Авторы книги: академик РАМН Н.А. Агаджанян, доктор физ.-мат. наук С.И. Александров, кандидат
физ.-мат. наук О.И. Аптикаева, кандидат мед. наук Т.В. Гаврилова,
член-корреспондент РАН В.А. Грачев, академик РАМН Т.Б. Дмитриева, доктор техн. наук Е.В. Жалковский,
доктор физ.-мат. наук геолого-минералогических наук Г.П. Киселев, академик РАН
Ф.А. Летников, кандидат физ.-мат. наук О.В. Олейник, доктор философских наук
В.Н. Расторгуев, академик РАМН П.И. Сидоров, академик РАН и РАМН А.В.Черешнев, член-корреспондент РАН Ф.Н. Юдахин и др.. Екатеринбург: УрО РАН, 2006.
ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА В ИЗМЕНЯЮЩЕМСЯ
МИРЕ *
Здоровье людей и качество их жизни в
значительной степени определяются состоянием изменяющейся во времени окружающей
среды - природной, антропогенной и социальной. В то же время реакция на ее
воздействия различных категорий населения (по полу, возрасту, генетическим
признакам, профессии, месту жительства, социальным условиям, заболеваниям)
может быть сугубо индивидуальной и непостоянной во времени.
Режимы изменений различных биомедицинских и других
показателей зависят от множества факторов, большинство из которых являются
результатом взаимодействия природных, технических и социальных систем.
Исследование особенностей этих изменений, установление причинно-следственных
связей между явлениями, решение проблемы
прогнозирования требуют усилий большого круга специалистов.
Связь фундаментальной науки немедицинского
профиля с медициной осуществлялась издавна. Сейчас наращивание усилий в этом
направлении особенно актуально. Это продиктовано увеличением и расширением
техногенных воздействий на окружающую среду и человека (более интенсивная
эксплуатация глубинных недр, создание все более экологически опасных объектов,
увеличивающаяся социальная нагрузка на население). Это продиктовано также
участившимися природными катастрофами, происшедшими в последние годы, особенно
– с ужасающим цунами 26 декабря 2004 г.
Прошедшее в конце 2003 г. общее собрание
РАН и РАМН, посвященное теме «Наука – здоровью человека», убедительно показало
необходимость междисциплинарных исследований, направленных на улучшение
здоровья и качества жизни людей. В тезисах своего доклада Президент РАМН
академик В.И.Покровский (2003) пишет: «Принципиальные прорывы в медицине основывались всегда на фундаментальных разработках… Прогресс
современной медицины также основывается на достижениях физики, химии,
биологии, информатики…». В связи с этим междисциплинарные работы, направленные
на определение связей между прямыми и опосредованными воздействиями на биосферу
и человека с одной стороны и здоровьем и качеством жизни человека с другой -
представляются необходимыми.
Экологическая доктрина Российской
Федерации подчеркивает, что современный экологический кризис ставит под угрозу
возможность устойчивого развития человеческой цивилизации. Доктрина направлена
на устойчивое развитие Российской Федерации, высокое качество жизни и здоровья
ее населения, национальную безопасность. Настоящая монография во многом сделана
на концептуальной базе этой доктрины. Мы надеемся, что она продолжает и
развивает ее.
Основные предметы наших
междисциплинарных исследований – окружающая среда, биосфера Земли и человек.
Представление о биосфере, как об особой оболочке земной коры, охваченной
жизнью, ввел в науку один из крупнейших геологов XIX века Э.Зюсс
(Вернадский, 2001). Сейчас под биосферой Земли понимают область жизни всех
живых систем и среду их обитания, включая земную кору, нижнюю часть атмосферы,
гидросферу (Стратегия…, 2002). Окружающая человека среда – природная,
антропогенная, социальная – понятие более широкое, чем биосфера Земли. В
частности, в нее входит и ближняя часть космоса, включая Солнце, которое не
является частью биосферы. Здоровье людей и качество их жизни в значительной
степени определяются состоянием окружающей их среды. В то же время реакция
различных категорий населения (по полу, возрасту, генетическим признакам,
профессии, месту жительства, социальным условиям, заболеваниям) на ее
воздействия может быть сугубо индивидуальной и непостоянной во времени.
Цели наших исследований
заключаются в том, чтобы способствовать защите биосферы и человека, развитию
цивилизации, укреплению здоровья и качества жизни людей путем прогнозирования
неблагоприятных явлений в космосе, литосфере, атмосфере, гидросфере, биоте, антропосфере, социальной
сфере; предотвращения катастроф и/или уменьшения ущерба от них,
сбалансированного природопользования, не нарушающего гармонию природы и в то же
время достаточно эффективного. Если сказать короче, то можно считать,
что главная цель, которую мы преследуем, - это способствовать выживанию,
оздоровлению, безопасности и качеству жизни населения России, устойчивому развитию
России.
Известно, что
состояние здоровья населения Российской Федерации неблагополучно, несмотря на
наметившиеся в последние годы положительные тенденции. Это проявляется в низком
уровне рождаемости, высоком уровне смертности, сокращении продолжительности
жизни. Имеет место тяжелая ситуация со здоровьем детей всех возрастов, с ростом
числа несчастных случаев - отравлений и травм. Этому способствует
неблагополучное положение в экономике, моральной сфере, в сфере образования,
науки, культуры. Положение усугубляется участившимися природными и техногенными
катаклизмами, локальными войнами, террористическими актами. Громадную роль
играют современные антропо-техногенные факторы,
связанные с все возрастающим влиянием электромагнитных, акустических, вибрационных
и других полей искусственного генезиса, с возрастающим риском
природно-техногенных катастроф типа Чернобыльской.
Угрожающие формы приняло влияние наркотиков, алкоголя, психических форм
террора.
