Основные виды естественных природных опасностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 Введение

Современный человек в состоянии отправиться в космос для изучения космических объектов, многое знает о различных небесных телах, но, к сожалению, природные силы нашей планеты он покорить не в состоянии. Несмотря на высокое техническое развитие нашей цивилизации человек до сих пор зависит от природных явлений, которые часто носят катастрофический характер, нанося материальный ущерб, вызывая гибель и травмы людей, сводя на нет все достижения человечества.

Создавать стихийные бедствия могут 30 — 35 видов природных явлений. Главными же виновниками стихийных бедствий в мире являются наводнения, сильные ветры, землетрясения, извержения вулканов и засухи.

Опасные природные явления различаются по происхождению (генезису), форме воздействия на те или иные объекты, характеру границ зон воздействия, по продолжительности, повторяемости, интенсивности (силе).

По форме воздействия опасные природные явления могут быть разрушительными, парализующими и истощающими. Парализующие воздействия прерывают потоки грузов, прекращают доступ энергии. Истощающие снижают плодородие почв, урожай и т. п. Форма воздействия зависит, помимо прочего, от вида объекта. Например, наводнение может быть разрушительным для населенного пункта, парализующим для затопленных автодорог, истощающим для урожая.

По продолжительности и повторяемости опасные явления бывают постоянными (например, подтопление городов, засоление почв), разовыми (карстовые просадки), периодическими (сезонные наводнения, ветры), случайными (падение метеоритов, особо сильные землетрясения). По скорости нарастания различаются опасности быстрые (обвалы, землетрясения) и медленные, или «ползучие» (засухи, заиливание водохранилищ). Интенсивность опасных воздействий оценивают по степени повреждений, получаемых различными постройками, дорогами и другими объектами. Отношения физических показателей природных опасностей и степень повреждений оценивают и записывают в виде шкалы. Первую в европейской науке шкалу оценки силы ветра предложил в 1806 г. английский военный гидрограф и картограф, контр-адмирал Ф. Бофорт (1774 — 1857). В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была составлена шкала интенсивности землетрясений по выделяемой ими энергии. Сходные шкалы приняты и для оценки некоторых других видов природных опасностей. С помощью этих шкал определяют тяжесть чрезвычайной ситуации (ЧС), создаваемой тем или иным опасным воздействием.

Метеоритная опасность. Источником метеоритов является так называемое “облако” Оорта — рой комет Солнечной системы. Нидерландский астроном Ян Оорт (1900 — 1992), изучая звезды, доказал вращение Галактики (1927). Прямые наблюдения и подсчет находок метеоритов показали, что ежегодно в атмосфере происходит около 80 метеоритных взрывов, соизмеримых по мощности с атомными, в результате чего на Землю падает около 19 тыс. метеоритов массой более чем по 100 г.

Следами падения крупных метеоритов являются кратеры-астроблемы. За последние 600 млн. лет на Землю упало, вероятно, около 300 тыс. метеоритов, способных создать кратеры-астроблемы. На суше насчитывают 100 — 120 астроблем диаметром 0,1 — 140 км. Следы всех остальных крупных метеоритов стерты временем или находятся на дне океанов. 
Удары мелких метеоритов представляют угрозу для отдельных людей и зданий: метеорит массой 200 г и более способен пробить крышу здания. Такие события происходят примерно 10 — 20 раз в году. Ежегодно возможен метеоритный удар в 0,02 мегатонны (Мгт); раз в 25 лет — — 0,6 Мгт; раз в 100 лет — 3 Мгт; раз в 1000 лет — около 50 Мгт (соизмеримо с энергией взрыва вулкана Кракатау в 1883 г.). Падение метеоритов диаметром в десятки и сотни метров (масса 103 — I07 т) представляет уже региональную угрозу. По разным оценкам, оно вероятно раз в 10 — 100 тыс. лет. По выделяемой энергии такое событие сравнимо со взрывом сотен атомных бомб или с сильнейшим землетрясением. От сейсмических воздействий и воздушной ударной волны были бы разрушены здания на площади в десятки тысяч квадратных километров (площадь Москвы — около 1 тыс. км2). При падении такого метеорита в океан образовалась бы волна высотой в десятки метров.

Столкновение Земли с крупным астероидом или кометой диаметром более 1 км (масса 109 — 1012 т; энергия удара — более 50 тыс. Мгт) представляет глобальную угрозу, соизмеримую с ядерной войной. Следствиями такого события могут стать сильнейшие землетрясения, пожары, запыление атмосферы («метеоритная зима»), кислотные дожди, возможное исчезновение на некоторое время магнитосферы, а в случае падения небесного тела в океан может подняться волна высотой в сотни метров и затопить большую часть низменностей. Подобные события вероятны раз в 10 — 100 млн. лет. В геологическом прошлом они приводили к резким кризисам в биосфере (массовое вымирание животных, смена состава господствующих видов). Последним был кризис, оборвавший мезозойскую и открывший кайнозойскую эру около 65 млн. лет назад. Он создал условия для развития млекопитающих, в том числе гоминидов. 
Человечество пока беззащитно против паления крупных метеоритов. Что же касается опасности от удара мелких метеоритов, то ее стали учитывать (правда, не всегда) при проектировании защитных покрытий атомных энергетических установок и похожих объектов. Из числа известных метеоритных событий в России наиболее крупным является падение Тунгусского метеорита в Сибири 30 июня 1908 г. в не населенной части бассейна реки Подкаменная Тунгуска. Энергия его взрыва, происшедшего в воздухе, оценивается в 12,5 Мгт, что сравнимо со взрывом мощной водородной бомбы. В эпицентре взрыва лес был повален на площади около 2 тыс. км2.

