5288 (Циклические и ациклические воздействии природной среды на антропоэкосистемы)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Циклические и ациклические воздействии природной среды на антропоэкосистемы

План:

Введение

1. Ациклические воздействия природной среды на антропоэкосистемы

1. Общая характеристика и территории России подвергающиеся воздействию смерчей

2. Антропоэкологическая характеристика ураганов и бурь на территории России

3. Классификация оползней и селей и их региональное проявление.

4. Антропоэкологические районы, подвергающиеся воздействию землетрясений

2. Циклические влияния природной среды на антропоэкосистемы

2.1 Наводнения и их антропоэкологическая характеристика

2.2 Заторы и их проявления

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Мы не унаследовали землю от наших детей. Мы взяли ее в долг у наших детей. Древняя индийская мудрость.

В наши дни довольно трудно удивить кого-либо новостями о капризах погоды, но последствия мощных процессов в Мировом океане, гидросфере и литосфере никого не оставляют равнодушным.

По мере роста населения Земли и эволюционирования средств воздействия на ее природные богатства усиливается нагрузка на окружающую среду. Все меньше остается районов, не затронутых антропогенной деятельностью.

Современная цивилизация достигла небывалого могущества: человек покорил сушу, глубины морей и океанов, космос, вывел новые сорта растений и породы животных, построил огромные и не очень техногенные комплексы, отгородился «каменной сиеной» от природы.

Но это ему только кажется - миром по прежнему правит стихия природы. Всего за считанные секунды землетрясение, извержение вулкана способно уничтожить продукты человеческой деятельности, создаваемые не одним поколением.

В различных частях нашей планеты постоянно происходят такие природные катаклизмы, которые приводят к разрушениям жилых зданий и производственных сооружений, а также к гибели людей. По классификации чрезвычайных ситуаций, принятой в нашей стране (постановление Правительства Российской Федерации N° 1034 от 13 сентября 1996 г.), различают локальные, территориальные, федеральные и трансграничные, выходящие за пределы России, последствия этих явлений. Если привлечь данные палеонтологии и палеогеохимии, то можно говорить, что на Земле происходили и катастрофы, захватывающие практически всю ее поверхность. По мере развития человеческого общества последствия природных катастроф не уменьшаются, а, к сожалению, возрастают. Более того, чем больше промышленно развит регион проявления природных катастроф, тем больший материальный ущерб наносится ими и тем больше страдает людей.

В отдельных регионах определенные стихийные бедствия периодически повторяются, их можно предсказать заранее, следовательно, можно и нужно так организовать жизнедеятельность, чтобы уменьшить число жертв и наносимый стихией ущерб. Но некоторые природные бедствия предвидеть невозможно. В этих случаях все зависит от скорости и профессиональности ликвидации последствий природных чрезвычайных ситуаций, нарушающих безопасность жизнедеятельности.

В данной курсовой работе мы попытаемся рассмотреть и изучить причины, последствия и характеристики стихийных бедствий и катастроф. Сможем проследить их зарождение и эволюцию, а так же оценить материальный и человеческий ущерб причиняемый ими.

1. Ациклические воздействия природной среды на антропоэкосистемы

1.1 Общая характеристика и территории России, подвергающейся воздействию смерчей

Торнадо – так называют смерчи в Америке (только сухопутный смерч), в Западной и Южной Европе он зовется тромбом. В России – смерч. Русское слово "смерч" происходит от слова "сумрак", поскольку смерчи появляются из чёрных грозовых облаков, застилающих небо... Все это вихри с вертикальной осью вращения (скорость вращения300-500 м/ч), образующиеся в нижних слоях атмосферы при неустойчивом ее состоянии, когда воздух в верхних слоях очень холодный, а в нижних тёплый. Происходит интенсивный воздухообмен, сопровождаемый образованием вихря огромной силы. Возникают смерчи в мощных грозовых облаках и часто сопровождаются грозой, дождём, градом (размеры отдельных градин в окружности иногда доходят до 45 см), нельзя сказать, что смерчи возникают в каждом грозовом облаке. Как правило, это происходит на гране фронтов - в переходной зоне между тёплой и холодной воздушными массами. Существуют они не долго: от нескольких секунд до нескольких часов, так как довольно скоро холодная и тёплая воздушные массы перемешиваются, и таким образом поддерживающая его причина исчезает; движется же с довольно большой скоростью по прямой или зигзагообразной траектории. Смерч представляет собой огромный пустотелый цилиндр, ярко освещенный внутри блеском молний. Изнутри раздается оглушительный рев и жужжание; воронка смерча представляет собой вращающийся поток дождя и града, свернутый в спираль в виде относительно тонкой стенки. Содержание воды в стенках воронки должно по массе во много раз превосходить содержание там воздуха. Если плотность сухого воздуха составляет 1,3-1,4 кг/м3, то плотность воздуха, содержащего воду и лед внутри стенок смерча, может составлять > 50 кг/м3.