Представляется, что наряду с предпринимаемыми
мерами по улучшению ситуации в стране необходимо проведение специально
направленных природозащитных, профилактических,
организационных, лечебных, социальных мероприятий. Эти мероприятия должны
быть основаны на знаниях того, каковы закономерности протекания процессов в
разных природных, антропогенных и социальных сферах, какие существуют
причинно-следственные связи между процессами, на улучшении
прогнозирования будущих процессов и явлений. Известно, что временные
изменения происходят во всей живой и неживой природе, в техносфере,
социальных сферах. Известны некоторые особенности протекания
процессов в геологической среде, в экологии, в антропогенной, социальной и
медицинской сферах.
В мире имеется множество публикаций, преследующих
названную цель.
В 1984 г. вышла в свет монография Ю.А. Израэля «Экология и контроль состояния природной среды».
Разработаны концепция и теория комплексного мониторинга состояния природной
среды. В течение ряда лет существует общегосударственная служба наблюдения
и контроля уровня загрязнения окружающей среды, в первую очередь атмосферы,
Мирового океана и других природных сред, в том числе фонового мониторинга и
реализация этой системы в нашей стране. Значение этого фундаментального
направления трудно переоценить. Развивается также направление антропогенной
экологии, возникшее в связи с растущим антропогенным воздействием на
природную среду.
Опубликованы книги, рассматривающие процессы в среде обитания, книги,
рассматривающие изменения медицинских показателей – показателей состояния
здоровья людей, живущих в условиях природных воздействий, в условиях
современного развития цивилизации, промышленности, ВПК, транспорта, сельского
хозяйства, экономики, в условиях все более воздействующих на людей власти,
массовых коммуникаций, все более убыстряющегося темпа жизни. К таким книгам
относятся, например, такие, как шесть томов «Природные опасности России»,
издаваемые под редакцией В.И.Осипова и С.К.Шойгу, книги «Состояние и
комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений»,
«Изменения климата и их последствия» (2002), Федеральный атлас Природные
ресурсы и экология России под редакцией Н.Г.Рыбальского
и В.В. Снакина (2002), Атлас природных и техногенных
опасностей в Российской Федерации под общей ред.
С.К.Шойгу (2005). К ним относится и упомянутый выше трехтомный Атлас временных
вариаций, который неоднократно цитируется в этой книге. Он отличается от других
публикаций комплексным междисциплинарным подходом и унифицированными
методами обработки. Количество публикаций на эту тему огромно.
Есть несколько направлений, из которых
сформировалась эта междисциплинарная работа.
Первое направление связано с положениями Экологической доктрины
Российской Федерации (см. Приложение 1), с созданием и развитием различных
видов мониторинга, прежде всего комплексного мониторинга состояния природной
среды и социально-гигиенического мониторинга.
Второе направление связано с бурным развитием науки «Экология», и
появлением и развитием науки «Экология человека».
Третье направление – это новое научное направление «Синергетика среды
обитания человека», базирующееся на синергетическом подходе к анализу широкого
спектра природных и антропогенных явлений, протекающих в окружающей среде, как
в открытой нелинейной динамической системе, с одновременным рассмотрением
многих процессов, являющихся одновременно и окружающей средой и объектом
воздействий.
Четвертое направление – это работы в области хронобиологии (биоритмологии) и хрономедицины, в
том числе те работы, в которых авторы пытаются увязать изменения, происходящие
в организме человека с вариациями гелио- и геомагнитной активности.
Седьмое направление связано с усилиями руководителей стран и ученых
разных специальностей добиться взаимоприемлемых решений и компромиссов в сфере экономики
и экологии.
Все эти направления связаны между собой.
Таким образом, обсуждаемая проблема имеет большую
историю; проблема разрабатывается многими большими коллективами специалистов. В
то же время до сих пор мониторинги в разных сферах большей частью проводятся
изолированно друг от друга, обрабатываются по-разному и недостаточно
сопоставляются. Более полную картину могут дать комплексные мониторинговые исследования проводимые по единой программе, подвергающиеся
унифицированной обработке.
В настоящее время представляется весьма актуальным поставить проблему создания комплексного космическо – геодинамическо – экологическо – социально - медицинского мониторинга
(в дальнейшем для краткости будем такой мониторинг называть
медико-экологическим). Эта актуальность возрастает в
настоящее время в связи с такими мощными факторами, особенно проявляющимися в
настоящее время – это фактор роста социальной напряженности в связи с
участившимися террористическими актами и фактор роста глобальных катастроф,
происходящих, возможно, на фоне глобального потепления, – в первую очередь
землетрясение и цунами 26 декабря 2004 г., участившиеся наводнения, ураганы и
т.д.
Для создания комплексного медико-экологического
мониторинга необходимо научиться проводить системные работы по мониторингу эта
задача предусматривает комплексное, многоплановое, междисциплинарное
исследование развития и взаимного влияния процессов, происходящих во времени
и пространстве.
Задачи настоящей
работы заключаются в следующем: 1) выявить и сформулировать закономерности
динамики различных процессов, влияющих на организм человека, и
медицинских показателей, выявить свойства временных вариаций состояния объектов
биосферы; 2) установить корреляционные и в некоторых случаях
причинно-следственные связи между воздействиями со стороны среды обитания и
реакцией человека на эти воздействия; 3) обосновать и сформулировать концепцию
медико-экологического мониторинга; 4) сделать обоснованные предложения
относительно возможной практической постановки медико-экологического
мониторинга в стране; 5) сформулировать научные, медицинские,
организационные, методические и информационные основы медико-экологического
мониторинга.