Зарегистрирован взрыв метеорита 26 февраля 1984 г. над рекой Чулым, притоком Оби, на высоте около 100 км. Взрыв наблюдали и слышали в Томске Здесь сотрясалась помпа, в Домах перегорели лампочки, в аэропорту вышли из строя фотоэлементы.

Землетрясения происходят в основном в тектонических активных зонах. Они способны создавать чрезвычайные ситуации 1 — 4-й категорий тяжести. На территориях, где возможны разрушительные землетрясения, проживает половина населения Земли. Опасность при землетрясениях усиливается горными обвалами, оползнями, прорывами подпрудных озер и водохранилищ, а также пожарами и выбросами токсичных веществ из разрушенных предприятий. Относительно слабые землетрясения, возможные повсюду, способны вызвать аварии на трубопроводах и технических устройствах, не выдерживающих вибрации. В XX в. отмечались антропогенные землетрясения при заполнении водохранилищ глубиной более 100 м, при обрушениях в рудниках и карьерах, при добыче нефти и газа. Такие землетрясения отмечены в Татарстане и на Северном Кавказе.

Извержения вулканов. Вулканы размещаются в основном в тектонических активных зонах, особенно в Тихоокеанском кольце. На Курильских островах расположено до 40 вулканов, а наКамчатке — 28. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по нескольку десятков вулканов. Всего же на суше — от 450 до 600 действующих и около 1000 спящих вулканов. Наиболее активные вулканы извергаются раз в несколько лет. На Курило-Камчатской вулканической дуге слабые извержения наблюдаются почти ежегодно, сильные — раз в несколько лет, катастрофические — раз в 50 — 60 лет. Извержение вулкана обычно длится дни или недели; серия извержений может тянуться десятилетиями. Извержения опасны лавовыми потоками, «палящими лавинами», пеплопадами, потоками грязи. Эти явления смертельно опасны в радиусе до нескольких десятков километров. Особо большие выбросы газов и пепла в атмосферу могут вызывать глобальное похолодание на один — два года. Примером таких последствий служат наблюдавшиеся в 536 г. неурожаи в Средиземноморье и на Ближнем Востоке и снегопады в Месопотамии, связанные с извержением вулкана на острове Новая Гвинея.

Цунами — гигантские волны, возникающие чаще всего при землетрясениях на дне океана (их называют сейсмогенными), реже — в результате взрывных извержений островных вулканов или при сильных обрушениях берегов. Высота сейсмогенных цунами при выходе на берег достигает 30 — 40 м, вулканогенных — 100 м, вызванных обрушением — 500 м (в узком заливе). Разрушительные воздействия цунами складываются из подъемной силы воды, давления водного потока, ударов камней, песка и т. д. За XIX — XX вв. в мире отмечено около 200 сейсмогенных цунами, из них около 10% — в Средиземном море и Атлантике, остальные — в Тихом океане. Наиболее цунамиопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курильских островов, Аляски, Канады, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. Тяжесть последствий, создаваемых цунами, обычно не превосходит ЧС-З.

Склоновые опасности. К этой группе относятся всевозможные перемещения камней, земли, снега по склонам гор, холмов, речных и морских берегов и т. д. Такие перемещения могут быть быстрыми и медленными.

Быстрые — это камнепады, обвалы, снежные лавины, некоторые виды оползней. Их удары разрушительны. Среди медленных перемещений — различные виды оползания, способные деформировать постройки, трубопроводы, полотно дорог. Камнепады, обвалы скальных массивов и ледников создают непрекращающиеся процессы выветривания, растрескивания и т. п. Однако особо крупные обрушения происходят в результате землетрясений, необычно сильного намокания склонов или вследствие подмыва их подножий. Объем сейсмогенного Усойского обвала 1911 г. на Памире равен приблизительно 2,5 км3; наиболее крупные из древних обвалов достигают 15 — 20 км3.

Сила воздействия склоновых процессов на население и хозяйство не поддается описанию в виде простой шкалы. Оползни и обвалы речных берегов способны разрушить все, что находится на их поверхности или на их пути, но они довольно малы по площади, поэтому ущерб, который они наносят, не может считаться выше ЧС-2 или даже ЧС-3. Особо крупные обрушения в горах, возникающие при землетрясениях, способны причинить более тяжкие бедствия. Например, в Перу в мае 1970 г. масса льда и камня, сорвавшаяся с горы Уаскаран, прошла почти 20-километровый путь со скоростью до 90 м/с. Высота фронта обвала достигала 80 м. Обвал уничтожил город Ранраирка и часть города Юнгай, погубив около 67 тыс. человек.

