Стихийные явления и бедствия, их характеристика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одной из самых страшных опасностей, создающих угрозу жизни и здоровью человека с начала цивилизации, являются стихийные бедствия, вызванные явлениями природы. Природные катастрофы наносят колоссальный ущерб, в результате которого гибнут люди, флора, фауна, уничтожаются жилища, сооружения, коммуникации и источники питания. Катастрофы, связанные со стихийными явлениями, как правило, происходят внезапно и быстро опустошают территорию. Бывает, что за одной катастрофой следуют другие (например, после наводнения - голод, эпидемии). Как человек может защитить себя от бедствий, вызванных явлениями природы? Некоторые из них непредсказуемы, другие мы можем прогнозировать, а иным успешно противостоять. Но в любом случае необходимо хорошо знать причину и механизм возникновения природных процессов: как происходит смещение земной поверхности, как возникает движение воздуха в циклоне, насколько вероятно обрушение горной породы или снежной лавины и т.п. Некоторые катастрофы возникают под земной поверхностью, другие - на ней, третьи - в гидросфере, четвертые - в атмосфере. Землетрясения и вулканические извержения, воздействуя снизу на земную поверхность, приводят, к таким поверхностным катастрофам, как оползни, цунами и пожары. Прочие поверхностные катастрофы возникают под воздействием процессов в атмосфере, где происходит выравнивание перепадов температур и давления - наводнения, тропические циклоны, пыльные бури.

Итак, природные катастрофы можно разделить на следующие виды: землетрясения, цунами, вулканические извержения, оползни, снежные лавины, паводки и наводнения, атмосферные катастрофы (тропические циклоны, торнадо и другие атмосферные вихри, пыльные бури). Остановимся на них подробнее.

Глава 1. Землетрясения

Это наиболее грозные катастрофы по количеству жертв, размерам ущерба, по величине охваченных ими территорий и по трудности защиты от них. Они угнетают психику, так как источник их невидим и, несмотря на усилия сейсмологов, происходят внезапно и за короткое время опустошают огромные территории, оставляя десятки тысяч погибших. По некоторым данным, только в Европе с 1953 по 1978 год погибло от землетрясения 34000 человек, и это при том, что Европа - не самая сейсмически активная область земной поверхности. Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 25

Научная геология установила, что чаще всего сотрясаются молодые участки земной коры, Дело в том, что земная кора немонолитна и разделена на так называемые плиты. Одни из них по размеру очень велики (Тихоокеанская, Евразийская), другие значительно меньше (Аравийская, Индийская). Плиты расположены над астеносферой - пластичным верхним слоем мантии - и периодически перемещаются, взаимодействуя друг с другом: раздвигаются, сталкиваются (при этом одна плита продвигается под другую) или одна движется вдоль другой. Движение плит непостоянно, возникает периодически и может сопровождаться землетрясениями.

При движении плит в противоположных направлениях образуются так называемые рифтовые зоны - ослабленные участки земной коры, которые могут быть местом возникновения будущего океана. В настоящее время такой процесс протекает в Красном море на границе Африканской и Аравийской плит. Рифтовые зоны сейсмически неспокойны, там возможны частые землетрясения и извержения вулканов.

При столкновении плит, когда одна из них продвигается под другую и срывает при этом в глубину часть своей поверхности, образуется пояс подводных желобов. В этом случае перемещение плит происходит эпизодически, поэтому подводные желоба с островными дугами являются источником частых и самых разрушительных землетрясений. К таким зонам можно отнести всю западную часть Тихого океана - Филлипины, Алеутские острова и другие архипелаги указанного региона. Одной из островных дуг является цепь Японских островов, под которыми Тихоокеанская плита погружается под Евразийскую. В результате столкновения литосферных плит образовались относительно молодые горные системы Гималаи, Альпы, Анды.

В случае, когда плиты движутся одна вдоль другой, этот процесс протекает неравномерно, толчкообразно, так как плиты цепляются одна за другую. Во время «спокойной» фазы, когда плиты сцеплены, происходит накопление энергии; когда же происходит подвижка плиты, энергия высвобождается, происходит сейсмический толчок, вызывающий землетрясение.