В настоящей работе мы делаем попытку обозначить некоторые из основных
направлений, необходимых для понимания закономерностей и для создания
эффективного медико-экологического мониторинга. Основное в этой работе –
показать необходимость исследования временного (и в некоторой степени
пространственно-временного) аспекта проблемы вариаций медицинских показателей и
влияющих на эти показатели и изменяющихся во времени параметров среды обитания
человека. Важность этой задачи определяется тем, что, к сожалению, мы пока
слишком мало знаем о причинно-следственных связях как между самими параметрами,
характеризующими среду обитания, так и между ними и изменениями медицинских
показателей. Временной аспект этой проблемы соответствует теме, обозначенной в
тематическом справочнике РАН "Проблемы экологии" (2003 г.):
"Комплексное сопоставительное изучение протекания природных, антропогенных
и социальных процессов в целях защиты биосферы и человека". Обоснование постановки проблемы имеется в трехтомном "Атласе
временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов",
опубликованном под общей редакцией академика Н.П. Лаверова
(Атлас…, 1994; 1998; 2002), в решении двух Межведомственных комиссий Совета
Безопасности Российской Федерации от 24 декабря 1997 г. № 9 (О проведении…,
2000), а также в других документах и публикациях. При подготовке
монографии мы в большой степени опирались на результаты, опубликованные в
трехтомном Атласе временных вариаций природных, антропогенных и социальных
процессов (Атлас …, 1994, 1998, 2002). В Атласе положено начало
междисциплинарным, сопоставительным исследованиям динамики различных процессов
в широчайшем временном диапазоне. В Атласе много данных об изменчивости
динамики различных природных, антропогенных и социальных процессов. Хотя
поставленные вопросы частично нашли свое решение в упомянутых томах Атласа, они
требуют более масштабных и детальных исследований и разработок.
В одной из своих последних работ
академик Б.А. Рыбаков (Атлас…, 2002, с. 66) писал: «К концу XIX началу XX века
стала существовать не только дифференциация наук, но и внутринаучная
дифференциация. В то же время стали образовываться новые научные направления,
пограничные области знаний - биохимия, геофизика и т.д. Для разработки
комплексных проблем стали объединяться усилия больших коллективов ученых разных
специальностей. Тем не менее, в основной части науки остались разобщенными.
Двадцатый век сделал очень много для анализа в
науке и подготовил материалы для творческого синтеза различных научных
дисциплин. Разнообразные науки (иногда очень далекие друг от друга), будучи
сопоставлены в своей результативной части, дают исключительно важные выводы.
Представляется, что без такого синтеза люди XXI века не смогут справиться с
новыми (старыми) задачами, возникающими перед человечеством - задачами
экологии, природопользования, ликвидации возможности войн, борьбой с новыми
болезнями, экономическими и другими.
А.Н. Несмеянов был прав, когда утверждал, что
будущее науки - в синтезе, в сопоставлении самых различных дисциплин. Двадцать
первое столетие, открывающее третье тысячелетие нашей эры, широко раздвинет
познание, обогащенное творческим синтезом разных наук. Атлас
временных вариаций, дающий синтез на общей географической основе, в одном
методическом ключе - один из возможных методов творческого обогащения
разнородных дисциплин… Возможно, дальнейшие исследования в этом направлении помогут
определить связи между процессами, выявить такие закономерности, которые
помогут продвинуться в решении одной из основных проблем - проблемы
прогнозирования будущих процессов и явлений в природе и обществе» (Атлас…,
2002).
Исследования выявили ряд универсальных
закономерностей (свойств) протекания процессов во времени. В частности,
режимы изменений различных показателей не только в медицине, но и в других
сферах индивидуальны, имеют свои характерные особенности, которые
могут изменяться во времени. Часто имеет место парадоксальная
реакция объектов на внешние воздействия, например, неожиданно сильная реакция
на очень слабые воздействия. Поэтому очень важно научиться определять критические
ситуации, при которых могут наступить такие явления. Большую роль
играет факт множественности воздействий, когда объект каждый раз
“выбирает” то воздействие на которое он будет реагировать
прежде всего. Кроме того, могут происходить явления, обусловленные целой
цепочкой сложно связанных между собой событий, когда проследить звенья цепочки
развития критической ситуации бывает трудно.
Для задач комплексного медико-экологического
мониторинга представляют интерес также вопросы анализа взаимодействий между
различными геофизическими процессами и массовыми показателями физического и
психического здоровья населения. Статистически значимое выделение таких
аномалий требует применения комплексных методов анализа временных рядов. Такие
методы могут дать новую информацию и при применении анализа чисто медицинских
временных рядов данных, например, при исследовании статистических связей между
числом разных заболеваний, что может дать пользу при прогнозировании средних
показателей физического здоровья населения.
Прогнозирование неблагоприятных явлений, критических ситуаций является
трудной, неблагодарной, но необходимой задачей. Она может решаться постепенно,
на основе данных комплексных мониторинговых работ. По-видимому, важной
частью медико-экологического мониторирования
должно явиться повседневное индивидуальное мониторирование.
Возможно, что лучше всего здесь начать с лиц пожилого возраста, страдающих
болезнями сердечно-сосудистой системы.
Представляется, что лучше понять особенности
протекания различных процессов, находить пути их прогнозирования поможет
междисциплинарное, совместное, комплексное получение и использование
таких данных. Это в свою очередь позволит предотвращать
многие негативные экологические явления или минимизировать ущерб от них,
а также проложит путь к рациональному природопользованию, к выработке лечебных,
профилактических и организационных мер в медицине. Могут быть различные
формы работы в указанном направлении. Одной из них могла бы быть форма
объединения соответствующих направлений исследований, проводящихся в рамках
различных Государственных и ведомственных программ.
Основным подходом для того чтобы подступиться
к проблеме является с нашей точки зрения междисциплинарный подход,
рассматривающий и анализирующий процессы в природной, антропогенной и
социальной окружающих средах и процессы, происходящие в человеке и обществе.
Биосфера и другие геосферы рассматриваются как ансамбли открытых нелинейных
динамических диссипативных систем.
Окружающая среда и процессы,
происходящие в ней, дали нам жизнь, возможность пользоваться благами природы,
возможность создавать, наслаждаться жизнью насколько это возможно. Эти процессы
влияют на наше здоровье, разум и качество жизни. В то же время в той же среде
обитания происходят процессы, которые отрицательно влияют на наше здоровье и
качество жизни, создавая болезни, стрессы и т.д. Именно эти процессы мы и
рассматриваем, понимая, что всякому положительному акту противопоставляется его
противоположность: добро – зло, использование природной энергии – опасность
такого использования в виде стихийных бедствий, пожаров, катастроф, аварий и
т.д.
