Стихийные бедствия.

Стихийное бедствие - катастрофическое природное явление (или процесс), которое может вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия.

К стихийным бедствиям относятся землетрясения, извержения вулканов, сели, оползни, обвалы, наводнения, засухи, циклоны, ураганы, смерчи, снежные заносы и лавины, длительные проливные дожди, сильные устойчивые морозы, обширные лесные и торфяные пожары. К числу стихийных бедствий относят также эпидемии, эпизоотии, эпифитотии, массовое распространение вредителей лесного и сельского хозяйства.

За последние 20 лет XX века от стихийных бедствий в мире пострадало в общей сложности более 800 млн. человек (свыше 40 млн. человек в год), погибло более 140 тыс. человек, а ежегодный материальный ущерб составил более 100 млрд. долларов.

Наглядными примерами могут служить три стихийных бедствия в 1995 г.

1. Сан-Анджело, Техас, США, 28 мая 1995 года: смерчи и град обрушились на город с 90-тысячным населением; причиненный ущерб оценивается в 120 миллионов американских долларов.

2. Аккра, Гана, 4 июля 1995 года: самые обильные за последние почти 60 лет осадки вызвали сильные наводнения. Около 200 000 жителей потеряли все свое имущество, еще более 500 000 не могли попасть в свои дома, и 22 человека погибли.

3. Кобе, Япония, 17 января 1995 года: землетрясение, длившееся всего 20 секунд, унесло жизни тысяч людей; десятки тысяч получили ранения, и сотни остались без крова.

Чрезвычайные ситуации природного характера можно классифицировать следующим образом:

1. Геофизические опасные явления:

2. Геологические опасные явления:

3. Морские гидрологические опасные явления:

4. Гидрологические опасные явления:

5. Гидрогеологические опасные явления:

6. Природные пожары:

7. Инфекционная заболеваемость людей:

8. Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных:

9. Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями.

10. Метеорологические и агрометеорологические опасные явления:

бури (9 - 11 баллов);

ураганы и бури (12 - 15 баллов);

смерчи, торнадо (разновидность смерча в виде части грозового облака);

шквалы;

вертикальные вихри;

крупный град;

сильный дождь (ливень);

сильный снегопад;

сильный гололед;

сильный мороз;

сильная метель;

сильная жара;

сильный туман;

засуха;

суховей;

заморозки.

Ураганы и Бури

Бури - это продолжительное по времени движение ветра, как правило, в одном направлении с высокой скоростью. По своему виду они делятся на: снежные, песчаные. А по интенсивности ветра по ширине полосы на: ураганы, тайфуны. Движение и скорость ветра, интенсивность измеряется по шкале Бофорта в баллах.

Ураганы—это ветры силой 12 баллов по шкале Бофорта, т. е. ветры, скорость которых превышает 32,6 м/с (117,3 км/ч).

Бури и ураганы возникают при прохождении глубинных циклонов и представляют собой движение воз­душных масс (ветер) с огромной ско­ростью. При урагане скорость движе­ния воздуха превышает 32,7 м/с (бо­лее 118 км/ч). Проносясь над земной поверхностью, ураган ломает и выры­вает с корнем деревья, срывает крыши и разрушает дома, линии электропере­дач и связи, здания и сооружения, вы­водит из строя различную технику. В результате короткого замыкания электросетей возникают пожары, на­рушается снабжение электроэнергией, прекращается работа объектов, воз­можно возникновение других вредных последствий. Люди могут оказаться под обломками разрушенных зданий и сооружений. Летящие с большой ско­ростью обломки разрушенных зданий и сооружений и другие предметы мо­гут нанести людям тяжелые травмы..

Достигая высшей стадии, ураган проходит в своем развитии 4 этапа: тропический циклон, ба­рическая депрессия, шторм, интенсивный ураган. Ураганы формируются, как правило, над тропи­ческой частью северной Атлантики, зачастую - от западного побережья Африки, и набирают силу, двигаясь к западу. Большое число зарождающихся циклонов развивается подобным образом, но в сред­нем только 3,5 процентов из них достигают стадии тропического шторма. Лишь 1-3 тропических штор­ма, обычно находящихся над Карибским морем и Мексиканским заливом, ежегодно доходят до вос­точного побережья США.

Многие ураганы зарождаются у западного по­бережья Мексики и движутся на северо-восток, уг­рожая прибрежным территориям Техаса.