Страны, наиболее часто страдающие от землетрясений, как раз находятся либо вблизи границы, либо на самом стыке литосферных плит.

Плиты могут быть рассечены разломами на менее крупные фрагменты - блоки земной коры, которые также могут опускаться, подниматься и двигаться горизонтально. Где-то может образоваться рифт, который ослабляет земную кору. А ослабленная зона - это сейсмически активная область литосферы, где происходит разрядка напряжений, которая и становится причиной землетрясения.

Все землетрясения, возникшие вследствие движения плит или смещения по разломам, называются тектоническими. Существуют еще вулканические землетрясения. Они являются следствием вулканического извержения и прорыва лавы из глубин на земную поверхность. Сравнительно редко случаются землетрясения обрушения, причиной которых могут быть обрушения сводов подземных пустот как естественного (карстовые пещеры), так и искусственного происхождения (заброшенные горные выработки).

Объективной мерой для определения величины землетрясений является магнитуда, которая вычисляется с помощью специальной чувствительной аппаратуры. Для сравнения величины землетрясений в баллах существует шкала Рихтера: нижний показатель - 0 баллов (очень слабое землетрясение, которое могут зафиксировать только очень чувствительные приборы); верхний - 8,9 баллов (энергия, в 3 миллиона раз превышающая энергию взрыва одной атомной бомбы). Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 38

Глава 2. Цунами

Чаще всего причиной возникновения цунами является подводное землетрясение. Ограниченный участок морского дна сдвигается в вертикальной плоскости, передает толчок толще воды, вследствие чего на водной поверхности возникает волна. Волны цунами настолько длинны (от 150 до 300 км), что не воспринимаются как волны. В открытом море волны цунами не слишком заметны - их высота составляет максимум несколько метров. Дойдя до мелководья, волна становится выше и обрушивается на берег, сметая на своем пути людей, дома, сооружения, деревья, мосты, автомобили, иногда выбрасывая на сушу крупные морские суда. Если на пути цунами оказываются воронкообразные устья рек, то движение волны несколько замедляется, она становится еще выше и затем со страшной силой накатывает на сушу. Чем больше глубина океана, тем выше скорость цунами. Известный чешский ученый-геолог Зденек Кукал, исследователь природных катастроф отмечает: «При средней глубине Тихого океана около 4000 м теоретически вычисленная скорость цунами составляет 716 км/час. Это выглядит неправдоподобно, однако, максимальная измеренная скорость волны цунами была еще выше - около 1000 км/час. В действительности скорость большинства волн цунами несколько ниже теоретической величины и колеблется между 400 и 500 км/час…». Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 93-94

Другой причиной цунами могут быть подводные извержения вулканов. Они обладают таким же эффектом, как и землетрясения.

Третьим источником рождения цунами являются оползни в рыхлых осадочных отложениях морского дна.

Подобно шкале для измерения интенсивности землетрясений, существует и шкала интенсивности цунами. Это шестибалльная шкала, составленная английским сейсмологом Н. Амбрейсизом.

На основе наблюдений многих очевидцев можно отметить, что перед приходом волны наблюдается сильный отлив. Затем не менее , чем через 20 минут обрушивается главная волна. Иногда после нее могут следовать еще волны.

Современная сейсмология может со значительной точностью выявить участки океанского дна, могущие оказаться источником цунами. Оказывается, самые крупные землетрясения возникают в глубоководных впадинах - Японской, Курило-Камчатской и Перуано-Чилийской. «В Японии цунами с высотой волны не менее 7,5 м случаются не реже 1 раза в 15 лет. За последние 1300 лет берега Японии 4 раза опустошались волнами высотой выше 30 м». Там же. С. 97

Для жителей континентальной суши цунами неопасны, а вот для людей, населяющих тихоокеанское побережье, представляют значительную опасность. Имеется множество человеческих жертв, и современные службы предупреждения подобных катастроф, хотя и могут прогнозировать цунами, но не в силах их предотвратить.