Можно сказать, что воздействия на
человека и биосферу со стороны среды обитания можно подразделить с одной
стороны на сильные и слабые, с другой стороны - быстрые и медленные
и с третьей стороны – непосредственные (прямые) и опосредованные (косвенные).
Границы в этой классификации не всегда четкие.
Эти качества могут проявляться в разных
сочетаниях. Например, прямые интенсивные и продолжительные воздействия на людей
– это локальные войны. Интенсивные и кратковременные воздействия – это аварии,
пожары, землетрясения, террористические акты, и прочие чрезвычайные ситуации, в
результате которых человек испытывает стресс, ведущий к тяжелым заболеваниям –
инфаркту, инсульту, психическим болезням и т. д. При этом не возникает сомнения
в наличии причинно-следственной связи между воздействием окружающей среды и
реакцией объекта на это воздействие.
Воздействия могут быть также менее
интенсивными и более продолжительными – химическое и радиоактивное заражения почв,
воды и атмосферы, которые приводят к росту заболеваемости. В этом случае
установить причинно-следственную связь сложнее, так как на реакции объекта
могут сказаться и другие факторы. К прямым и продолжительным (условно)
отрицательным воздействиям относятся также заводнения,
опустынивания, высыхание акваторий, заражение почв атмосферы и гидросферы
химическими и радиоактивными веществами, а также войны, революции и
перестройки.
К прямым и сравнительно быстрым
(и всеми признаваемым) слабым воздействиям можно отнести сезонные и метеорологические. Действительно,
быстрые и резкие изменения погоды, температура воздуха, далекая от комфортной,
сопровождаемая повышенной влажностью и сильным ветром, пониженная освещенность
вызывает отрицательную реакцию со стороны здоровья человека, особенно со
стороны детей, пожилых людей, лиц, не обладающего крепким здоровьем.
Сильной может быть и реакция больных пожилых людей на магнитные бури.
К косвенным (как быстрым, так и
медленным) воздействиям можно отнести тектонические процессы, в
результате которых происходят различные процессы, в том числе деформации и
разрушение буровых колонн, трубопроводов, плотин и т.д., что может повлечь за
собой гуманитарные катастрофы – болезни, эпидемии, тяжелые экономические
последствия.
И, наконец, могут иметь место синхронные
изменения некоторых воздействующих факторов и реакции объекта, например,
изменение солнечной активности или атмосферного давления и изменения
самочувствия метеочувствительных людей. В этом случае
причинно-следственные связи между воздействием окружающей среды и реакцией
объекта на это воздействие не всегда можно установить.
Предметом наших исследований в той или иной
степени являются все названные случаи, причем особенное внимание уделяется
слабым воздействиям, связь которых с заболеваниями не всегда ясна.
***
Итак, есть три окружающие среды –
природная, антропогенная и социальная. Эти три окружающие среды составляют
окружающую нас среду. Коснемся вопроса, касающегося влияния среды обитания на
биосферу вообще и на здоровье и качество жизни человека в частности.
Материальные объекты, так или иначе,
прямо или опосредованно воздействуют друг на друга. Одни и те же воздействия
могут приносить положительные или отрицательные для человека результаты. На
биосферу, в том числе на человека, оказывают влияние природная, антропогенная и
социальная окружающие среды. Их объекты взаимодействуют между собой, в
результате возникают новые виды воздействия на человека. Ниже названы некоторые
источники этих воздействий.
Окружающая природная среда:
электрические и магнитные поля, солнечная активность; гравитационные вариации;
падение крупных метеоритов и астероидов; вариации атмосферного давления,
изменения в озоновом слое, вариации содержания газов в атмосфере; выход газов
из земных разломов, наводнения, заводнения,
опустынивания, землетрясения, оползни и другие процессы.
Окружающая
антропогенная среда: загрязнение и заражение биосферы; генерация
электрических и магнитных полей; вибрации, акустическое излучение; аварии,
катастрофы, в том числе на АЭС, высотных плотинах, продуктопроводах, химических
и военных заводах, шахтах и рудниках, разрабатываемых месторождениях нефти и
газа; техногенные катастрофы, наведенная техногенной деятельностью сейсмичность.
Окружающая
социальная среда: экономика, политика, цивилизация, быт, ритмы жизни;
государственная машина, пресса, администрация, общественное мнение,
криминальные структуры, демографические тенденции, увеличение числа крупных
городов, войны, революции, перестройки, массовые волнения.
19 мая 1997 г. Вице-президент РАН академик Н.П.Лаверов обратился в Совет Безопасности Российской
Федерации с письмом о необходимости рассмотреть и поддержать предложения по
медико-экологическому мониторингу регионов и городов России. Обращение в Совет
Безопасности РФ было во многом инициировано пониманием особенностей
протекания современных природных, антропогенных и социальных процессов,
которые мы могли наблюдать в совокупности, создавая совместно
с большим коллективом авторов разных специальностей -
геологов, медиков, астрономов, биологов географов, физиков,
специалистов-гуманитариев – тома Атласа временных вариаций таких процессов.
Было обнаружено много общего в протекании этих процессов в
разных сферах и разных масштабах пространства и
времени. Стало ясно, что влияние различных воздействий на разные
объекты, - будь то разные объемы земной коры или
уровень воды в Мировом океане, или популяция животных,
или контингенты больных, наконец, отдельно взятые
индивидуумы, - может быть совершенно
различным и изменяться во времени. Отсюда ясно, что здоровье
населения напрямую связано с совокупностью причин, которые надо рассматривать
комплексно. Необходимо отыскивать причинно-следственные связи, стремиться
к пониманию влияния природной, антропогенной и социальной
сред на разные контингенты больных и на каждого
больного, научиться прогнозировать будущее поведение процессов и
время наступления катастрофических явлений, предотвращать
отрицательные экологические и медицинские проявления,
наконец, принимать меры к минимизации неотвратимого
ущерба.
