

В этой статье был представлен подход, основанный на связках, для моделирования сезонного совместного или смешанного распределения температуры и осадков.Предлагаемый подход является гибким и свободным от предположений. Пять членов копул, принадлежащих к трем семействам, были приспособлены к 1699 сеткам (разрешение ∼10 км × 10 км) в южном Онтарио. Для каждой сетки был вычислен информационный критерий с использованием эмпирических и теоретических связок, и наиболее подходящая связка была выбрана на основе силы нелинейных корреляций. Моделирование совместного распределения осадков и температуры поможет улучшить моделирование погодных явлений, что может помочь повысить точность оценок риска.

Результаты показали, что ни одна связка не работала стабильно как лучшая связка для всех четырех сезонов и для всего региона. Гамбель выглядел как наиболее подходящая связка на зиму, а связка Клейтона — как наиболее подходящая связка на лето. Большая изменчивость с точки зрения наилучшей связки была обнаружена весной и осенью, что может быть связано с колебаниями температуры во время определенных событий или пороговых значений (например, около 0 ° C) между точками сетки и смешением типов осадков, что может привести к различным связям. с температурой (как отмечено в [28]).Путем извлечения многомерных и одномерных квантилей, относящихся к заранее выбранному риску, было обнаружено, что игнорирование совместного или смешанного / комбинированного распределения осадков и температуры может привести к недооценке риска экстремального события. Эта недооценка может привести к неверному истолкованию и неправильному выводу о сроках возврата. Наше исследование также показывает, что взаимосвязи и физика совместного возникновения осадков и температурных явлений должны приниматься во внимание при интерпретации климатических изменений и в анализе климатических рисков.

Экстремальные метеорологические переменные могут оказывать значительное влияние на экосистемы и общество в результате возникновения экстремальных погодных явлений. Оценка потенциального риска экстремальных климатических переменных имеет решающее значение для политики устойчивости и смягчения негативных последствий климатических изменений. Потенциально ценным продолжением этого исследования является анализ трехкомпонентной связки, позволяющий связать количество осадков и температуры с планированием растениеводства, экономикой сельского хозяйства и оценкой паводков.Такое исследование может быть использовано при разработке стратегий снижения риска для фермеров и лиц, принимающих решения, которые будут приобретать все большее значение в условиях изменения климата и связанных с ним изменений в экстремальных условиях, круговороте воды и гидрометеорологических опасностях.

Доступность данных

Ежедневные данные CanGrid, используемые в этом исследовании, получены со следующего веб-сайта: ftp://ftp.nrcan.gc.ca/pub/outgoing/canada_daily_grids.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Финансовая поддержка этого исследования была предоставлена ​​Советом по естественным и инженерным исследованиям (NSERC) Канады в рамках проекта FloodNet. Авторы также благодарят исследователей из Министерства природных ресурсов Канады и Министерства охраны окружающей среды и изменения климата Канады за их вклад в предоставление наборов климатических данных.

Пять отраслей, которые зависят от погоды при принятии решений

Карьеры могут создавать уникальные проблемы для окружающей среды, как естественные, так и искусственные…. [+] Отчасти это воздействие может быть смягчено метеорологами и точным прогнозом погоды.

Гетти

Некоторые отрасли живут и дышат прогнозом погоды. Заказчики авиации планируют маршруты таким образом, чтобы улавливать поток реактивных самолетов, экономящий топливо (и затраты), и в то же время уравновешивать это с предотвращением турбулентности. Коммунальные предприятия используют точные прогнозы температуры, ветра и облачности, чтобы знать, сколько энергии им понадобится для обслуживания своих клиентов. Транспортные департаменты должны знать, насколько погода повлияет на путешествующих людей — будь то снег, дождь, наводнение или другие опасности.Это типичные пользователи точной информации о погоде, позволяющей принимать важные решения, но другие менее очевидные отрасли также полагаются на прогнозы погоды и рекомендации профессиональных метеорологов.

Горное дело

Карьеры могут создавать уникальные проблемы для окружающей среды, как естественные, так и искусственные. Отчасти это воздействие может быть смягчено метеорологами и точным прогнозом погоды. Например, использование взрывчатых веществ для удаления камней и почвы может создать разрушительные акустические волны, которые могут разрушить барабанные перепонки и повредить имущество.Чтобы снизить эти риски, горнодобывающие компании полагаются на метеорологов, которые будут предоставлять прогнозы ветра, температуры и плотности воздуха, чтобы можно было запустить акустическую модель взрывных работ (BAM). Этот БАМ позволяет горнодобывающей компании продвигать свои взрывные работы, в то же время предотвращая повреждение окружающей собственности. При струйной очистке также выделяется пыль и отложения, которые при вдыхании в большом количестве могут вызвать заболевание. Точные прогнозы ветра и температуры позволяют горнодобывающим компаниям сводить эти риски для здоровья к минимуму, рассчитывая, насколько высоко и далеко может подняться шлейф пыли.Кроме того, взрывные работы должны быть запланированы за несколько дней, чтобы избежать риска молнии, а также для получения обновлений в реальном времени о текущей грозовой активности, которая может повлиять на их работу.