Глава 3. Вулканические извержения

Вулкан представляет собой, как правило, конусообразную возвышенность, образованную вулканическим материалом и связанную подводящим каналом с магматическим очагом, который начинается на глубине (от 30 до 100 км) и заканчивается жерлом на вершине возвышенности. Тектонические напряжения в земной коре вызывают повышение температуры, что, в свою очередь, приводит к плавлению пород. Расплавленная магма устремляется к земной поверхности, выходит через жерло и растекается по поверхности возвышенности в виде лавы. Движение магмы наверх часто сопровождается выделением газов и водяного пара. Если на пути магмы встречается препятствие - происходит взрыв, и на поверхность выбрасываются расплавленные фрагменты горной породы, выпадая на поверхность в виде тефры (вулканические туфы). Лавы и туфы нагромождаются вокруг жерла, и вулкан «растет». Иногда период активности вулкана прекращается, кратер закупоривается застывшей лавой (иногда заполняется водой), и вулкан «засыпает» на десятки, сотни и даже тысячи лет.

Шесть вулканических процессов могут вызвать катастрофу: лавовые потоки, выпадение тефры, вулканические грязевые потоки, наводнения, палящие тучи и выходы газов.

Лавовые потоки - расплавленная порода (температура 900-1100 градусов по Цельсию), вытекает из кратера и движется по склонам со скоростью от нескольких десятков см до 60-65 км/ч. Разлившаяся лава представляет серьезную опасность для селений и пастбищ у подножия вулкана.

Объем выпадения тефры (обломков застывшей лавы и пепла) иногда превосходит объем разлившейся лавы и представляет еще большую опасность. Нам известно, что именно выпадение вулканического пепла явилось причиной гибели городов Геркуланума и Помпеи во время извержения Везувия в 79 г. Значительная часть населения этих городов погибла от удушья и отравления. Известны случаи, когда вулканический пепел сжигал растения и корродировал металлы.

Вулканические грязевые потоки намного опаснее лав и имеют на своем счету гораздо большее количество человеческих жертв. Толстый слой пепла накапливается на склонах, во время дождя пропитывается водой, превращаясь в жидкую массу, и под собственной тяжестью скатывается вниз со скоростью до 100 км/ч. Такой поток обладает значительной плотностью и может увлекать за собой крупные каменные глыбы. Именно такой грязевой поток за считанные минуты уничтожил город Геркуланум.

Вулканические наводнения возникают при таянии ледников во время извержения вулкана, когда образуется огромное количество воды. Такие наводнения в несколько раз превышают наводнения, вызванные таянием снега, льда и осадками.

Палящая вулканическая туча (смесь раскаленных газов и пепла) - самый опасный из вулканических процессов унесший самое большое количество жертв. Известны случаи, когда из кратера вулкана выбрасывается облако раскаленных газов и пепла, стремительно (скорость достигает 160 км/ч) скатывается вниз по склону и выжигает все, что оказывается на его пути (температура внутри тучи достигает 700-1000 градусов по Цельсию). Кроме того, палящая вулканическая туча при движении еще обладает свойствами ударной волны - разрушает дома и сооружения, вырывает с корнем деревья. Так, в 1902 году во время извержении вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника вследствие выброса палящей вулканической тучи за считанные минуты погиб Сент-Пьер Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 129-131 - город с 30-тысячным населением (спаслось 4 человека).

Существуют вулканы, которые, которые вызывают катастрофы выделяемыми газами. Угарный и углекислый газы, собираясь в горных невентилируемых долинах, могут вызвать гибель людей и животных.

Прогноз будущих извержений вулканов основан на применении двух методов. Первый - не требует сложной техники и основан на изучении жизни самого вулкана. Одни вулканы извергаются с определенными промежутками времени, пробуждение других сопровождается звуками (гулом, грохотом). Другой метод - сложные вычисления и исследования с помощью специальных приборов. Иногда удается верно спрогнозировать извержение вулкана, но лучший способ избежать подобной катастрофы - не селиться вблизи вулкана или, хотя бы - своевременная эвакуация.

