不同的海拔高度大气压和氧分压的变化对
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不同的海拔高度大气压和氧分压的变化对不同的海拔高度大气压和氧分压的变化对比我国幅员辽阔,海拔3000米以上的高原、高山地区,约占全国总面积的六分之一。
这些地区大多分布在边疆省区,具有重要的国防意义。
高原地带气候多变,寒冷、风大、空气稀薄,对人体构成了一个特殊的自然环境。
其中空气稀薄,大气压和氧分压降低,是高原环境对机体影响的主要因素。
在高原地区世居的少数民族,对高原环境已经适应,但一般人口稀少,对这些地区的经济建设需要地支援。
我军有守卫边疆的任务,地人员进入高原地区日渐增多,因此如何保证进入高原的人员健康,我是军卫生工作的重要任务。
在海平地区,空气在每平方厘米上所形成的压力为101.3kPa(760毫米汞柱),在干燥空气中氧占20.40%,故氧分压为21.15kPa(159毫米汞柱)。
空气中氧所占比例基本不受高原影响,当大气压力因海拔增高而降低时,则氧分压按比例降低。
下面选择几个不同高度的大气压和氧分压的改变列表如下(表3-2)。
初抵3000米以上高原地区,由于大气压中氧分降低,肺泡气和动脉血氧分压也相应的降低,毛细血管血液与细胞线粒体间氧分压梯度差缩小,从而引起缺氧。
如果逐渐登高,有一个锻炼适应过程,在低氧分压环境中,机体可发生一系列代偿适应性变化,如通气加强,肺泡膜的弥散能力提高;循环功能加强,输送氧的能力增加;红细胞和血红蛋白含量增加,红细胞中2,3-二磷酸甘油酸增多,氧离曲线右移,通过这些代偿作用,以便使组织可利用氧达到或接近正常水平。
机体具有一定的适应能力,可以较长期居住高原地区。
一般地说,长期居住可适应的最大高度为5000米。
但有人适应能力较弱,在5000米以下一定高度就失去了适应能力,而出现高原适应不全症。
在高原地区除了大气压降低对机体的主要作用,还有气候的影响,如寒冷、大风、雨雪以及紫外线照射等。
这些因素降低机体适应能力,往往是高原适应不全症的诱发和加重因素。
因此在相同高度的不同地区,由于气候不同,因而引起高原反应的发病率也不一样。
1. 大气压与海拔高度的关系如图1所示,当高度从海平面上升到海拔11,000米高时,大气压从1013.25 mbar降到230 mbar。
我们从图中不难看出,当高度低于1,500米时,大气压几乎呈线性降低,每100米大约降低11.2 mbar,即每10米大约降低1.1 mbar。
精度为1mbar的传感器可以测量楼上楼下为几米,做楼层定位。
淘宝上可以买到的比较价格合适的型号是MS5540CM瑞士原装INTERSEMA 气压传感器。
为了取得更精确的高度测量数据,可以在目标应用中构建一个大气压高度查询表,根据压力传感器的测量结果,确定对应的海拔高度。
如果使用全量程为300 mbar到1100 mbar的绝对MEMS压力传感器,测量高度可达海拔9,165米到海平面以下698米。
2. 利用MEMS传感器确定楼层0.1 mbar rms的测量分辨率使MEMS压力传感器能够发现在1米以内高度变化。
因此,在高层建筑内,可以使用压力传感器发现楼层变化。
图2所示是在意法半导体的意大利Castelletto写字楼内采集到的压力传感器数据。
采样速率是7Hz,数据采集时间总计大约23分钟。
从图中我们可以清晰地看到大气压在不同楼层的变化。
大气压在地下室最高。
随着楼层升高,大气压逐渐降低。
图2:从意法半导体传感器原始数据取得的楼层检测结果图3所示是意法半导体的一个MEMS压力传感器,这是一个采用3 x 5 x 1mm LGA-8封装的数字输出压力传感器,内置I2C/SPI接口和16位数据输出。
量程是300 mbar到1100 mbar,分辨率为0.1mbar。
该芯片还内置温度传感器。
芯片内部控制寄存器可以指示测量结果是高于还是低于压力极限预设值。
图3:意法半导体的MEMS压力传感器压力传感器的测量精度会受到气流和天气条件的影响。
为了取得精确、可靠。
海拔与气体压力对照表