Если воронка смерча обладает массивными стенками, то их вращение должно приводить к расширению воронки и понижению давления воздуха внутри нее из-за действия центробежных сил. Расширение воронки происходит до тех пор, пока перепад давления снаружи и внутри не уравновесит действия центробежных сил. Внутри воронки смерча давление резко понижено. Это обусловливает «взрывы изнутри» запертых домов с закрытыми окнами, высасывание воды из колодцев, песка, снега и другого материала. Как только скорость снежинок, песчинок или других частиц достигает критического значения, они будут выброшены через стенку наружу и могут образовать вокруг смерча своеобразный футляр или чехол. Характерной особенностью этого футляра-чехла является то, что расстояние от него до стенки смерча по всей высоте примерно одинаково: оно определяется скоростью, которая у всех частиц с одинаковой плотностью оказывается одинаковой. Важный частный случай, когда плотность тела, попавшего в смерч, близка к плотности стенки воронки. В этом случае равновесная скорость для тела совпадает со скоростью стенки. Если тело попадает на внутреннюю поверхность стенки, то на него действует воздушный вихрь, вращающийся внутри воронки, скорость тела возрастает и станет больше равновесной. Тело сместится к внешней поверхности стенки. Здесь под действием трения о внешний воздух тело затормозится, скорость станет меньше равновесной, и тело вновь сместится к внутренней поверхности стенки. Поэтому тела с плотностью стенки оказываются устойчивыми внутри стенок. Таким образом внешний и внутренний поверхностные слои оказываются в совершенно необычных условиях, при которых на них непрерывно действуют силы, стремящиеся убрать их с поверхности и "заглубить" внутрь стенки, т.е. силы, которые по своим свойствам напоминают силы поверхностного натяжения. Эти силы придают стенкам смерча повышенную устойчивость к возмущениям, делают их однородными по плотности, гладкими, четко ограниченными.

Смерчи характеризуются:

1. большой скоростью вращения (от 50-100 до 300 м/с);

2. высота столба (трубы, тромба)-300-3000м, что соответствует нижней границе кучевых и кучево-дождевых облаков, благодаря которым образуются смерчи;

3. диаметр смерча у земли составляет 0.001-2 км;

4. диаметр смерча у облака – 1-2 км;

5. длина пути - от нескольких метров до нескольких сотен километров;

6. средняя скорость движения торнадо у земной поверхности - 50-60 км/час;

7. ширина смерча составляет 50-500 м;

8. ширина пути разрушения – от нескольких метров до 2-3 километров (иногда до 500 км);

9. линейная скорость стенок смерча от 20-30 м/с до 100-300 м/с;

10. толщина стенок смерча -3 м;

11. пиковая мощность за 100с -30 ГВт;

12. давление внутри смерча < 0,4-0,5 атмосфер;

13. скорость перемещения от 0 до 150 км/ч;

14. максимальная масса поднятых предметов - 300 т;

15. длительность существования смерча – от 1-10 мин до 5 час;

16. площадь разрушения – от 10-100 м² до 400 км².