Глава 4. Оползни

Оползни могут быть вызваны, когда нарушается устойчивость склона, и масса грунта и горных пород устремляется вниз по склону возвышенности. Причины: связность грунта оказывается меньше силы тяжести; вода, заполняющая поры грунта, уменьшает сцепление горных пород; изменение угла откоса возвышенности; землетрясение. Причиной оползня может быть также деятельность человека. Медленные и средние по скорости перемещения земляной массы не являются катастрофическими. Быстрые же оползни достигают скорости в несколько десятков километров в час и часто имеют катастрофические последствия - гибнут люди, разрушаются дома, автомобильные дороги, железнодорожные пути, линии электропередач и подземные коммуникации. Оползень может перегородить течение реки - в этом случае возможно наводнение. Иногда на месте обрушения оползня в реку возникало озеро, а река находила себе другое русло.

К оползням можно отнести также обвалы ледников и сход снежных лавин. Ледник, подтаивая, движется по склону горы со скоростью несколько метров в год. Такое его перемещение не представляет опасности, но, когда он теряет сцепление со склоном горы и обрушивается в долину, ломаясь на мелкие осколки, последствия часто бывают катастрофичными. Так в 1965 году в Швейцарии у города Цертматта в долине реки Заас в результате схода ледника погибло 60 человек, пострадала плотина реки и строительная техника. Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 172

Снежные лавины также относятся к оползням, имеют похожие характеристики и так же являются катастрофами, уносящим жизни людей. Причины возникновения снежных лавин - сотрясение, неустойчивость склона, перекристаллизация снега, снежные наносы. Иногда даже упавший в снег камень может вызвать снежную лавину.

Глава 5. Паводки и наводнения

Уровень воды в реках меняется в зависимости от сезона погоды. Периодически реки выходят из берегов и заливают пойменную часть речной долины. Широта долин некоторых рек достигает несколько десятков километров, и очень часто разлившаяся вода покрывает огромные участки суши. Такие природные явления называются паводками. Паводки циклически повторяются. Они не представляют чего-то аномального и являются естественной частью жизни реки.

Паводки делятся на три вида: паводки простые, паводки с несколькими пиками и сезонные наводнения.

Простые паводки вызываются кратковременными обильными ливневыми дождями и часто происходят в местах, где почва недостаточно поглощает воду или в городах с нарушенной канализацией.

Паводки с несколькими пиками бывают более длительными в результате продолжительного выпадения атмосферных осадков.

Сезонные паводки связаны с циклическими климатическими явлениями - например, таянием снегов, муссонными дождями. Иногда такие наводнения приносят пользу - например, сезонные разливы Нила благотворны для земледелия. В других случаях они могут вызывать катастрофы (разливы Ганга и Брахмапутры) Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 185.

Иногда наводнения возникают при закупоривании русла рек льдинами - это явление ежегодно происходит на сибирских реках.

Опасность наводнения возникает, когда уровень воды над затопленной сушей достигает 1 м, а скорость движения воды превышает 1 м/сек. Подъем воды на 3 м уже грозит разрушением зданий и человеческими жертвами. После спада воды на пойме остается наносы ила, песка и камней.

Наводнения можно прогнозировать с помощью обработки статистических данных по бассейну конкретной водной системы. На основании этого принимаются меры защиты - строятся защитные дамбы, склоны рек засаживают лесопосадками, устраивают каналы, которые отводят избыток воды. На крупных реках сооружаются водохранилища и плотины. Помимо этого, необходимо правильное планирование застройки на прибрежных территориях и соблюдение правил землепользования.

При условии четкого прогнозирования и умелого применения указанных способов защиты, можно достаточно надежно защититься от наводнений.