海拔是指地面与海平面之间的垂直高度差,而气体压力是指大
气对单位面积的压力。
在不同海拔高度下,由于大气的稀薄程度不同,气体压力也会有所变化。
下面是一份海拔与气体压力的对照表:
海拔(米)|气体压力(帕)
---|---
0|
500|
1000|
1500|
2000|
2500|
3000|
3500|
4000|
4500|
5000|
以上数据表格给出了海拔从0米到5000米的范围内,对应的气体压力数值。
可以看出,随着海拔的升高,气体压力逐渐降低。
这是因为随着海拔的增加,大气层的密度逐渐减小,导致气体压力减小。
了解海拔和气体压力的对照关系对于一些特定领域的工作非常重要。
例如,在高海拔地区进行气象观测、登山运动、航空航天等领域,必须考虑到气体压力的变化,以便采取相应的措施。
这份海拔与气体压力对照表可以帮助人们更好地理解海拔和气体压力之间的关系,为相关工作和研究提供参考。
注意:以上数据仅供参考,实际情况可能会因地区、气象条件等因素而有所不同。
怎样快速知道你所在地的空气中的含氧量?最近想了解我所居住的地方空气中的氧气含量,查了许多资料结论各异,差别很大。
于是,自己根据有关理论计算出不同海拔高度使空气中的氧气含量,供朋友们参考。
地球周围包围着一层大气,总重量大约有5,130亿吨,形成大气压,每个平方米承受相当于10吨的压力。
如以海平面为标准,这个压力相当于760毫米汞柱。
大气由各种气体组成,其中78.09 %的体积为氮气,20.95 %的体积为氧气,剩下0.96 %的体积为二氧化碳和臭气。
大气压即相等于氧分压与其他所有气体分压的总和。
大气的质量愈近海平面愈密集,大气压包括氧分压愈大;海拔越高,大气压及氧分压相应降低,即海拔每升高100米,大气压下降5.9毫米汞柱,氧分压下降约1.2毫米汞柱。
我根据以上原理计算:海拔高度为0时,氧分压为159.22毫米汞柱,一个毫米汞柱的氧分压相当于0.13%含氧量,海拔升高100米,大气压下降5.9毫米汞柱,氧分压下降约1.2毫米汞柱,氧含量下降0.16%,与海拔为0米时的氧含量相比,下降0.76%。
如海拔高度0米,空气含氧量下降0% ,空气含氧量20.95% 为0海拔含氧量的100%;海拔高度100米,空气含氧量下降0.16%,空气含氧量20.79%, 为0海拔含氧量的99.2%;海拔高度1000米, 空气含氧量下降1.6%,空气含氧量19.35%,为0海拔含氧量的92.4%;海拔高度5000米,空气含氧量下降8%, 空气含氧量12.95%, 为0海拔含氧量的61.8%; 海拔高度10000米,空气含氧量下降16% 空气含氧量4.95% , 为0海拔含氧量的23.6%; 海拔高度130930米,空气含氧量下降20.95%, 空气含氧量0%, 为0海拔含氧量的0%。
海拔气压关系公式
海拔与气压的关系是负相关的,即海拔越高,气压越低,海拔越低,气压越高。
以下是一个常用的海拔气压关系公式:
P = P0×(1 - (L×h / T0)) ^ (g0×M / R×L)
其中:
P 是海拔高度为 h 时的大气压
P0 是海平面上的标准大气压,通常为 101325 Pa
L 是温度随海拔高度变化的温度梯度,一般为×10^-3 K/m
T0 是海平面上的标准温度,通常为 K
g0 是重力加速度,约为 m/s^2
M 是空气的平均分子量,约为 kg/mol
R 是气体常数,约为J/(mol·K)
这个公式可以用来计算不同海拔高度的大气压。
另外,也可以使用其他经验公式来计算,例如:P = 760 × e ^ -(a/7924),其中 P 是气压,e 是自然对数的底,a 是海拔(单位:米)。
这个公式可以用来估算不同海拔高度的气压。
气压及海拔的对应关系
海拔增加,大气压减小。
海拔越低,气压越高。
在三千米范围内,每升高12米,大气压减小大约133帕。
影响气压的因素除了海拔以外,还有天候,季节,温度,纬度。
大气压与海拔高度的关系是负相关。
天候变化可在一夕之间气压改变 10mmHg,,这相当于 3500m到 3658m之间,,或 7925m到 8230m之间的变化。