Строительство

Строительные компании, большие и малые, также должны опережать погоду как в режиме реального времени, так и в долгосрочных сезонных прогнозах. Например, компании, работающей с краном, потребуются точные прогнозы скорости и направления ветра, чтобы поднятые грузы не раскачивались без надобности.Работать под дождем никогда не бывает весело, но точные прогнозы интенсивности дождя позволяют заливать бетон в течение ночи и поддерживать проект с опережением графика. Прогнозы по влажному термометру, которые учитывают температуру, влажность, ветер и воздействие солнца, могут помочь спланировать рабочее время, чтобы экипажи были в безопасности, а проекты продвигались вперед. В долгосрочной перспективе сезонные прогнозы помогают строительным компаниям закупать необходимое количество строительных материалов, чтобы опережать колебания затрат. Сезонные прогнозы также могут помочь в принятии решения о том, брать ли работу на работу ранней весной или поздней осенью, избегая задержек с работой и невыполненных заказов.

Розничная торговля

Подобно строительным компаниям, розничная торговля полагается на сезонные прогнозы для закупки необходимого количества и типа товаров. Прогноз погоды на холодную и снежную зиму может спровоцировать спешку с покупкой пальто и лопаты, а также поможет выжать небольшую дополнительную прибыль от продажи снегоуборщиков. В то время как ожидаемое быстрое наступление весны могло бы подтолкнуть к тому, чтобы разложить купальные костюмы и садовые принадлежности на полках, в то время как снег все еще падает за пределами магазинов. В более коротком диапазоне выгоды для бизнеса могут быть более заметны для клиентов.Прогноз сильной снежной бури может помочь в принятии решения о досрочном закрытии магазина для обеспечения безопасности сотрудников. Точные прогнозы могут помочь при принятии решений о кадрах и часах работы, максимизации прибыли и обеспечении безопасности персонала. В редких случаях заблаговременные предупреждения о суровой погоде могут предоставить необходимые минуты, чтобы доставить персонал и покупателей в убежища от торнадо или в безопасное место.

Спорт на газоне

Дождь и грозы могут вызвать потенциальные задержки для спортивных команд, пытающихся провести свои игры, но критические прогнозы погоды перед игрой и в межсезонье также делают сезон успешным.Полевые работы в течение сезона начинаются в момент окончания игры, и точные прогнозы могут быть разницей между выжженной травой под брезентом или затопленным приусадебным участком. Химические аэрозоли и дернина также зависят от погоды, что позволяет выполнять работу безопасно и эффективно. В то время как у команды может быть межсезонье, на стадионе могут проводиться концерты или другие мероприятия в нерабочие месяцы. Прогноз мокрого дождя может замедлить установку сцены или, что еще хуже, создать благоприятные условия для повреждения поля под тяжелым оборудованием.

Парки развлечений

Американские горки и водные горки доставляют уникальные ощущения посетителям парков развлечений, но иногда мать-природа может немного угнетать. Молния отключает аттракционы, а точные прогнозы обеспечивают безопасность посетителей парка, пока аттракционы идут до последнего момента. После того, как угроза минует, точная очистка всего помогает возобновить аттракционы безопасным, но прибыльным образом. Подобно строительству и розничной торговле, долгосрочные прогнозы также позволяют паркам развлечений опережать конкурентов.Расширенные прогнозы на сезон помогают формировать кадровые потребности и планировать концерты. В то время как расширенные прогнозы на межсезонье могут помочь спланировать, как раньше начинать строительные проекты, и спланировать, когда открыть парк.

Это всего лишь несколько отраслей, которые включают прогнозы погоды в свои бизнес-планы, чтобы помочь им поддерживать безопасную и прибыльную работу. С точки зрения бизнеса, погода может иметь значительное влияние на чистую прибыль, и для того, чтобы «выдержать шторм», все больше и больше отраслей полагаются на точные и действенные прогнозы погоды, чтобы обеспечить максимальную прибыль и безопасные условия для всех.

Какие четыре фактора влияют на погоду? | Education

Если вы когда-нибудь наблюдали, как небо за час превращается из ясного в грозовое, или сидели в машине под ослепляющим градом, вы могли бы задаться вопросом о загадках погоды. Хотя многие факторы в совокупности влияют на погоду, четыре основных — это солнечное излучение, количество которого изменяется в зависимости от наклона Земли, орбитального расстояния от Солнца и широты, температуры, давления воздуха и обилия воды.

Расстояние до Солнца

Расстояние от Земли до Солнца изменяется на протяжении всей ее орбиты, в результате чего разница между ближайшей и самой дальней точками составляет до 4 градусов по Фаренгейту. Колебательный наклон планеты создает гораздо более серьезные погодные эффекты, потому что наклон к Солнцу или от него в течение года определяет количество тепла, которое получит часть планеты. Когда полушарие наклонено к солнцу, эта часть планеты переживает лето, а когда оно наклонено — зиму.