Помимо речных существуют еще морские наводнения, которые возникают вследствие штормовых приливов. Штормовые приливы (нагоны) отличаются от астрономических приливов, которые связаны с положением Земли относительно Солнца и Луны. Причина возникновения штормовых приливов - штормовой ветер с моря. Он может происходить вне астрономических приливов и отливов, а может быть и одновременно с ними. Во время штормового прилива вода поднимается не менее, чем на 1 м выше уровня моря. Часто при ураганном ветре возникают волны многометровой высоты, которые со страшной силой обрушиваются на сушу. Особенно опасны такие волны в заливах, куда вода проникает, как в воронку, и ее уровень и ударная сила еще более увеличиваются. Штормовые нагоны унесли много человеческих жизней. Так в январе 1953 года произошла одна из наиболее значительных катастроф XX века. С Атлантики пришла полоса высокого давления, и с северо-запада подул ураганный ветер, который «вдавил» воды Атлантики в Северное море, уровень которого повысился на 60 см. У берегов Англии уровень моря повысился на 2 м, а у берегов Голландии - почти на 4 м. Вода снесла почти все дамбы и часть суши превратила в острова. Множество судов были сорваны с якорей и выброшены на берег. Приморские города были затоплены и разрушены. Было эвакуировано около 100000 человек. Погибло 1490 человек, и было уничтожено 6 % обрабатываемых земель. К счастью, устояла плотина Хоге-Зеедийк, защищавшая центральную часть страны. Если бы она оказалась разрушенной, то трудно представить, каким бы было число погибших и масштаб разрушений. Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 204

При прогнозе морских наводнений следует учитывать метеорологические особенности, связанные с сильными ветрами, дующими в сторону суши, а также характер рельефа береговой территории. Меры защиты те же, что и при речных наводнениях.

Глава 6. Атмосферные катастрофы

Земная атмосфера разделена на воздушные массы - однородные в отношении температуры и давления слои, которые взаимодействуют друг с другом через атмосферный фронт - границу между двумя воздушными массами. Существует три основных вида атмосферных фронтов: теплый (скорость перемещения теплого воздуха выше, чем холодного), холодный (холодный воздух перемещается быстрее и подтекает под теплую массу), скрытый фронт (не имеет четкой границы), в котором возникают циклоны.

Циклон - вихревое движение воздуха против часовой стрелки, механизм возникновения которого не вполне изучен. Согласно так называемой волновой теории, атмосферный фронт подвержен волнообразным искривлениям, которые, в свою очередь, приводит к завихрениям воздуха. Движение ветра против часовой стрелки вызвано силой земного вращения. Скорость движения циклона - около 60 км/ч.

Тропические циклоны возникают в тропических широтах и отличаются от внетропических своим размером (диаметр их - всего лишь 200-500 км), большей концентрацией энергии в малом пространстве, большими перепадами давления и большей скоростью ветра. Для сравнения: если во внетропическом циклоне скорость ветра 5 - 10 м/сек, то в тропических 50 - 70 м/сек. Тропические циклоны часто называют ураганами или тайфунами.

Ежегодно над земной поверхностью возникает 70 - 80 тропических циклонов, некоторые из них обладают чрезвычайной разрушительностью в первую очередь - из-за гигантской силы и скорости ветра, которые воздействуют на сушу и вызывают волнение на море; а также из-за ливневых дождей, которые являются причиной наводнений. Разрушения при циклонах связаны с турбулентным вихревым перемещением частиц воздуха и с низким давлением в центре - «глазе» циклона. Известны случаи, когда дома и другие предметы, оказавшиеся в области «глаза» циклона взрывались изнутри от внутреннего давления.

По данным ЮНЕСКО от циклонов и наводнений за период 1950 - 1970 годов погибли 300000 человек. Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 214

Современные технические средства (радиолокаторы, метеорологические спутники) позволяют обнаружить циклон на расстоянии свыше 300 км. Таким образом, остается достаточно времени на подготовку к защите.

Другая разновидность атмосферных вихрей, которая может вызвать катастрофу - торнадо. Это стремительное вращение воздуха, имеющее форму воронки диаметром от 1 до 10 км, которая спускается из грозового облака, постепенно превращаясь в «хобот», и движется по непредсказуемой траектории, сметая все на своем пути, выворачивая с корнями деревья, срывая крыши и поднимая в воздух автомобили. В торнадо скорость ветра может достигать 300 км/ч. Скорость движения по земной поверхности составляет 40 км/ч. Длина пути торнадо различна - от 1 км до нескольких сотен километров.

Наиболее часто торнадо происходят в США.

Прогноз и защита от торнадо проблематичны, так как они возникают неожиданно.