气压的发现的历史:
1640年10月经过大量的实验托里伽利略的儿子托里拆利意识到:大气中空气的重量对盆子中的水银施加压力,这种力量把水银压进了玻璃管中。
玻璃管中水银的重量与大气向盆子中水银施加的重量应该是完全相等的。
大气重量改变时,它向盆子中施加的压力就会增大或减少,这样就会导致玻璃管中水银柱升高或下降。
天气变化必然引起大气重量的变化。
托里拆利发现了大气压力,找到了测量和研究大气压力的方法。
托里拆利的发现是正式研究天气和大气的开端,让我们开始了解大气层,为牛顿和其他科学家研究重力奠定了基础。
这一新发现同时使托里拆利创立了真空的概念,发明了气象研究的基本仪器—气压计。
大气压在现实生活的应用:
把带有吸盘的塑料挂钩压在很平的墙壁上,就可以用它挂东西。
活塞式、离心式抽水机能把低处的水抽到高处。
挤出钢笔管中的空气,放手后墨水吸入钢笔管。
用高压锅很容易把食物煮烂。
茶水盖上开一个小孔,水才容易倒出来。
还有高压锅炉、农用喷雾器、用吸管吸饮料、注射器针管吸药液等等,都与大气压有关。
海拔和含氧量的关系
海拔和含氧量的关系
海拔和含氧量是两个密切相关的概念。
海拔越高,大气压就越小,空气中的氧气分压也就越小,从而导致海拔高度和氧气含量之间存在着一定的关系。
这个关系对人们的健康和运动表现都有重要影响,因此有必要对其进行深入的探究。
对于人来说,海拔高度越高,他们所接触到的空气中的氧气含量就越小。
大气压力随着海拔增高而降低,从而影响了人体的吸氧量。
事实上,氧气的分压随着海拔的上升而下降,在海拔5000米处只有地平面上的一半,而在海拔8000米处仅为地面上的三分之一。
如果一个人没有经过适当的氧气供应训练,那么当他们在海拔较高的地方进行高强度的运动时,他们很可能会出现一系列的身体状况,如缺氧、头晕、头痛、恶心、呕吐及心慌等症状。
然而,对于那些习惯于在海拔较高地区生活或者训练过的人来说,也许会出现完全不同的情况。
这是因为人们的身体会自适应海拔,从而逐渐适应降低的氧气含量。
当人们在高海拔地区生活时,他们的身体会自动进行一系列生理调整,包括增加呼吸和心跳的频率,以便在低氧环境下更好地吸收和输送氧气。
此外,如果一个人接连不断地暴露
在高海拔环境下,他们的膈肌和肺功能也会得到改善,从而能更好地
利用氧气。
总之,海拔和含氧量之间的关系对人们的健康和运动表现都有着影响。
尽管人们可以在适应性的帮助下,在高海拔地区进行体育训练,但人
们仍然需要小心谨慎,以避免缺氧等身体状况的发生。
人们应该逐步
适应海拔的变化,同时注意适当增加呼吸和心跳的频率,以便更好地
吸收和输送氧气。
这样,人们就可以更好地享受在高海拔地区的活动
和锻炼。
为啥海拔越高气压越低
海拔越高,气压越低是因为海拔高的地方空气稀疏,所以气压低。
海拔越低,气压越高。
大致每提高12m,大气压下降1mmHg(1毫升水银柱)或者每上升9m,大气压降低100Pa。
海拔越高的地方空气约稀疏,所以气压越低。
海拔越低,气压越高。
气压是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。
著名的马德堡半球实验证明了它的存在。
气压大小与高度、温度等条件有关。
一般随高度增大而减小。
在水平方向上,大气压的差异引起空气的流动。
海拔是指地面某个地点高出海平面的垂直距离。
是某地与海平面的高度差,通常以平均海平面做标准来计算。
海拔的起点叫海拔零点或水准零点,是某一滨海地点的平均海水面。
它是根据当地测潮站的多年记录,把海水面的位置加以平均而得出的。
人体在不同高度的氧气需求会有所不同,这是因为随着海拔的升高,大气压力下降,氧气分压减少,从而影响了氧气的吸入和供应。
以下是一般情况下人体在不同高度的氧气需求的变化:
1. 低海拔地区(海平面附近):在低海拔地区,大气压力相对较高,氧气分压也较高,人体相对容易获得足够的氧气。
因此,人体的氧气需求相对较低。
2. 高海拔地区(如高山地区):在高海拔地区,大气压力较低,氧气分压也较低,导致人体吸入的氧气量减少。