На равнинах особенно опасны оползни и обвалы речных берегов. На территории России подмывается около четверти длины речных берегов. Средние скорости отступания берега не превышают 3 м в год, но на таких крупных реках с особо высокими половодьями и паводками, какСеверная Двина, Обь, Лена, Амур и другие, они местами достигают 10 м в год и более. Медленные смешения фунта происходят на склонах, недостаточно крутых для обрушения: они захватывают обычно слой толщиной в несколько дециметров и имеют скорость до 0,5 м в год. Виды этих смещений обусловлены составом грунта, его увлажнением, промерзанием. Оползни, лавины, медленные смещения часто происходят в результате деятельности человека. Так, вырубка лесов, подрезка склонов дорожными выемками, протечки водопроводов и т. п. только усиливают эти процессы. В принципе не осталось склонов, которые не сумел бы дестабилизировать человек.

Сильные ветры — это проявления разного рода атмосферных вихрей — циклонов, шквалов, смерчей. Они способны создавать в городах чрезвычайные ситуации категорий ЧС-1 — ЧС-3.

Циклоны, при которых скорость ветра превышает 35 м/с, в Европе и Северной Америке называютураганами, в Китае и Японии — тайфунами. Наивысшая скорость ветра при циклонах достигает 110 м/с, при смерчах — более 300 м/с. Наиболее часты сильные ветры в прибрежных районах Крайнего Севера России и Дальнего Востока, а на остальной ее территории — в степях.

Циклоны зарождаются обычно над океанами. Над северной Атлантикой циклоны образуются круглый год и движутся в Евразию. Ежегодно их бывает несколько сотен, но лишь в единичных случаях на побережьях Западной Европы скорость ветра достигает ураганной, а в Восточной Европе штормовой (30 м/с). Тропические циклоны наиболее часты с июля по октябрь. Ежегодно возникает около 50 тропических циклонов, достигающих ураганной силы: из них около 25 — в Тихом океане, 15 — в Индийском, 10 — в Атлантике. Скорость ветра в 75% тропических циклонов бывает штормовой, а в 10% — ураганной. Некоторые тропические циклоны со стороны Атлантики достигают европейской части России, тихоокеанские — Дальнего Востока и Камчатки, индоокеанские —Каспийского моря и Северного Кавказа. В прибрежных районах циклоны наиболее опасны своими шквальными ветрами и нагонными наводнениями. Уходя в глубь суши, циклоны несут в основном обильные осадки, а также резкую смену погоды.

Шквальные бури и смерчи возникают в теплое время года в основном на циклонических фронтах, но иногда в результате особо интенсивного местного образования кучевых облаков. Они сопровождаются мощными грозами и ливнями. Смерчи имеют к тому же большую разрушительную силу. Они могут осушать небольшие водоемы, за несколько мгновений превращать реки в траншеи. Смерчи случаются на равнинах в умеренных и более теплых климатических поясах, чаще всего на равнинах Северной Америки. Здесь их называют торнадо. Можно сказать, торнадо — национальный вид опасности в США: смерчи бывают здесь в среднем 750 — 850 раз за год. В России смерчи наблюдались южнее Полярного круга, в основном в южной половине европейской части, но повторяемость их такова, что каждый город может пострадать от них в среднем раз в 2000 лет.

Потоковые, или струйные, бури отличаются сильными ветрами. Потоковые бури возникают в горных теснинах, где проходят воздушные потоки, или там, где они обтекают горные острова. Бури создают как движущиеся циклоны, так и потоки охлажденного воздуха с возвышенностей. Такие явления возможны во всех климатических поясах, характерны для определенной местности и часто имеют даже собственные названия. Например, в Дагестане ветер хазри связан с воздухом, обтекающим отроги Кавказа и идущим с юго-востока. Потоки, несущиеся по долинам, — это байкальские сарма и баргузин, а также новороссийская бора. Бора случается 10 — 15 раз в год, почти ежегодно достигает ураганной скорости и вызывает шторм в Цемесской бухте. В зимнее время шторм создает обледенение судов и берегов.

Особо сильные дожди создают наводнения, вызывают селевые потоки, активизируют оползни, рост оврагов и т. п. Они часто сопровождаются грозами и градом. Способны создавать чрезвычайные ситуации 1 — 3-й категорий тяжести. Сильные дожди наблюдаются в период мощных циклонов, а также при грозе местного происхождения. Больше всего осадков выпадает летом вблизи океанов, поставляющих влагу, на наветренных 1 склонах гор, в экваториальном и тропическом поясах. Для возникновения этих видов опасностей не так важна норма осадков, сколько отклонение от нее, поэтому при описании таких событий обычно сообщают, что выпало столько-то месячных норм осадков.