Пыльные бури - также атмосферные явления, возникающие вследствие резкого перепада температуры при вторжении массы холодного воздуха под массу теплого. Это вызывает стремительное перемещение воздушных масс, которые поднимают с поверхности огромное количество песка и других твердых частиц, и перемещают их на сотни километров. Сразу же после выпадения пыли, как правило, начинает идти дождь.

Пыльные бури не представляют смертельной опасности, но могут вызвать удушье и привести к болезням. От них часто страдают приборы и точная техника. Они могут также переносить опасных паразитов, вызывающих болезни.

Области, наиболее часто подверженные пыльным бурям - пустыня Сахара, Аравийский полуостров, Средняя Азия, некоторые страны Ближнего Востока. В России пыльные бури случаются в Поволжье и предгорьях Кавказа.

Современные технические средства позволяют с большой долей точности прогнозировать пыльные бури, и метеорологические станции, как правило, успевают предупредить об опасности.

Глава 7. Падение небесных тел

Из космоса на земную поверхность выпадает в год до 500 метеоритов весом от нескольких граммов до 1 кг, не считая космической пыли и мелких частиц. На поверхности Земли существует несколько десятков метеоритных кратеров. Считается, что в доисторический период крупные метеориты довольно часто падали на Землю, сейчас - это довольно редкое явление. З. Кукал пишет в своей книге: «На счет метеоритов… нельзя записать никаких жертв, ни какого-либо значительного ущерба». Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 229 Даже Тунгусский метеорит, упавший в июне 1908 года на ненаселенной территории России, не нанес ущерба, кроме того, что уничтожил на огромной площади сибирскую тайгу.

А вот вследствие падения Челябинского метеорита 15.02.2013 года от ударной волны пострадало 1613 человек (в основном - от выбитых стекол), были повреждены здания. Материальный ущерб составил около1 млрд. рублей. Научный журнал Geophysical Research Letters, со ссылкой на результаты, полученные после анализа учёными французского Комиссариата атомной энергии данных сенсорных станций, дал оценку в 460 килотонн в тротиловом эквиваленте (самый высокий показатель за всё время наблюдений за ядерными испытаниями), и заявил, что взрывная волна дважды обогнула Землю. http://www.itar-tass.com/c11/789371.html.24.10.2013

З. Кукал считает, что прогнозы падений метеоритов «…весьма действенны» Кукал З. Природные катастрофы. М., 1985. С. 232. Однако падение Челябинского метеорита было весьма неожиданным (он несся со скоростью 18 км/сек под очень острым углом к земной поверхностиhttp://www.itar-tass.com/c11/789371.html.24.10.2013 ), и остается только радоваться, что оно не унесло человеческие жизни.

Заключение

защита землетрясение буря циклон

Итак, мы в самых общих чертах рассмотрели основные стихийные бедствия, причины их возникновения, характерные свойства и последствия, вызываемые этими природными катаклизмами. Подводя итог вышесказанному, хочется отметить, что, не смотря на самые выдающиеся достижения современной науки и техники, человек не может противостоять таким природным явлениям, как землетрясение, цунами или торнадо, но в его силах избежать жертв и ущерба. Поверхность Земли и дальше будет меняться, и в атмосфере будут происходить те же процессы. Хочется надеяться, что в недалеком будущем с помощью современных достижений науки и техники, а также своевременно и умело организованных мер по оповещению и эвакуации людей, удастся избежать человеческих жертв (или хотя бы сократить их число) и снизить размеры материального ущерба.

Библиографический список

1. Бабицкий А. Землетрясения в России: в зоне сейсмического риска. http://www.chuchotezvous.ru/natural-disasters/84.html20.10.2013

2. Гусев А. Заякин Ю. Цунами: меры предосторожности и советы по

поведению. http://emsd.ru/library/tsunami-pamyatka-naseleniyu20.10.2013

3. Кукал З. Природные катастрофы. М. 1985, 240 с.

4. Новости ИТАР -ТАССhttp://www.itar-tass.com/c11/789371.html24.10.2013

Размещено на Allbest.ru