Широта

Местоположение на Земле также влияет на погоду. Например, на экваторе погода не сильно меняется, потому что на этой широте всегда поступает примерно одинаковое количество солнечного света: около 12 часов в день. Однако, удаляясь от экватора, вы получаете больше или меньше солнечного света, в зависимости от сезона. В полярных регионах очень длинные дни летом и очень длинные ночи зимой. Летние и зимние температуры также постепенно снижаются по мере того, как вы двигаетесь к северу или югу от экватора.

Давление воздуха

Солнечное излучение нагревает планету, но не равномерно. На давление воздуха влияет разница между более горячими и холодными воздушными карманами или фронтами. Когда карманы сильно различаются по температуре, они пытаются перемешаться, создавая движение и давление. Когда они не сильно отличаются, атмосфера меньше движется, что обычно приводит к меньшему количеству погодных эффектов. Поскольку воздух пытается уравновеситься, перемещаясь из областей с высоким давлением в области с низким давлением, это вызывает ветер.Кроме того, при низком давлении воздух поднимается вверх, что часто означает накопление влаги в атмосфере. Накопление влаги образует облака, которые затем вызывают дождь или снег — в зависимости от температуры воздуха — когда они достигают точки насыщения. Когда атмосферное давление низкое, воздух выталкивается к поверхности, а это означает, что дождь и влага не накапливаются. Это также часто приводит к высокой влажности около поверхности Земли, где люди испытывают погодные условия.

Присутствие воды

Присутствие воды существенно влияет на погоду.Близлежащие водоемы добавляют влагу в атмосферу в виде испарения, поэтому места около океанов или озер, например, обычно более влажные, чем пустыня. Кроме того, большие водоемы создают ветры, поскольку из-за разницы температур между сушей и водой днем ​​дует ветер вглубь суши, а ночью — в море или на озера. Испаряющаяся вода образует различные типы облаков: перистые, которые находятся высоко в атмосфере и состоят из льда, слоистые, которые образуются ниже и состоят из толстого белого покрова дождевых капель, и кучево-дождевые облака, которые образуют высокие кучи и сигнализируют о суровой погоде. такие как гром, молния, град и торнадо.

Источники

Биография писателя

Сара Мур — писатель, редактор и блоггер с 2006 года. Она имеет степень магистра журналистики.

Как на нас влияет погода?

Погода, сознательно или бессознательно, влияет на ваш повседневный выбор. Это помогает определить, одеваетесь ли вы, чтобы оставаться в тепле или прохладе, наслаждаться активным отдыхом на свежем воздухе или оставаться дома, или эвакуироваться в безопасное место в экстремальных погодных условиях. Он может оказывать как немедленное, так и отсроченное воздействие на здоровье, производство продуктов питания и общее самочувствие.Не путайте климат и погоду как одно и то же, потому что это не так. Климат представляет собой усредненные погодные условия за несколько лет, а погода — это то, что может меняться каждый день в любом месте по всему миру.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Погода влияет на всех и все на своем пути, начиная с одежды, которую вы надеваете, чтобы встретить свой день, до типа активного отдыха, которым вы выбираете заниматься. Влияние погоды здоровье человека, животных и растений, а также снабжение продуктами питания, и это способствует среднему климату в вашем районе.

Инсульты, сердечные приступы учащаются зимой

Кровеносные сосуды естественным образом сужаются в холодную погоду, что приводит к повышению кровяного давления в организме зимой. Как естественный механизм выживания у всех млекопитающих, кровеносные сосуды сужаются, чтобы поддерживать температуру тела и контролировать тепло зимой. Артериальное давление повышается, потому что у крови меньше места для движения по кровеносной системе. Исследование, проведенное в Университете Флориды, показало, что пик смертельных сердечных приступов и инсультов приходится на зимние месяцы.

Когда погода приносит хандру

Сезонное аффективное расстройство часто возникает у людей, живущих в условиях постоянной облачности или недостатка солнечного света зимой. У людей с диагнозом этого расстройства депрессия обычно наступает в начале осени и исчезает, когда Земля возвращается к весне в их местоположении. Хотя SAD может повлиять на кого угодно, похоже, что женщины больше страдают от этого типа депрессии, чем мужчины. Симптомы включают раздражительность, проблемы с концентрацией внимания, изменения в привычках сна и питания, вялость и потерю интереса к некогда приятным занятиям.Лечение: солнечный свет, витамин D или часы, проведенные под лампами светотерапии.

Продукты, которые едят люди

Погода и климат играют большую роль в том, что люди едят фрукты и овощи. В связи с ограниченным вегетационным периодом в некоторых частях страны определенные продукты и овощи просто непригодны для выращивания и должны быть отправлены из других штатов или стран. Погодные условия также влияют на океан — больше, чем люди думают — и могут повлиять на популяции рыб, рыбаков, которые их ловят, и людей, которые их потребляют.