Ураганы обычно существуют от 1 до 30 дней. Они развиваются над перегретыми территориями океанов и преобразуются в сверхтропические цик­лоны после длительного прохождения над более про­хладными водами северной части Атлантического океана. Попадая на подстилающую поверхность суши, они быстро гаснут.

Условия, необходимые для зарождения урагана, полностью неизвестны. Есть проект «Штормы», пред­назначенный правительством США для разработки способов разрядки ураганов в их источнике. В насто­ящее время этот комплекс проблем глубоко изучает­ся. Известно следующее: интенсивный ураган почти правильно округлый по форме, достигает иногда 800 километров в поперечнике. Внутри трубы сверхтеп­лого тропического воздуха находится так называе­мый «глаз» - пространство чистого голубого неба ди­аметром примерно 30 километров. Его окружает «сте­на глаза» - наиболее опасное и беспокойное место. Именно здесь завихряющийся внутрь, пропитанный влагой воздух устремляется вверх. При этом он вы­зывает конденсацию и выделение опасной скры­той теплоты - источника силы шторма. Поднявшись на километры над уровнем моря, энергия выбрасыва­ется к периферийным слоям. В том месте, где рас­положена стена, восходящие потоки воздуха, смеши­ваясь с конденсацией, образуют сочетание максималь­ной силы ветра и неистовое ускорение.

Облака тянутся вокруг этой стены в форме спи­рали параллельно направлению ветра, придавая, таким образом, урагану характерную форму и ме­няя проливной дождь в центре урагана на тропи­ческий ливень по краям.

Ураганы, как правило, движутся со скоростью 15 километров в час по западному пути и часто набирают скорость, обычно отклоняясь к северно­му полюсу на линию 20-30 градусов северной широты. Но нередко они развиваются по более сложной и непредсказуемой модели. В любом слу­чае ураганы способны вызвать громадные разру­шения и потрясающие людские потери.

До подхода ураганного ветра за­крепляют технику, отдельные строе­ния, в производственных помещениях и жилых домах закрывают двери, ок­на, отключают электросети, газ, воду. Население укрывается в защитных или заглубленных сооружениях.

Современные методы прогноза погоды позволяют за несколь­ко часов и даже суток предупредить население города или це­лого прибрежного района о надвигающемся урагане (шторме), а служба ГО может предоставить необходимую информацию о возможной обстановке и требуемых действиях в сложившихся условиях.

Наиболее надежной защитой населения от ураганов являет­ся использование защитных сооружений (метро, убежищ, под­земных переходов, подвалов зданий и т. п.). При этом в при­брежных районах необходимо учитывать возможное затопление низменных участков и выбирать защитные укрытия на возвы­шенных участках местности.

Ураган на суше разрушает строения, линии связи и электро­передач, повреждает транспортные коммуникации и мосты, ло­мает и вырывает с корнем деревья; при распространении над морем вызывает огромные волны высотой 10—12 м и более, повреждает или даже приводит к гибели суда.

После урагана формирования сов­местно со всем трудоспособным насе­лением объекта проводят спасатель­ные и аварийно-восстановительные ра­боты; спасают людей из заваленных защитных и других сооружений и ока­зывают им помощь, восстанавливают поврежденные здания, линии электро­передач и связи, газо- и водопровода, ремонтируют технику, проводят другие аварийно-восстановительные работы.

В декабре 1944 г. в 300 милях восточнее о. Лусон (Филиппины) корабли 3-го флота США оказались в районе близ центра тайфуна. В результате 3 эсминца затонуло, 28 других кораблей получили повреждения, 146 самолетов на авианосцах и 19 гидросамолетов на линкорах и крейсерах бы­ли разбиты, повреждены и смыты за борт, погибло свыше 800 чело.

От ураганных ветров небывалой силы и гигантских волн, обрушившихся 13 ноября 1970 г. на прибрежные районы Вос­точного Пакистана, пострадало в общей сложности около 10 млн. человек, в том числе примерно 0,5 млн. человек погиб­ли и пропали без вести.