Интересные факты:

1. вероятность прохождения смерча большой интенсивности через определенный пункт равна 1:1000 или 1:10000 (даже в местах подверженных частому образованию смерчей), то есть 1 раз в 1000-10000 лет;

2. абсолютное большинство смерчей вращаются против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой в южном;

3. в пустынях смерчи более мощные и частые. Некоторые из них могут быть 1 км и более в диаметре. На территориях с зеленой растительностью смерчи более редки, слабее и имеют меньший срок жизни. Водяные смерчи возникают при прохождении их над водой. Они обычно коротко живущие и маловысотные, но указывают на хорошие термические условия, скорость ветра может превышать 200 км/ч и могут быть ипрозрачными, т.е. обнаружить их можно по необычным волнам на поверхности воды;

4. В странах умеренного климатического пояса смерчи над сушей наблюдаются в десятки раз реже, а в высоких широтах они совсем редки;

5. в присутствии торнадо возникают электромагнитные поля очень высокой напряжённости, видимый свет и шаровые молнии. Торнадо может стать причиной сплавления друг с другом физических объектов. Тогда материя действительно становится способной проникать сквозь другую материю (две сгоревших и обуглившихся деревянных доски слились друг с другом в торнадо, несмотря на то, что они раскрашивались при малейшем прикосновении; галька проходила через стекло и не разбивала его; соломинки проходили через окно и застревали в окне, не разбив его).

Смерч угасает, когда прекращается подпитка его теплым воздухом или он переходит на территорию, где блокируется его прогресс. Смерч в горах движется вверх и только на прогреваемых склонах. Термический поток, питаемый смерчом двигаясь по ветру, будет находиться левее смерча в северном полушарии и правее в южном.

Определить точно место зарождения торнадо или морского смерча на местности не представляется возможным. Лишь после их появления удается проследить их путь с помощью метеорологических радиолокаторов. География морских смерчей на открытых акваториях Мирового океана почти не изучена.

Интенсивность, размеры и длину пути смерча определяют обычно косвенно, по причиненному им ущербу. В последние годы появилась возможность для непосредственных измерений характеристик смерча благодаря внедрению в метеорологию таких средств, как радиолокация, фотограмметрия и др. Но тем не менее до сего времени основным источником сведений о смерче по-прежнему являются результаты причиненных им разрушений. Даже при помощи самых современных средств определить его физические особенности можно только грубо.

Интенсивность торнадо оценивают по шкале Фуджита — Персона, названной так по имени ученых, исследовавших это явление. По этой шкале интенсивность смерчей оценивается по трем показателям: силе (скорости ветра) F, длине L и ширине траектории W. (См. табл. 1)

Представление о характере и размере повреждений и разрушений, причиняемых торнадо, могут дать также отдельные выдержки из международной классификации. Например, F 0 — частично повреждаются дымовые трубы и телеантенны, ломаются верхушки деревьев и кустарники, F 2 — срываются крыши с домов, с корнем вырываются большие деревья, на шоссе поднимаются в воздух и переносятся на значительные расстояния автомашины.

Таблица 1

Интенсивность торнадо по шкале Фуджита-Персона (Борисенко М.М., 1986)

Где F-скорость ветра, L-длина и W-ширина траектории движения.

В Америке существует система измерения силы торнадо по шкале Ф:

Ф0 - простейшие смерчи, которые мы можем видеть в ветреные дни, завихрения листьев и снега, и обычно не приводят к каким либо ощутимым последствиям.

Ф1 - такой смерч может перевернуть урну, обломить ветку, сломать антенну.

Ф2 - смерчи со скоростью 100-200км/ч приносят умеренные разрушения, могут переносить большие скопления всякого мусора.

Ф3 - смерчи со скоростью 200-300км/ч приносят уже очень ощутимые разрушения. Обычная доска, вылетев из смерча такой силы, способна продырявить машину насквозь.

Ф4 - смерчи со скоростью 300-400 км/ч являются предпоследней ступенью. Эти смертельноопасные смерчи могут переносить по воздуху легковые, и иногда грузовые автомобили.

Ф5 - самые разрушительные смерчи в мире. Их скорость превышает 500км/ч. Такие смерчи могут не только порвать вдребезги дом, но запросто поднимут в воздух тяжеленный, несколькотонный вагон поезда, а уж автомобили для него тем более не проблема.

Уменьшить отрицательные последствия рассматриваемого природного процесса можно, во-первых, в районах периодически повторяющихся катастроф - постройкой зданий и сооружений, выдерживающих соответствующие движения воздушных масс, а во-вторых, заблаговременным предупреждением о грозящей катастрофе.

Смерчи в России

Сопоставляя описания смерчей (торнадо) прошлого и нынешнего столетий в России и других странах, можно видеть, что они развиваются и живут по одинаковым законам, но эти законы до конца не выяснены и поведение смерча кажется непредсказуемым. Каждый год во всем мире от смерчей погибают около 400 человек.