为了满足身体的氧气需求,人体会进行一系列的适应性变化,包括增加呼吸频率、增加心率、增加红细胞数量和改善血液循环。
这样可以增加氧气的吸入和利用效率,以满足身体的氧气需求。
总的来说,高海拔地区的人体会面临较低的氧气供应,而身体会通过适应性变化来增加氧气的吸入和利用效率,以满足身体的需求。
这也是高海拔地区登山者需要进行适应性训练和使用氧气补给的原因之一。
然而,具体的适应能力和氧气需求会因个体差异而异,也会受到其他因素的影响,如年龄、健康状况等。
气压随海拔的变化规律在我们生活的地球上,气压并不是一个恒定不变的量,它会随着海拔的升高而发生显著的变化。
这种变化规律对于我们理解大气环境、气候以及各种与大气相关的现象都具有重要意义。
想象一下,当我们身处平原地区,感受到的气压相对较为稳定和舒适。
然而,当我们开始攀登山峰或者乘坐飞机升高到一定高度时,可能会出现耳朵不适、呼吸急促等情况,这其实就是气压变化对我们身体产生的影响。
那么,气压为什么会随着海拔的变化而变化呢?这主要与大气的分布和重力作用有关。
大气是由无数的气体分子组成的,这些分子在地球表面附近受到的重力作用较强,因此在接近地面的区域,大气分子的密度较大,单位面积上的气体分子数量多,从而形成了较高的气压。
而随着海拔的升高,距离地球的中心越来越远,重力作用逐渐减弱,能够聚集在这一高度的大气分子数量也随之减少。
这就好像是一叠书,放在底部的书承受的压力会比放在上面的书更大。
具体来说,气压随海拔的变化呈现出一种近似指数形式的下降规律。
一般情况下,海拔每升高约 1000 米,气压大约会降低 100 百帕。
例如,在海平面附近,标准大气压约为 101325 百帕;而当我们上升到海拔5000 米的高度时,气压可能就只有大约 500 百帕了。
这种气压随海拔的变化规律对于天气和气候有着重要的影响。
在低气压地区,空气往往会上升,形成云层和降水。
这是因为低气压区域的大气相对较为稀薄,难以承受上方大气的重量,从而导致空气上升。
相反,在高气压地区,大气通常会下沉,天气较为晴朗干燥。
气压随海拔的变化还对人类的活动产生了诸多影响。
对于登山爱好者来说,攀登高海拔山峰是一项极具挑战性的活动。
随着海拔的升高,气压降低,氧气含量也随之减少。
这就需要登山者携带足够的氧气设备,并且逐渐适应低氧环境,以避免出现高原反应,如头痛、头晕、呼吸困难等症状。
在航空领域,飞机的飞行高度也与气压密切相关。
为了保证机舱内的气压适合人体生存,飞机通常会采用增压系统来调节舱内气压。
大气压强海拔高度的变化原理哎呀,这可是个大问题啊!咱们先来聊聊大气压强和海拔高度的关系吧。
你有没有想过,为什么在海拔越高的地方,空气越稀薄呢?这就是因为大气压强随着海拔的升高而减小啊!
那么,大气压强为什么会随着海拔的升高而减小呢?这是因为地球是一个球体,而且它的表面被一层厚厚的大气层包裹着。
当海拔越高时,我们离大气层的边缘就越远,所以大气层对我们的压力就越小。
这就好像是你站在海边,你的手放在水里,当你把手抬得越高时,水的压力就越小。
那么,大气压强的变化对我们有什么影响呢?它会影响到我们的呼吸。
当你身处高海拔地区时,由于大气压力的降低,你的肺部会感到不适,可能会出现呼吸困难等症状。
大气压强还会影响到天气变化。
你知道吗?在高山上经常会出现云雾缭绕的美景,这就是因为低温高压导致空气中的水蒸气凝结成了云雾。
除了这些直接影响外,大气压强还会对我们的生活产生一些间接的影响。
比如说,在高海拔地区种植作物可能会受到一定的影响。
因为植物需要充足的氧气才能生长茁壮,而在低氧环境下,它们的生长速度会变慢甚至停止生长。
大气压强和海拔高度之间的关系非常密切。
了解它们之间的关系可以帮助我们更好地适应高海拔环境,也可以让我们更好地理解自然界的奥秘。
希望这篇文章能让你对这个话题有更深入的了解!。
昆明海拔高度是多少,有高原反应吗
昆明海拔约2000米
昆明一般不会有高原反应。
临床上海拔2500米以上有可能会出现高原反应,2500米以下出现高原反应可能性很小,而昆明海拔约1890米。