Тематика книги
актуальна и не ограничена жесткими рамками. Ее мог бы написать и другой
коллектив авторов, тогда и выглядела бы она по-другому. Дело в том, что идеи
этой книги давно назрели, они витают в воздухе, материалы для ее написания
безграничны. То, что за написание книги взялся обозначенный коллектив
авторов, не означает, что остальным потенциальным авторам нечего будет делать.
Наверняка они могут сказать много нового, в том числе принципиально нового,
потому что проблема сложна, многогранна и мало исследована. Можно
сказать, что мы пришли к новому витку в развитии экологии человека как
науки.
Свойства динамики природных и других процессов
На основании работ ученых разных
специальностей и многих поколений, а также по результатам собственных
исследований нами сформулированы свойства (закономерности) вариаций
состояния объектов биосферы. Некоторые из них были известны и ранее, а
некоторые формулируются впервые. Временные ряды, полученные для процессов в
атмосфере, гидросфере, литосфере, биоте, социосфере, обладают близкими особенностями, имея, в
то же время свои собственные черты. Эти свойства справедливы и для динамики
медицинских показателей, которые рассматриваются в следующей главе. В основном
ниже речь идет о слабых воздействиях. Ниже мы оперируем понятием
«биосфера», но будем понимать при этом, что речь идет не только обо всех
объектах, но и об отдельных составляющих, т.е. о том, что входит в окружающие
нас среды – природную, антропогенную и социальную. Речь также идет о
медицинских показателях – для здоровых и больных, групп разных возрастов, и
профессий, разного пола и т.д., а также для отдельных индивидуумов.
В кратком изложении эти свойства можно
сформулировать следующим образом.
1. Реакция биосферы и ее объектов на внешние воздействия часто носит
нелинейный характер и изменяется во времени. Характер и сила наблюдаемой
реакции могут не соответствовать параметрам внешних воздействий, например,
системы, находящиеся в неустойчивом или критическом состоянии, могут
реагировать на внешние воздействия аномально сильно.
2. Реакция биосферы и ее объектов на внешние воздействия носит избирательный
характер, т.е. биосфера и ее объекты не реагирует на все воздействия
одновременно, при этом чувствительность к разным воздействиям изменяется во
времени. При достижении некоего критического состояния даже очень слабое
воздействие может перевести систему к другому динамическому режиму или к
неожиданному быстро протекающему событию.
3. Один и тот же объект биосферы в разные интервалы времени может
реагировать на одинаковые воздействия по-разному. Однотипные объекты в одно и
то же время могут по-разному реагировать на одни и те же внешние воздействия.
Отдельно взятый объект может проходить через один или несколько видов реакции.
4. Причины изменения реакции биосферы и ее объектов на воздействия
обусловлены не только изменением характера воздействий, но и свойствами самих
объектов. Это значит, что способность конкретного объекта воспринимать внешнее
воздействие зависит от его внутреннего состояния в конкретный момент - от
готовности, именно в данное время, откликаться на данное внешнее воздействие.
5. Изменения состояния объектов биосферы характеризуются различными типами
временных вариаций - трендовыми, ритмическими, импульсными и шумовыми, а также
изменениями уровня. Структура наблюдаемых временных рядов, имеющая обычно
сложную форму, часто в большой степени бывает обусловлена суперпозицией
доминирующих в этих рядах гармоник (хотя принцип суперпозиции работает не
всегда). Характер суперпозиции может быть как конструктивным, так и
деструктивным. Конструктивная суперпозиция может привести к критическим
отклонениям вариаций.
6. Ритмы - это одна из компонент упорядоченного состояния биосферы и ее
частей. Величины ритмов варьируют в очень широких пределах. Одновременно
процессы могут характеризоваться множеством ритмов (полиритмичность),
находящихся в определенных иерархических соотношениях, однако в некоторые
интервалы времени могут доминировать один из них или группа ритмов. Ритмы могут
меняться по амплитуде, сменяться другими ритмами, исчезать. Можно сказать, что
процессам свойственна переменная полиритмичность.
Наиболее часто встречающиеся и известные ритмы – суточные и годовые, однако и
они претерпевают изменения в интенсивности. Известны также ритмы, связанные с
приливными явлениями, с солнечной активностью, социальной неделей и др.
7. Биосфера и ее объекты проявляют стремление к самоорганизации и
хаотизации. Самоорганизация проявляется в частности в установлении стабильных и
продолжительных ритмических изменений состояния среды, хаотизация - в
усложнении характера ритмических изменений, вплоть до их исчезновения. Смены
относительно упорядоченных и хаотических состояний также происходят то
ритмично, то беспорядочно. Из-за смен режимов рассматриваемых процессов в ряде
случаев может наблюдаться наличие переменных корреляционных связей, когда два
процесса на одних отрезках характеризуются большими положительными
коэффициентами корреляции, на других – большими отрицательными коэффициентами
корреляции, а на третьих – отсутствием коррелированности.
8. Каждый отдельно рассматриваемый объект биосферы в конкретном временном
интервале имеет свои собственные режимы изменений. Индивидуальные черты
протекающих в нем процессов заключаются в различной интенсивности, размахе,
продолжительности и степени упорядоченности наблюдаемых вариаций, наличии
собственных ритмов. В то же время имеют место общие черты протекания процессов
у разных объектов, в том числе разнородных и разномасштабных, находящихся в
разных частях земного шара. Эти общие черты могут быть вызваны глобальными
причинами.
9. Эффект от внешнего воздействия на отдельно взятый объект часто
характеризуется большей амплитудой, большей контрастностью и упорядоченность,
чем эффект воздействия на совокупность объектов, когда становится трудно
установить однозначные соответствия или найти значимые корреляции между
реакцией объектов и с внешними факторами. Объекты обладают
индивидуальными режимами, но при рассмотрении совокупности объектов
индивидуальные эффекты смешиваются.