Смерч

Смерч – одно из жестоких, разрушительных явлений природы. По мнению В.В. Кушина, смерч - это не ветер, а скрученный в тонкостенную трубу «хобот» дождя, который вращается вокруг оси со скоростью 300-500 км/ч. За счет центробежных сил внутри трубы создается разряжение, и давление падает до 0,3 атм. Если стенка «хобота» воронки рвется, наткнувшись на препятствие, то внутрь воронки врывается наружный воздух. Перепад давлений 0,5 атм. разгоняет воздушный вторичный поток до скоростей 330 м/с (1200 км/ч) и более, т.е. до сверхзвуковых скоростей. Смерчи образуются при неустойчивом состоянии атмосферы, когда воздух в верхних слоях очень холодный, а в нижних тёплый. Происходит интенсивный воздухообмен, сопровождаемый образованием вихря огромной силы.

Возникают такие вихри в мощных грозовых облаках и часто сопровождаются грозой, дождём, градом. Очевидно, нельзя сказать, что смерчи возникают в каждом грозовом облаке. Как правело, это происходит на гране фронтов – в переходной зоне между тёплой и холодной воздушными массами. Прогнозировать смерчи пока не удаётся, и поэтому их появление бывает неожиданным.

Смерч живёт недолго, так как довольно скоро холодная и тёплая воздушные массы перемешиваются, и таким образом поддерживающая его причина исчезает. Однако даже за непродолжительный период своей жизни смерч может произвести огромные разрушения.

Ф изическая природа смерча очень разнообразна. С точки зрения физика-метеоролога - это скрученный дождь, неизвестная ранее форма существования осадков. Для физика-механика - это необычная форма вихря, а именно: двухслойный вихрь с воздушно-водяными стенками и резким различием скоростей и плотностей обоих слоев. Для физика-теплотехника смерч - это гигантская гравитационно-тепловая машина огромной мощности; в ней мощные воздушные потоки создаются и поддерживаются за счет теплоты фазового перехода вода-лед, которая выделяется водой, захваченной смерчем из любого естественного водоема, когда она попадает в верхние слои тропосферы.

До сих пор смерч не спешит раскрывать и другие свои тайны. Так, нет ответов на многие вопросы. Что представляет собой воронка смерча? Что придает ее стенкам сильное вращение и огромную разрушительную силу? Почему смерч устойчив?

Исследовать смерч не просто трудно, но и опасно - при непосредственном контакте он уничтожает не только измерительную аппаратуру, но и наблюдателя.

С опоставляя 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.

Во время прохождения смерчей естественно все прячутся, бегут, и людям не до наблюдений, а тем более измерений параметров смерчей. То немногое о внутреннем строении воронки, что удалось узнать, связано с тем, что смерч, отрываясь от земли, проходил над головами людей, и тогда можно было видеть, что смерч представляет собой огромный пустотелый цилиндр, ярко освещенный внутри блеском молний. Изнутри раздается оглушительный рев и жужжание. Считается, что скорость ветра в стенках смерча доходит до звуковой.

Смерч может всосать и поднять ввысь большую порцию снега, песка и др. Как только скорость снежинок или песчинок 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.

Рассмотрим в первом приближении процессы, возникающие в грозовых облаках. Обильная влага, попадающая в облако из нижних слоев, выделяет много тепла, и облако становится неустойчивым. В нем возникают стремительные восходящие потоки теплого воздуха, которые выносят массы влаги на высоту 12-15 км, и столь же стремительные холодные нисходящие потоки, которые обрушиваются вниз под тяжестью образовавшихся масс дождя и града, сильно охлажденных в верхних слоях тропосферы. Мощность этих потоков особенно велика из-за того, что одновременно возникают два потока: восходящий и нисходящий. С одной стороны, они не испытывают сопротивления окружающей среды, т.к. объем воздуха, идущего вверх, равен объему воздуха, уходящего вниз. С другой стороны, затраты энергии потоком на подъем воды вверх полностью восполняется при падении ее вниз. Поэтому потоки имеют возможность разгонять себя до огромных скоростей (100 м/с и более).

В последние годы была выявлена еще одна возможность подъема больших масс воды в верхние слои тропосферы. Часто при столкновении воздушных масс происходит образование вихрей, которые за свои относительно небольшие размеры получили название мезоциклонов. Мезоциклон захватывает слой воздуха на высоте от 1-2 км до 8-10 км, имеет диаметр 8-10 км и вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 40-50 м/с. Существование мезоциклонов установлено достоверно, структура их исследована достаточно подробно. Обнаружено, что в мезоциклонах на оси возникает мощная тяга, которая выбрасывает воздух на высоты до 8-10 км и выше. Наблюдателями было обнаружено, что именно в мезоциклоне иногда зарождается смерч.