Горную болезнь изучают географы

Хотя сейчас объяснены еще не все причины и механизмы горной болезни, ее нельзя связывать только с недостатком кислорода из-за падения давления. Ведь давление воздуха с высотой уменьшается везде приблизительно одинаково, а между тем гипоксия начинается на разных уровнях.

Следовательно, имеют значение и местные климатические факторы. Приняв континентальность климата за комплексный метеорологический показатель, попытаемся установить его связь с горной болезнью. Качественно эта связь подтверждается медиками и альпинистами. Отмечалось, что резкие перепады между дневной и ночной температурами истощают организм, и горная болезнь проявляется на меньших высотах, чем при более сглаженных суточных амплитудах.

С другой стороны, сухим воздухом, характерным для континентального климата, с резким перепадом температур легче дышать, чем более влажным. По-видимому, влажность воздуха больше влияет на протекание горной болезни, чем амплитуда температур. Подтверждение этому - большие высоты на Памире и Тянь-Шане (4-5 км), на которых человек начинает испытывать недостаток кислорода. Здесь климат более сухой и с большими суточными амплитудами температур по сравнению с Кавказом и Альпами, где континентальность, а вместе с тем и высотные уровни начальной гипоксии меньше.

До сих пор нет единого мнения о том, что же включать в понятие " континентальность климата". За основу часто берут сезонное и суточное изменения температуры воздуха. Однако на ход горной болезни влияют и влажность, и перепады температур, и ветры. Поэтому необходим такой показатель континентальности, который учитывал бы по возможности большее число метеорологических элементов. И он был найден. Это эмпирический коэффициент Н. Н. Иванова, включающий оценку влажности, температуры воздуха и ее суточных и годовых амплитуд, широту местности.

Рис. 2. Связь высотных уровней начала горной болезни (Нгб) с комплексными показателями

На рис. 2а показан график, на котором по горизонтальной оси отложены значения этого коэффициента в условных единицах, определенных по типу климата и вычисленных по данным среднегорновысокогорных метеостанций: Альпы - слабо или умеренно континентальный климат; Алтай, Памиро-Алай, Тянь-Шань - резко континентальный; Гималаи - крайне континентальный. На вертикальной оси - высота, на которой отмечались первые признаки гипоксии в областях с тем или иным климатом. Разброс точек на графике осложнял анализ, но тенденция очевидна: чем более континентален климат, тем с большей высоты начинается горная болезнь. Связь климата с гипоксией выражается формулой:

Нгб =(22К-200) +300,

где Нгб-высота начала горной болезни, м*10³; К-коэффициент континентальности климата Н. Н. Иванова.

Работы, выполненные сотрудниками Центрального научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии Министерства здравоохранения СССР под руководством заведующей отделением медицинской климатологии и климатотерапии В. Ф. Овчаровой, подтверждают эти выводы географов.

Горная болезнь влияет на дыхательную и нервную системы организма в результате изменений абсолютной, а не относительной плотности кислорода и в меньшей степени углекислоты. Процентное содержание кислорода в воздухе почти не зависит от широты и высоты над уровнем моря или метеорологических условий. Изменяется плотность воздуха, а следовательно, кислорода и углекислоты. Связь их с метеорологическими условиями косвенно выражается формулой Клапейрона-Менделеева, выведенной из уравнения состояния газов. Из нее следует, что плотность кислорода (и углекислоты) зависит от влажности и температуры воздуха. А так как главная причина горной болезни - недостаток кислорода и углекислоты, то на высоту, с которой она начинает проявляться, и влияют эти метеорологические элементы. Безусловно, при подъеме на высоту влажность и температура воздуха влияют на организм и сами по себе.

Горную патологию корректируют и другие климатические показатели, например снеговая линия. Высота снеговой линии, разделяющей снежные и дождевые облака, связана с количеством твердых осадков, которое, в свою очередь, зависит от континентальности климата. Влияет на снеговую границу и температура воздуха, и влажность, и интенсивность солнечной радиации, и скорость ветра. Поэтому можно обнаружить ее связь с высотой, на которой проявляется горная болезнь. Средняя за многие годы граница вечного холода располагается в различных горных странах на разных высотах: Скандинавия - 1500 м, Камчатка - 2000, Альпы - 2900, западные хребты Северной Америки - 3000, Большой Кавказ - 3400, Алтай - 3900, Тянь-Шань - 4100, Памиро-Алай - 4600, Тибет и Гималаи - 5500 м. На рис. 2, б показана связь высот начала горной болезни и снеговой линии:

Нгб=(0, 8Нсл+780)+980,

где Нгб-высота начала горной болезни, м*10³; Нсл-высота снеговой линии, м*10³.

Эта связь имеет практическое значение, так как горная болезнь преимущественно проявляется в районах, значительные пространства которых покрыты снегом и льдом и куда отправляются специалисты многих высотных профессий.

Гляциологи, часто работающие в верховьях ледника, в его фирновом бассейне, испытывают длительное воздействие горного климата. Здесь происходит накопление снега, годами он спрессовывается, превращается в фирн - снег с включениями ледяных зерен, а затем в лед. Изучение метеорологического режима позволяет прогнозировать состояние ледника. Зона таяния находится ниже. Здесь обилие снежных проталин. Соотношение этих зон формирует фирновую линию. Она примерно соответствует климатической снеговой линии, выше которой количество выпавшего за год снега превышает его летнее таяние.

Горная болезнь, кроме того, связана еще и с климатическим пределом распространения деревьев, который фиксируется по верхней границе леса (рис. 2, в). А этот предел зависит и от снеговой линии, и от континентальности климата. Чем климат континентальное, тем больше разрыв между верхней границей леса и снеговой линией. Установление зависимости верхней границы леса от климатических факторов осложняется местными причинами (массивностью гор, экспозицией и крутизной склонов, преобладающими ветрами, близостью ледников), которые трудно поддаются учету. Однако главными являются температура и влажность воздуха, т. е. показатели, влияющие на изменчивость уровня гипоксии. Безусловно, установленная эмпирическая связь между высотой начала горной болезни и верхней границей леса еще требует уточнения.

Итак, высота начала горной болезни является комплексным отражением климатической обстановки. По указанным выше зависимостям можно определить высоты наступления гипоксии для местностей, где исследования по акклиматизации не проводились, но для которых можно рассчитать коэффициент континентальности климата, высоту снеговой линии или верхнюю границу леса.

Так на картах Атласа снежно-ледовых ресурсов мира появились изолинии начальной гипоксии. Зная, что через каждые 1000 м меняются симптомы горной болезни, проводились изолинии и на этих высотах. На этот интервал указывает ряд косвенных свидетельств, в том числе необходимость остановок и акклиматизации при восхождении, разбивка промежуточных лагерей и заброска продуктов через каждые 1000 м подъема. Использование этого весьма приближенного показателя в картографических и различных инженерно-практических целях объясняется отсутствием физиологических критериев, трудностью, а нередко и невозможностью в настоящее время проведения исследований по проверке и уточнению его в условиях высокогорья.

Так дополняются прежние рекомендации. И не только для тех, кто работает на больших высотах. Туристу или альпинисту не менее важно знать, что ожидает его при подъеме на перевал или вершину.