ИЗ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ
Агаджанян Н.А., Губин Г.Д., Губин Д.Г., Радыш Н.В. Хроноархитектоника
биоритмов и среда обитания. М.-Тюмень: Изд-во ТГУ, 1998. 168 с.
Атлас временных вариаций природных процессов. Т.
1. Порядок и хаос в литосфере и других сферах. М.: ОИФЗ РАН, 1994. 176 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных
и социальных процессов. Т. 2. Циклическая динамика в природе и обществе. М.: Науч. Мир, 1998. 432 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных
и социальных процессов. Т. 3. природные и социальные сферы как части окружающей
среды и как объекты воздействий. М.: Янус-К, 2002. 652 с.
Атлас природных и техногенных опасностей в
Российской Федерации / Под общей ред. С.К.Шойгу. М.:
ИПЦ «Дизайн. Информация. Картография», 2005. 271 с.
Билич Г.Л. Основы валеологии: Учеб./ Г.Л.Билич; Нац.Акад.Ювенологии.- 2-е изд.-
СПб.: Фолиант, 2000.-558с.
Вернадский В.И. Биосфера. М.: Издательский дом
«Ноосфера», 2001. 244 с.
Газенко О.Г. Предисловие к книге А.Л. Чижевского «Земное эхо солнечных
бурь». М.: Мыс ль, 1976. С. 5-20..
Гамбурцев А. Г.
Сейсмический мониторинг литосферы. М.: Наука, 1992. 200 с.
Ганнушкин П.Б. Избранные труды. — М.: Медицина,
1964. — 291 с.
Гапонов-Грехов
А.В., Рабинович М.И. Нелинейная физика // Физика XX века: развитие и
перспективы. М. 1984. С. 219-280.
Геохимия техногенных радионуклидов. Национальная
Академия Наук Украины. Институт геохимии окружающей среды. Киев: Наукова Думка, 2002. 332с.
Гичев Ю.П. Загрязнение
окружающей среды и здоровье человека (Печальный опыт России).
Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2002. 230 с.
Главатских С.П.
Состояние и охрана окружающей природной среды в Архангельской области в 2000 г.
Архангельск, 2001. С. 196.
Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. Л.-д: Гидрометеоиздат. 1974.
310 с.
Иванов-Холодный
Г.О., Никольский Г.М. Солнце и ионосфера. М.: Наука. 1969. 456 с.
Иеромонах Анатолий Берестов. Грех можно победить
// Наркомания: грех или болезнь. – М., 2000. – 256 с.
Израэль Ю.А. О
предельных возможностях биосферы и климатической системы при критических
антропогенных воздействиях // Состояние и комплексный мониторинг природной
среды и климата. Пределы изменений. М.: Наука.2001. С. 5 – 9.
Израэль Ю.А. Экология и
контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат,
1984. 560 с.
Комаров Ф.И., Рапопорт
С.И. Хронобиология и хрономедицина. М.:
Триада-Х, 2000. 488 с.
Кондратьев Н.Д. Избранные сочинения. М.:
Экономика., 1993. 543 с.
Короленко Ц.П.. Дмитриева Н.В. Социодинамическая психиатрия. – М.: Академический проект,
2000. – 460 С.
Котляков В.М. Наука.
Общество. Окружающая среда. М.: Наука, 1997. 409 с.
Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука.
1992. 228 с.
Матишов Д.Г., Матишов Г.Г. Радиационная экологическая океанология //
Апатиты: изд. Кольского научного центра РАН, 2001.417 с.
Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир, 1968. 482 с.
Мень А. Б. История
религии: В поисках Пути, Истины и Жизни. Т. I: Истоки религии. — М., 1991.
Моисеев Н. Н. Методология системных исследований
биосферных процессов//Вестн. АН СССР. 1988. №11. С.
68—72.
Наведенная сейсмичность // сб. статей. Под ред.
А.В.Николаева и И.Н. Галкина. М.: Наука. 1994. 222 с.
О проведении эколого-медицинского мониторинга в
регионах с неблагоприятной средой обитания. М.: ОИФЗ РАН, 1998. 44 с.
Осипов В.П. О политических, или революционных
психозах. – Казань, 1910
Осипов В.П. Руководство по психиатрии. — М.; Л.:
Госиздат, 1931. — 596 с.
Плеханов Г.Ф. Реакция биологических систем на магнитные
поля. М.: Наука. 1978. С. 59-80.
Пригожин И. Введение в
термодинамику необратимых процессов. М: Из-во иностр. лит. 1960. 127 с.
Природные опасности России. М.: Издательская
фирма «Крук». Т. 1. Природные опасности и общество / Отв. редакторы В.А.Владимиров, Ю.Л.Воробьев и В.И.Осипов,
2002. 245 с.; т. 2. Сейсмические опасности /Отв.
Редактор Г.А.Соболев, 2000. 295 с.; т.3. Экзогенные сейсмические опасности / Отв. редакторы В.М.Кутепов
и А.И.Шеко, 2002. 345 с.; т.5. Гидрометеорологические
опасности / Отв. редакторы Г.С.Голицын и А.А.
Васильев, 2001. 295 с.
Природные ресурсы и экология России. Федеральный
атлас / Под ред. Н.Г. Рыбальского
и В.В. Снакина. М., 2002. 278 с.
Природные ресурсы и экология России. Федеральный
атлас. М.: Национальное информационное агенство.
2002. 278 с.
Психиатрия чрезвычайных ситуаций. Руководство: в
2 т. // Под ред. Т.Б. Дмитриевой. – М., 2004
Психические расстройства у пострадавших во
время землетрясения в Армении (сборник научных трудов под ред.
проф. Ю.А. Александровского). - М.,1989
Пуанкаре А.О науке. М.: 1983. 215 с.