高原反应的根本原因是乏氧,因为在高原地区,随着海拔高度增加,大气压逐渐降低,氧分压也会随之降低。
在海拔低地区,氧分压大约在21%,高原地区氧分压会降低很明显,特别是超过2500米的高原。
人体在乏氧状态下会造成组织、器官缺血、缺氧,特别是对脑和肺部影响更大,严重者可能会出现高原性脑病和高原肺水肿。
海拔与大气压及氧分压的关系
地球周围包围着一层大气,总重量大约有5,130亿吨,形成大气压,每个平方米承受相当于10吨的压力。
如以海平面为标准,这个压力相当于760毫米汞柱。
大气由各种气体组成,其中78.09%的体积为氮气,20.95%的体积为氧气,剩下0.96%的体积为二氧化碳和臭气。
大气压即相等于氧分压与其他所有气体分压的总和。
大气的质量愈近海平面愈密集,大气压包括氧分压愈大;海拔越高,大气压及氧分压相应降低,即海拔每升高100米,大气压下降5.9毫米汞柱,氧分压下降约1.2毫米汞柱。
根据以上原理计算:海拔高度为0时,氧分压为159.22毫米汞柱,一个毫米汞柱的氧分压相当于0.13%含氧量,海拔升高100米,大气压下降5.9毫米汞柱,氧分压下降约1.2毫米汞柱,氧含量下降0.16%,与海拔为0米时的氧含量相比,下降0.76%。
海拔高度0米,空气含氧量下降0%,空气含氧量20.95%,为0海拔含氧量的100%;
海拔高度100米,空气含氧量下降0.16%,空气含氧量20.79%,为0海拔含氧量的99.2%;海拔高度1000米,空气含氧量下降1.6%,空气含氧量19.35%,为0海拔含氧量的92.4%;海拔高度5000米,空气含氧量下降8%,空气含氧量12.95%,为0海拔含氧量的61.8%;
海拔高度10000米,空气含氧量下降16%,空气含氧量4.95%,为0海拔含氧量的23.6%;
海拔高度130930米,空气含氧量下降20.95%,空气含氧量0%,为0海拔含氧量的0%;
常用计算公式:。
氧垂曲线的特点氧垂曲线是指在不同海拔高度下空气含氧量与氧分压的关系曲线,通常呈现倒U型,即随着海拔高度的增加,氧含量先增加而后逐渐降低。
这一曲线对于登山者、高原游客等有重要的生理学意义。
接下来,本文将从几个方面探讨氧垂曲线的特点。
一、曲线形态氧垂曲线呈倒U型,但是具体形态上有所不同,主要与海拔高度、气压、温度等因素有关。
在低海拔处,曲线较为平缓,氧分压的变化对含氧量的影响相对较小;而在高海拔处,曲线急剧下降,含氧量随着海拔高度的升高而急剧减少。
此外,氧垂曲线还会受到季节、气候、经度、纬度等因素的影响,呈现出复杂多样的变化。
二、生理特征氧垂曲线在生理学上的特征主要表现在人体对海拔高度的适应过程中。
随着海拔的增加,空气中氧气含量的减少会导致人体组织器官的氧供减少,引起一系列的生理变化。
此时,人体会通过一系列生理反应来适应高原环境,如心脏增大、红细胞增多等,以保证必要器官的氧供水平。
这些生理反应与氧垂曲线密切相关,不同人群对于氧垂曲线的适应程度也有所不同。
三、应用领域氧垂曲线的研究具有广泛的应用领域。
在登山运动中,氧垂曲线可用于预测登山者在不同海拔高度下的运动表现以及对身体的影响,从而有针对性地制定高原登山计划。
在医学领域,氧垂曲线也被用于分析高海拔病的发生原因和处理方法,并有助于临床治疗的选择。
此外,氧垂曲线还被应用于航空、气象、地质等领域,发挥着重要的角色。
综上所述,氧垂曲线是研究高海拔环境中空气含氧量与氧分压关系的重要指标。
它在生理学、运动医学、气象、航空等领域具有广泛的应用价值,对于理解高海拔环境下生态系统的稳定性、人类对高原环境的适应能力等也有一定的参考价值。
未来,随着科技的不断进步,氧垂曲线的研究将会更加深入,更全面地揭示高海拔环境的特性和生物生态系统的变化规律。
不同的海拔高度大气压和氧分压的变化对比我国幅员辽阔,海拔3000米以上的高原、高山地区,约占全国总面积的六分之一。
这些地区大多分布在边疆省区,具有重要的国防意义。
高原地带气候多变,寒冷、风大、空气稀薄,对人体构成了一个特殊的自然环境。
其中空气稀薄,大气压和氧分压降低,是高原环境对机体影响的主要因素。
在高原地区世居的少数民族,对高原环境已经适应,但一般人口稀少,对这些地区的经济建设需要地支援。
我军有守卫边疆的任务,地人员进入高原地区日渐增多,因此如何保证进入高原的人员健康,我是军卫生工作的重要任务。
在海平地区,空气在每平方厘米上所形成的压力为101.3kPa(760毫米汞柱),在干燥空气中氧占20.40%,故氧分压为21.15kPa(159毫米汞柱)。
空气中氧所占比例基本不受高原影响,当大气压力因海拔增高而降低时,则氧分压按比例降低。
下面选择几个不同高度的大气压和氧分压的改变列表如下(表3-2)。
初抵3000米以上高原地区,由于大气压中氧分降低,肺泡气和动脉血氧分压也相应的降低,毛细血管血液与细胞线粒体间氧分压梯度差缩小,从而引起缺氧。
如果逐渐登高,有一个锻炼适应过程,在低氧分压环境中,机体可发生一系列代偿适应性变化,如通气加强,肺泡膜的弥散能力提高;循环功能加强,输送氧的能力增加;红细胞和血红蛋白含量增加,红细胞中2,3-二磷酸甘油酸增多,氧离曲线右移,通过这些代偿作用,以便使组织可利用氧达到或接近正常水平。
机体具有一定的适应能力,可以较长期居住高原地区。
一般地说,长期居住可适应的最大高度为5000米。
但有人适应能力较弱,在5000米以下一定高度就失去了适应能力,而出现高原适应不全症。
在高原地区除了大气压降低对机体的主要作用,还有气候的影响,如寒冷、大风、雨雪以及紫外线照射等。
这些因素降低机体适应能力,往往是高原适应不全症的诱发和加重因素。
因此在相同高度的不同地区,由于气候不同,因而引起高原反应的发病率也不一样。
不同的海拔高度大气压和氧分压的变化对比我国幅员辽阔,海拔3000米以上的高原、高山地区,约占全国总面积的六分之一。
这些地区大多分布在边疆省区,具有重要的国防意义。
高原地带气候多变,寒冷、风大、空气稀薄,对人体构成了一个特殊的自然环境。
其中空气稀薄,大气压和氧分压降低,是高原环境对机体影响的主要因素。
在高原地区世居的少数民族,对高原环境已经适应,但一般人口稀少,对这些地区的经济建设需要内地支援。
我军有守卫边疆的任务,内地人员进入高原地区日渐增多,因此如何保证进入高原的人员健康,我是军卫生工作的重要任务。
在海平地区,空气在每平方厘米上所形成的压力为101.3kPa(760毫米汞柱),在干燥空气中氧占20.40%,故氧分压为21.15kPa(159毫米汞柱)。
空气中氧所占比例基本不受高原影响,当大气压力因海拔增高而降低时,则氧分压按比例降低。
下面选择几个不同高度的大气压和氧分压的改变列表如下(表3-2)。
初抵3000米以上高原地区,由于大气压中氧分降低,肺泡气和动脉血氧分压也相应的降低,毛细血管血液与细胞线粒体间氧分压梯度差缩小,从而引起缺氧。
如果逐渐登高,有一个锻炼适应过程,在低氧分压环境中,机体可发生一系列代偿适应性变化,如通气加强,肺泡膜的弥散能力提高;循环功能加强,输送氧的能力增加;红细胞和血红蛋白含量增加,红细胞中2,3-二磷酸甘油酸增多,氧离曲线右移,通过这些代偿作用,以便使组织可利用氧达到或接近正常水平。
机体具有一定的适应能力,可以较长期居住高原地区。
一般地说,长期居住可适应的最大高度为5000米。
但有人适应能力较弱,在5000米以下一定高度就失去了适应能力,而出现高原适应不全症。
在高原地区除了大气压降低对机体的主要作用,还有气候的影响,如寒冷、大风、雨雪以及紫外线照射等。
这些因素降低机体适应能力,往往是高原适应不全症的诱发和加重因素。
因此在相同高度的不同地区,由于气候不同,因而引起高原反应的发病率也不一样。
高度大气压kPa 氧分压kPa英尺米0 0 101.31(760.0mmHg)21.15(159.0mmHg)10,000 3,04869.51(522.6mmHg)14.55(109.4mmHg)17,0005,182 52.59(395.4mmHg) 11.01(82.8mmHg) 20,0006,097 46.44(349.2mmHg) 9.72(73.1mmHg) 23,0007,010 40.88(307.4mmHg) 8.57(64.4mmHg) 26,0007,925 35.88(269.8mmHg) 7.51(56.5mmHg) 28,0008,534 32.82(246.8mmHg) 6.88(51.7mmHg) 33,00010,058 26.12(196.4mmHg) 5.47(41.7mmHg 一、急性高原适应不全症(一)高原反应从海平面地区进入高原地区以后,在不同的高度,人群中有些可出现一系列不适反应,如头痛、头昏、失眠、乏力、四肢发麻、眼花、耳鸣;重的可发生食欲不振、恶心、呕吐、胸闷、呼吸困难、心慌、浮肿等症状,称为高原反应。
多数人在两周内由于代偿适应功能的建立,症状可自行消失。
这些人发病较快,如无合并症恢复也较快,一般3~5天即可恢复。
也有少数人持续数月而不恢复的。
初入高原的人到海拔1000米以上就有人发病,随着高度增加,发病率增高。
下面是一部分人群从海拔1000米处出发到5000米高度,高原反应发病率的情况(图3-6)。
一般在3500米以下发病率占37~51%,3600~5000米发病率占50%。
有一个单位在3000米居留一段时间,再登高,抵达4500~5000米时才有一些人发生高原反应。
急性高原反应的发生率与个体代偿适应能力和预先有无锻炼有关。
在代偿适应反应中主要是通过肺泡能气量增加,以增加肺泡气氧分压;并通过加强血液对氧的输送和增加组织对氧的利用。
高原反应的人主要是这几个环节的代偿能力低下或发生障碍所致。
因肺泡有水蒸气和较高的CO2分压,再加上氧的弥散入血,肺泡气与大气氧分压有一个很大的梯度差(表3-3)。
在海平地区,大气→肺泡气→动脉血→混合静脉血的氧分压之间的梯度差较大。
而进入高原,抵达5791米高度时,它们之间的梯度差变小。
例如,在海平大气氧分压为21.15kPa(159毫米汞柱),肺泡氧分压为13.83kPa(104毫米汞柱),相差7.32kPa(55毫米汞柱);而登高抵达5791米处,大气氧分压为10.64kPa(80毫米汞柱),肺泡氧分压为5.99kPa(45毫米汞柱),只相差4.66kPa(35毫米汞柱)(图3-7)。
此时大气与肺泡气氧分压差变小,主要是由于代偿性通气增加的结果。
通气增加是机体在高原的代偿适应的重要环节,主要通过呼吸加深来实现的,呼吸频率增加不明显(表3-4)。
由于呼吸加深,每分肺泡通气量增加,以提高肺泡气分压。
图3-6 高原反应发病率与行程─·海拔高度·─·─·发病率表3-3 在海平地区呼吸过程中各部分气体分压变化气体分压大气吸入气肺泡气呼出气动脉血混合静脉血(kPa)氮79.40 74.93 75.68 75.28 76.21 76.21氧21.15 19.86 13.83 15.96 13.30 5.32二氧化0.04 0.04 5.32 3.59 5.32 6.12碳水蒸气0.49 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25总量101.08 101.08 101.08 101.08 101.08 93.90图3-7 在海平和5791米高度时氧分压的变化表3-4在不同高度每分通气量和呼吸频率的变化高度(米)每分通气量(升)每分呼吸次数海平地区8.85 123658 9.71 125486 11.06 126706 15.31 15发生高原反应的人,常常对低氧环境代偿反应较弱,没有明显的呼吸加深,因此每分通气量增加不多。
由于这些人代偿适应反应弱,因此登高到一定高度,缺氧症状比较严重。
目前有人认为,可用减压舱测定人群每分通气量变化,作为预测人群地高度适应的能力。
呼吸加深,可提高肺泡膜弥散功能,使肺泡氧进入肺泡壁毛细血管增加。
我国健康成人静息时氧的弥散量为23毫升/0.133千帕(1毫米汞柱)/分,每分钟约有250毫升的氧弥弥散入血,供组织代谢需要。
缺氧时,由于呼吸加强,参与气体交换的肺泡数增多和肺泡容量增加,同时开放的肺毛细血管数也增多和毛细血管扩张,这样就增加了肺泡—毛细血管膜弥散面积,血液从肺泡摄取较多的氧。
如果这种代偿能力弱,可促使高原反应发生。
缺氧时,向组织输送氧的能力提高。
正常人在海平地区安静状态下,平均每分种100毫升血给组织输送约为5毫升氧,正常心脏每分输出量约为5000毫升,那么每分钟就有250毫升氧输送给组织。
在高原地区,一方面心脏活动增强,每分输出量增加,组织血流量增多;另一方面,红细胞数和血红蛋白增多,增强携带氧的能力。
这样在一定限度内可以补偿组织代谢对氧的需要。
如果这种代偿适应能力降低或尚未建立起来,也易发生高原反应。
初进高原,由于呼吸加强,二氧化碳排出过多,还可引起低碳酸血症和呼吸硷中毒。
PaCO2降低,可引起脑血管收缩,部分抵销缺氧引起脑血管扩张的反应,容易发生意识丧失。
(二)高原昏迷进入高原地区较高高度,有少数人可发生昏迷。
在昏迷发生前,常有头痛、头晕、呕吐等症状。
昏迷发生后常出现阵发性抽搐,大小便失禁,病人瞳孔常缩小而固定,或忽大忽小;少数病例有肢体强直或肢体弛缓性瘫痪。
1/5的病例眼底有小动脉痉挛,静脉扩张,视网膜乳头水肿。
高原昏迷常在3500米以上的高度发生。
根据67例发病高度统计,3500~4000米发病11.9%,4000~4500米发病28.4%,4500~5110米发病59.7%。
一般进入高原后1~10天内发病。
高原昏迷发生的机理,主要是由于缺氧(见缺氧时中枢神经系统的变化)。
早期可能由于缺氧,氧化过程障碍,能量供应减少,而致脑细胞功能降低。
正常脑内ATP贮存量很少。
ATP是推动“钠泵”的能源。
A TP减少。
“钠泵”作用减弱,则钾与钠离子在细胞内、外的浓度差减小,膜电位降低。
人吸入含8%氧的混合气体3~5分钟,脑电就出现每分钟2~7次的慢波。
高山运动员在减压舱内,当减压到相当于9000米高度大气压力时,脑电α波减少,慢波增多,出现神经细胞功能抑制现象。
缺氧进一步加重,A TP形成更加减少,不能维持细胞内外离子浓度差,细胞内钠离子增多,氯也进入细胞内,水随之进入增多,发生细胞内水肿。
大白鼠实验性缺氧,有4~6%的大白鼠发生细胞内水肿。
1962年印度士兵急性高山病死亡率病例中,3/4有脑水肿病变。
除神经细胞水肿外,神经胶质细胞和血管内皮细胞也发生水肿。
毛细血管和小静脉周围神经胶质细胞水肿,可以压迫血管;血管内皮细胞水肿,有的呈疱疹状向管腔突出或脱落,使血管腔狭窄或堵塞,造成脑微循环障碍,缺氧和脑水肿进一步加重。
严重缺氧,还可引起呼吸中枢兴奋性降低,二氧化碳排出减少,动脉血二氧化碳分压升高。
二氧化碳分压升高和缺氧,可使脑血管失去自家调节,而引起脑血管扩张,血流量增加,毛细血管流体静压和通透性升高,组织间液和脑脊液生成增多。
有的实验证明,动脉血二氧化碳分压升高到 6.65kPa(50mmHg),脑脊液平均增加55%,脑脊液压力由正常0.69~1.78kPa(70~180毫米水柱)升高到2.82kPa(285毫米水柱)。
在西藏地区高原昏迷病人,有人测定过10例脑脊液,其中7例脑脊液压力升高。
脑水肿(包括细胞水肿和间质水肿)和脑脊液增多,使颅内压升高超过3.96kPa(400毫米水柱),可压迫脑的小血管,动脉血灌流明显减少。
高原昏迷的许多临床症状是由于缺氧和颅内压升高所引起的。
(三)高原肺水肿高原肺水肿发病率较高。
一般由海平地区初入高原或重返高原一周内发病。
据218例高原肺水肿发病与高度的关系统计,3500~4000米,占28.3%;4000~4500米,占34.4%;4500~5100米,占37.3%。
高原肺水肿发病急骤,临床症状除有一般高原反应症状外,所有患者均有不同程度的咳嗽,开始为干咳或有少量痰,以后即咳出均匀混合、稀薄的粉红色或白色泡沫痰。
呼吸急促,有时每分钟高达30~40次。
病人惊恐不安,心慌、胸闷、紫绀、两肺满布湿罗音。
高原肺水肿的主要病理变化是广泛的呈片块状分布的肺泡水肿,偶而可见透明膜形成(这是肺泡水肿液中的纤维蛋白沉积所致)。
肺水肿最早在血管周围间隙形成(间质水肿),当这些间隙扩张,压力超过了肺泡压,则液体进入肺泡。
微动脉和毛细血管充血,偶而可见血管周围有出血。