Разработка концепции мониторинга
природно-технических систем. М.: ВНИИФТРИ. Т.1, 1993. 215 с.; т. 2, 1993. 269
с.
Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко
А.Я. Медицинская и биологическая физика. М: Дрофа, 2003. 559 с.
Рожнов В. Е. Пророки и чудотворцы. Этюды о
мистицизме. - М., 1977.
Рубцов А.И. Эколого-геохимическая характеристика
воздуха угольной шахты Воркутинского месторождения (Республика Коми) // Город в
Заполярье и окружающая среда. Труды II междунар. конфер. Сыктывкар, 1998. С. 117-119.
Рудина М.П., Солоницина
Н.Ф. Геофизические параметры ионосферы. Из-во “Наука”
Каз. ССР, Алма-Ата. 1979. - 115 с.
Рундквист Д.В. Атлас
временных вариаций природных процессов. Т. 1. Порядок и хаос в литосфере и
других сферах. М.: ОИФЗ РАН, 1994. 176 с. Атлас временных вариаций природных,
антропогенных и социальных процессов. Т. 2. Циклическая динамика в природе и
обществе. М.: Науч. Мир, 1998. 432
с. (В мире книг. Рецензия) // Вестник РАН, 2000.
Т. 70. № 2. С. 180-183.
Сидоров П.И. Психическое здоровье населения
и стратегии развития психиатрии Востока и Запада // Экология человека. 2001. –
4. – С. 8-12
Сидоров П.И. Социально-психологические аспекты
сектантства / П.И. Сидоров, А.Г.
Сидоров П.И., Парняков
А.В. Клиническая психология: Учебник. – 2-е изд., доп. – М.: ГЭОТАР – МЕД,
2002. – 864 с.
Стратегия жизни в условиях планетарного
экологического кризиса /под ред. Н.В.Красногорской.
М.: Гуманистика, 2002. . Т.1. Планета Земля и ее
биосфера под воздействием природных факторов. 310 с. Т.2. Влияние
природно-техногенных и социальных факторов на функционирование организма
человека. 390 с. Т. 3.
Проблемы безопасности в условиях
природно-техногенных воздействий. 320 с.
Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков
А.В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977. 301 с.
Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль, 1976. 366 с.
Чижевский А.Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924. 72 с.
Чижевский А.Л. Космический пульс жизни. М.: Мысль, 1995. 768 с.
Электромагнитные поля в биосфере. М.: Наука. 1984. Т. 1. 375 с.
Элиаде (Eliade) М.
Шаманизм: архаические техники экстаза. Киев, 1998.
Юдахин Ф.Н.
Экологические исследования на Европейском Севере России // Урал: наука,
экология. Екатеринбург: УрО РАН, 1999.С. 132-145.
Яковец Ю.В., Гамбурцев
А.Г. Цикличность, как всеобщее свойство природы. Вестник РАН, 1966. т. 66, № 8.
С. 729 – 735.
_____________________________________________________
Гамбурцев Азарий Григорьевич.
Доктор физ.-мат наук
ИФЗ РАН. 2373206д 2542405р
8-905-707-37-82. azgamb@mail.ru
Потенциальным
авторам 4-го тома Атласа временных вариаций
Дорогие будущие авторы!
Приглашаю Вас к участию в 4-м томе «Атласа
временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов». В 1994,
1998 и 2002 гг. были опубликованы три тома Атласа временных вариаций, Сейчас
речь идет о четвертом томе.
В четвертый том мы предполагаем
включить материалы по различным проявлениям временных вариаций. Основная направленность –
реакция человека и биосферы на внешние воздействия со стороны трех окружающих
сред за последние 5-10-50-100 лет. Это представляется особенно
важным для сопоставления динамики современных процессов, влияющих на здоровье и
качество жизни людей, и параметров, описывающих медицинские и социальные
процессы. Будут также сделаны попытки определения механизмов воздействий одних
процессов на другие.
В четвертом томе предполагаются несколько
разделов. Три из них - основные.
Первый из этих основных разделов будет
содержать «базовые сведения», т.е. сведения о динамике процессов, протекающих в
окружающих человека средах – природной, антропогенной и социальной, в том числе
в Космосе, литосфере, атмосфере, гидросфере, биоте,
социальной сфере, техносфере. Основное здесь –
процессы сейсмические, гео и гелио-магнитные,
метеорологические, гидрологические, приливные, экономические, социальные
и т.д., т.е. такие, которые могут влиять на физическое и психическое здоровье
людей и/или на объекты биосферы, которые также окажут влияние на здоровье людей
и качество их жизни. Очень важными представляются сведения о
единичных сильных событиях, которые могли повлиять на состояние здоровья
людей, в Москве, в других регионах, например дефолт 1998 г., террористические
акты, сильные магнитные бури, землетрясения, ураган 1998 г.
Второй из этих разделов будет содержать
данные о динамике медицинских, демографических, криминалистических,
экономических показателей (возможно и других, показывающих состояние
здоровья и качества жизни человека). Здесь предполагаются сопоставления с
воздействующими факторами – для тех же интервалов времени с теми же периодами отсчета.
Будут также проводиться поиски причинно-следственных связей между
сильнодействующими стрессообразующими событиями и
медицинскими параметрами.
Третий раздел будет посвящен изменениям
климата и другим глобальным изменениям в природе и обществе, причем эти вопросы
могут иметь теоретический и философский характер и не обязательно должны
содержать результаты обработки временных рядов.
Решение о публикации статей будет
приниматься Редакционным советом.
Каждый из разделов будет представлен материалами
отдельных авторов, в виде статей, в которых подробно и в доступной для
научных сотрудников разных направлений форме будут представлены данные и
результаты обработки. Второй раздел должен содержать данные по изменчивости
медицинских и других показателей жизни и здоровья человека и биосферы (условно
назовем их гуманитарными) и сопоставление этих данных с данными по внешним
воздействиям.
В статьях будут приведены результаты обработки
временных рядов в стандартной для Атласа форме. Имеется в виду использование
программ спектрально-временного анализа, корреляционного анализа, вычисления
изменяющихся во времени параметров хаотизации, некоторых других видов анализа.
Будут сопоставляться особенности динамики временных рядов и их фрагментов,
связанных с отдельными воздействиями. Статьи будут составляться по принципу:
мало текста – много рисунков с подробными подписями, как это сделано
в большинстве статей в 1-3 томах.
Унифицированное представление результатов
важно для возможности получить сопоставимые результаты, по которым будут
выявлены общие и индивидуальные черты динамики процессов и
причинно-следственные связи между процессами. Желательно, чтобы каждый автор
пытался установить такие связи, сопоставил бы свои результаты с результатами
аналогичной обработки данных, которые могли бы повлиять на динамику процессов.
Здесь должна быть четкая координация действий между авторами разных разделов
при участии составителей. Среди сопоставляемых процессов: солнечные и
геомагнитные индексы, параметры озонового слоя, атмосферное давление и другие
метеорологические параметры, приливные воздействия, влияние сезонов на разных
широтах, антропогенная деятельность, социальные и экономические параметры.
Особенно интересны антропогенные воздействия – таких данных в предыдущих трех
томах недостаточно.
Мы особо приглашаем к сотрудничеству
авторов, располагающих данными. Данные – это максимально длинные ряды
временных вариаций самых разных параметров, желательно с равномерным шагом по
времени. Под длинными рядами мы понимаем такие, которые содержат, по крайней
мере, не менее 200 точек на временной оси, в исключительных случаях не менее
70-100. Обычные ряды содержат на временной оси сотни и тысячи точек. Обработка
рядов может осуществляться как самими авторами (для чего мы готовы передать
пакет программ, правда, несколько устаревший), так и силами составителей Атласа
(очень ограниченно). По желанию авторы могут воспользоваться и другими
пакетами, включающими спектрально-временной анализ. Работа должна быть выдержана
в одном стиле, обработана по единой методике (за небольшими, может быть
исключениями, представляющими особый интерес), результаты должны быть понятными
широкому кругу ученых (как в журнале "Природа"). Желательны
сопоставления материалов, установление причинно-следственных связей, а также
степень воздействия на биосферу и человека и их реакция.
Мы заинтересованы в участии молодых авторов,
которые могли бы взять на себя часть обработки и творческой интерпретации
материалов. Это помогло бы им при подготовке дипломных работ и диссертаций.
Предполагаются следующие сроки.
Мы заинтересованы в спонсорской поддержке.
Если Вы имеете какие-либо возможности оказать содействие в проведении
исследований и обработки, а также для осуществления издания, сообщите,
пожалуйста, нам.
* * *
Примерный план (дополняйте!)
РАЗДЕЛ 1. ВВОДНЫЙ. Подход. Актуальность. Состояние вопроса. Методы.
Материалы.
Особенности динамики природных процессов. Ритмы и циклы. Переменная полиритмичность. Переменчивость реакции процессов на
воздействия. Десинхронизация
Методы обработки данных и представление результатов. Спектральный
анализ. Спектрально-временной анализ (СВАН). Параметр хаотизации. Функции
взаимной корреляции (ФВК). Коэффициенты корреляции (КК) в скользящем временном
окне. О точности и достоверности
РАЗДЕЛ 2. ОКРУЖАЮЩИЕ СРЕДЫ. ВАРИАЦИИ ИХ ПАРАМЕТРОВ
Космос. Земля как планета. Скорость вращения Земли. Гелиомагнитная
активность.
Геомагнитная активность. Числа Вольфа. Лунная сейсмичность
Атмосфера. Вариации температуры земной поверхности. Вариации
температуры воздуха и атмосферного давления в Москве. Биометеорологические
параметры.
Гидросфера. Вариации годовых приращений уровня Каспийского,
Аральского и других морей. Атмосферные осадки, приток и приращения уровня воды.
Сопоставление временных рядов уровня Каспийского моря по данным водомерного
поста Баку и сейсмичности Кавказа. Уровень воды в водоемах – океане, морях, озерах.
Сток рек. Уровень подземных вод. Качество воды. Загрязнения воды
Литосфера. Сейсмичность. Сейсмические события в рудниках. Оползни.
Мониторинговые геофизические исследования в связи с проблемой прогноза
землетрясений. Реакция геологической среды на приливные воздействия. Приливные лунотрясения. Вулканическая деятельность
Человеческая деятельность, ее влияние на окружающую среду
Экология и природопользование
Техносфера. Загрязнения Северных
морей.
Социальная сфера. Социально значимые быстропротекающие события.
Социальный стресс
Динамика социальных и медицинских показателей
РАЗДЕЛ 3. ГУМАНИТАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Демография. Рождения. Смерти. Браки. Разводы. Сопоставления с
динамикой воздействий
Медицина. Скорая помощь. Скорая психиатрическая помощь. Индивидуальный
мониторинг. Отдельные наблюдения в стационаре. Динамика детской
заболеваемости. Возможное влияние внешних факторов на ритмические вариации
некоторых медицинских показателей. Влияние неритмических воздействий на
вариации временных рядов количества вызовов Скорой помощи в Москве.
Сопоставления с динамикой воздействий
Криминалитет. Динамика зарегистрированных преступлений в России за
1991 – 2006 гг. Сопоставления с динамикой воздействий.
Экономические показатели. Сопоставления с динамикой воздействий.
РАЗДЕЛ 4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА, ПРИРОДНОЙ И СОЦИАЛЬНОЙ СФЕР
РАЗДЕЛ 5. СИСТЕМНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ. ОБОСНОВАНИЕ И КОНЦЕПЦИЯ.
ДАННЫЕ ПО ВНЕДРЕНИЮ
Закономерности динамики природных процессов. Концепция и
дальнейшие направления развития комплексного системного экологического
мониторинга
РАЗДЕЛ 6. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ.