Таксономия чрезвычайных ситуаций

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Курсовая работа

Таксономия чрезвычайных ситуаций

1. Сущность, содержание и классификация чрезвычайных ситуаций

1.1 Классификация чрезвычайных ситуаций по источникам их возникновения, опасным явлениям и событиям

Человечество на протяжении всей своей истории постоянно сопровождают неблагоприятные и опасные природные явления и процессы, которые изменяют состояние природной среды, оптимальной для жизни человека и ведения хозяйства. С течением времени, с развитием цивилизации появляются опасности, которые стал создавать сам человек.

Количество и разнообразие видов этих природных явлений растёт по мере усложнения производства и проникновения человека в районы с непривычной природной обстановкой. Они создают неудобства, угрожают непредвиденными потерями, порождают чрезвычайные ситуации, в том числе стихийные бедствия.

По данным Всемирной конференции по природным катастрофам, состоявшейся в Йокогаме, величина ущерба от опасных природных явлений увеличивается ежегодно на 6%. Только за четыре года последнего десятилетия экономический ущерб от землетрясений, наводнений, оползней составил около 200 млрд. долларов США.

Понимание механизмов зарождения и развития экстремальных явлений в опасных природных процессах (ОПП) является основой эффективного прогноза и смягчения последствий их проявления. Первым шагом на пути такого понимания обычно является систематизация опасных природных явлений.

Стихийное явление природы - явление, не зависящее от человека, выходящее за рамки повседневных и средних состояний природы по интенсивности, продолжительности и масштабу проявления, но позволяющее без затруднения адаптироваться к нему всем природным и социальным системам. Например, северное сияние, «слепой» («грибной») дождь и т.д.

При нормальных стихийных явлениях природные воздействия не вызывают дискомфорта и остаются незамеченными для большинства населения в психологическом плане. Появление дискомфорта создает угрозу поражения системы, т.е. возникает опасность, риск.

Опасность - понятие, под которым понимается любое явление, угрожающее жизни и здоровью человека, природной среде и материальным ценностям. Количество признаков, характеризующих опасность, может быть увеличено или уменьшено в зависимости от целей анализа.

Опасности по своей природе классифицируют:

вероятностные (т.е. случайные);

потенциальные (т.е. скрытные);

перманентные (т.е. постоянные, непрерывные);

тотальные (т.е. всеобщие всеобъемлющие).

Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или биологически активные компоненты, а также характеристики, не соответствующие условиям жизнедеятельности человека.

Стихийное бедствие - быстрое нарушение привычной, нормальной обстановки жизни и хозяйственной деятельности в каком-либо регионе, вызванное опасным природным явлением и приводящее к значительному социальному и экономическому ущербу. Эти явления не зависят от влияния человека, обладают большой интенсивностью и, как следствие, поражающими факторами. Поражающие факторы наносят существенный (необратимый) ущерб социальным и природным системам, в связи с невозможностью последних успеть адаптироваться к экстремальным (большое отклонение от среднего значения) явлениям.

По степени воздействия «процессов» и «природных явлений» учёные выделяют «опасные», включая катастрофические и неблагоприятные. К природным опасностям относятся стихийные явления, которые представляют непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей, например, землетрясения, извержения вулканов, снежные лавины, штормы, цунами, туманы, космические излучения, космические тела и многие другие явления. Являясь естественными феноменами (редкими, необычными) жизни и развития среды, они в то же время воспринимаются человеком как аномальные (отклонение от общих норм, неправильное).

Катастрофа - это существенное воздействие на систему поражающими факторами, ведущее к необратимой потере системой устойчивости (либо быстрая гибель, либо неконкурентоспособность в борьбе за существование и, как следствие, медленная гибель системы).

Чрезвычайная ситуация - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности людей.

В практической деятельности важна номенклатура опасностей.

Номенклатура - совокупность или перечень названий, употребляющихся в какой-либо отрасли науки, искусства, техники и т.д.

Процедура составления номенклатуры имеет профилактическую направленность.

Выделяют несколько уровней номенклатуры: общая, локальная, отраслевая, местная (для отдельных объектов) и другие уровни.

В общую номенклатуру в алфавитном порядке включаются все виды опасностей: алкоголь, аномальная температура воздуха, аномальное барометрическое давление, аномальное освещение, вакуум, взрыв, вибрация, вода, газы, гербициды, глубина, гиподинамия, гололёд, дождь, дым, едкие вещества, замкнутый объём, избыточное давление в сосудах, инфракрасное излучение, искры, качка, молнии (грозы), огонь, оружие, пар, перегрузка машин и механизмов, пожар, психологическая несовместимость, радиация, резонанс, скорость движения и вращения, ускорение, утомление и т.д.

При выполнении конкретных исследований составляется номенклатура опасностей для отдельных объектов (производств, цехов, рабочих мест, процессов и т.д.). Значение номенклатур состоит в том, что они содержат полный перечень потенциальных опасностей и облегчают процесс идентификации.

Таксономия опасностей. Таксономия (от гр. taxis - расположение по порядку) - теория классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих обычно иерархическое строение (органический мир, объекты географии, геологии и т.д.). Термин «таксономия» предложил швейцарский ботаник О. Декандоль в 1813 г.

Поскольку опасность является понятием сложным, иерархическим, имеющим много признаков, таксономирование их выполняет важную роль в организации научного знания в области безопасности деятельности, позволяет глубже познать природу опасности. Следует заметить, что полная таксономия опасностей пока не разработана.

Современные классификации

В настоящее время приняты следующие классификации:

I. Классификация опасных природных процессов (ОПП) по генезису (происхождению)

Космогенные ОПП:

гелиомагнитные (электромагнитные, корпускулярные);

вещественные и импактные (метеорные потоки, ударное, ударно-взрывное и взрывное кратерирование);

гравитационные.

Космогенно-климатические ОПП:

климатические циклы;

длительные колебания уровня Мирового океана;

кратковременные колебания уровня океана;

современное потепление климата;

проблема озоновых дыр.

3. Атмосферные ОПП:

метеогенные воздействия:

атмосферные фронты, циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны, западные ветры и вихри (бури, штормы, ураганы, торнадо, смерчи, шквалы, местные ветры, затяжные и интенсивные ливни, грозы, град, туманы);

опасные природные явления в атмосфере зимнего времени: сильный снегопад, метель, ледовые явления (гололед, гололедица, мороз, обледенение); опасные природные явления в атмосфере летнего времени: жара, засухи, суховеи).

4. Метеогенно-биогенные ОПП:

природные пожары (лесные, степные, подземные).

5. Гидрологические и гидрогеологические ОПП:

гидрологические опасности во внутренних водоемах (наводнения: половодья, паводки);

ледовые опасные явления: заторы, зажоры, наледи, подземные льды, сплошной ледяной покров в портах, оледенение судов и портов сооружений;

ветровые гидрологические воздействия: тайфуны, сильные волнения на море, ветровой нагон, волновая абразия берегов морей и океанов;

цунами и опасные явления у побережий: цунами, сильный тягун в портах;

подземные воды и их воздействие: колебания уровня грунтовых вод, колебания уровня вод закрытых водоемов.

6. Геологические ОПП:

эндогенные опасные природные процессы:

тектонические (землетрясения, горные удары, длительные колебания уровня Мирового океана, разжижение грунта);

геофизические (геопатогенные);

геохимические (ореолы месторождений).

7. Экзогенные опасные природные процессы:

выветривание;

склоновые процессы (обвалы, камнепады, осыпи, курумы, оползни, сели, лавины, пульсирующие ледники, эрозия склонов, эрозия речных берегов);

ветровая эрозия почв (пыльные бури).

8. Инфекционная заболеваемость людей:

единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний;

групповые случаи опасных инфекционных заболеваний;

эпидемическая вспышка опасных инфекционных заболеваний;

эпидемия;

пандемия;

инфекционные заболевания людей невыявленной этиологии.

9. Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных:

единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний;

энзоотии;

эпизоотии;

панзоотии;

инфекционные заболевания сельскохозяйственных животных невыявленной этиологии.

10. Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями:

прогрессирующая эпифитотия;

панфитотия;

болезни сельскохозяйственных растений невыявленнойэтиологии (причины);

массовое распространение вредителей растений.

II. Классификация ОПП по площади проявления

точечные;

линейные (овраги, оползни, сели, лавины);

площадные (землетрясения, вулканы, наводнения);

объемные (магнитные бури, атмосферные явления).

III. Классификация ОПП по продолжительности

мгновенные (секунды, минуты) - землетрясения;

кратковременные (часы, дни) - шквалы, атмосферные явления, паводки;

долговременные (месяцы, годы) - космогенные, климатические;

вековые (десятки, сотни, лет) - космогенные, климатические.

IV. Типизация ОПП на основе анализа чрезвычайных ситуаций (ЧС) по тяжести последствий для территориальных комплексов населения и хозяйств (ТКНХ) приведена в таблице 1.

Таблица 1. Типизация ОПП на основе анализа чрезвычайных ситуаций (ЧС) по тяжести последствий для территориальных комплексов населения и хозяйств (ТКНХ)

КатегорияЧС	Восстановимость потерь	Характер последствий ЧС. Максимальное число прямых жертв в наиболее населенных районах мира	Вероятностное количество ЧС в России в год
	Полнота восстановл.	Обычные сроки восстановл.
ЧС - 1, легчайшие	Полностью	До 3 суток	Нарушения работы коммуникаций. Число жертв - nx 10. Повреждения посевов, сооружений малы и для ТКНХ практически неощутимы	nx 102
ЧС - 2, легкие, слабые	Полностью	До 1 года	Повреждения коммуникаций, предприятий, населенных пунктов, потери урожая и т.п. Число жертв - nx 102 - nx 103	nx 10
ЧС - 3, средние	Полностью	До 5-7 лет	Повреждения и разрушения предприятий, населенных пунктов, потери урожая и т.п. без существенного ущерба для природной основы ТКНХ. Число жертв - nx 104 - nx 105	nx 10-1
ЧС - 4, тяжелые, сильные	Не полностью	Более 5-7 лет	Разнообразный ущерб, в котором наиболее существенны потери природной среды ТКНХ и (или) населения. Число жертв - nx 105 - nx 106	nx 10-4
ЧС - 5, уничтожающие	В экономически обозримые сроки потери невосстановимы	Разнообразный ущерб с практически полной потерей природной основы ТКНХ, ведущий к прекращению его существования

V. Классификация ОПП по характеру воздействия:

оказывающие преимущественно разрушительное действие (ураганы, тайфуны, смерчи, землетрясения, нашествие насекомых и др.);

оказывающие преимущественно парализующее действие для движения транспорта (снегопад, ливень с затоплением, гололед, гроза, туман и др.);

оказывающие истощающее воздействие (снижают урожай, плодородие почв, запас воды и других природных ресурсов);

стихийные бедствия, способные вызвать технологические аварии, - природно-технические катастрофы (молнии, гололед, обледенение, биохимическая коррозия и др.).

Некоторые явления могут быть многоплановыми. Например, наводнение может быть разрушительным для города, парализующим - для затопленных дорог и истощающим - для урожая.

По характеру воздействия на человека опасности разделяют на 5 групп:

механические;

физические;

химические;

биологические;

психофизиологические.

Сферы проявления опасностей: бытовая, спортивная, дорожно-транспортная, производственная, военная и др.

По структуре (строению) опасности делятся на простые и производные, порождаемые взаимодействиями простых.

Различают априорные признаки (предвестники) опасности и апостериорные признаки (следы) опасностей.

Потенциальный (скрытый) характер опасностей диктует необходимость умения их идентифицировать.

Под идентификацией опасностей понимается процесс обнаружения и установления количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных мероприятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности.

В процессе идентификации выявляются:

номенклатура опасностей;

вероятность их проявления;

пространственная локализация (координаты);

возможный ущерб и другие параметры, необходимые для решения конкретной задачи.

Главное в идентификации заключается в установлении возможных причин проявления опасности. Полностью идентифицировать опасность очень трудно. Например, причины некоторых аварий и катастроф остаются невыясненными долгие годы или навсегда. Поэтому в какой-то мере можно говорить о разной степени идентификации более или менее полной, приближенной, ориентировочной и т.п.

Актуализация опасностей происходит при определенных условиях - причинах.

Причинами стихийных бедствий могут служить:

быстрое перемещение веществ (землетрясения, оползни);

высвобождение внутриземной энергии (вулканическая деятельность, землетрясения, цунами);

повышение уровня рек, озёр и морей (наводнения, цунами);

воздействие необычайно сильного ветра (ураганы, торнадо, циклоны);

ударно-взрывное воздействие (астероиды, кометы, метеориты);

резкие перепады давления, температуры или их устойчивое экстремальное значение (заморозки, засуха, устойчивые морозы, пожары);

биовоздействия (эпидемии, эпизоотии, эпифитотии, массовое распространение вредителей лесного или сельского хозяйства);

химические воздействия (смог, кислотные дожди).

Некоторые стихийные бедствия (пожары, оползни, обвалы) могут возникать и в результате деятельности человека.

Иными словами, причины характеризуют совокупность обстоятельств, благодаря которым опасности проявляются и вызывают те или иные нежелательные последствия, ущерб.

Формы ущерба или нежелательные последствия разнообразны:

травмы различной тяжести;

заболевания, определяемые современными методами;

урон окружающей среде и др.

Опасность, причины, следствия являются основными характеристиками таких событий, как несчастный случай, чрезвычайная ситуация и т.д. Триада «опасность - причина - нежелательные следствия» - это логический процесс развития, реализующий потенциальную опасность в ущерб (последствие). Как правило, этот процесс включает в себя несколько причин и, следовательно, является многопричинным. Одна и та же опасность может реализоваться в нежелательное событие через разные причины. В основе профилактики несчастных случаев, по существу, лежит много причин.

Социально-психологический отклик на ЧС зачастую бывает непредсказуемым не только в социальном, но и в историческом плане.

В Древнем Китае многовековые династии в одночасье свергались после крупнейших землетрясений, т.к. считалось, что император как наместник Бога на Земле должен был защитить народ от такой катастрофы, а раз не справился со своей основной задачей - должен уйти.

В том же Китае благодаря стихийному бедствию - разливу реки Хуанхэ в 1350-1351 гг. - было свергнуто почти столетнее монгольское иго: наводнением были охвачены гигантские территории нынешних провинций Хэнань, Хэбэй и Шаньдун. Монгольский правитель Тогон-Тимур приказал согнать население на возведение защитных дамб; в ответ в различных местах вспыхнули народные волнения, переросшие затем в знаменитое восстание «красных повязок», результатом которого стало изгнание монгольских завоевателей и образование в Китае новой правящей династии Мин.

Некоторые стихийные бедствия (пожары, обвалы, оползни) могут возникать в результате деятельности человека, но чаще первопричиной стихийных бедствий служат силы природы. Последствия стихийных бедствий бывают весьма тяжёлыми. Наибольший вред приносят наводнения (40% общего урона), ураганы (20%), землетрясения и засухи (по15%), 10% общего уровня приходится на остальные виды стихийных бедствий.

Специалисты, приводя данные о потерях при стихийных бедствиях, предполагают, что в будущем, в связи с ростом и концентрацией населения, число жертв от стихийных катастроф увеличится в десятки раз. За последние 20 лет минувшего ХХ века в мире от стихийных бедствий пострадало в общей сложности более 800 млн. человек, т. е. свыше 40 млн. человек в год, погибло более 140 тыс. человек.

VI. Чрезвычайные ситуации в лесах подразделяются на:

а) чрезвычайную ситуацию в лесах муниципального характера, в результате которой зона чрезвычайной ситуации в лесах не выходит за пределы одного муниципального образования, при этом в лесах на указанной территории не локализованы крупные лесные пожары (площадью более 25 гектаров в зоне наземной охраны лесов и более 200 гектаров в зоне авиационной охраны лесов) или лесной пожар действует более 2 суток;

б) чрезвычайная ситуация в лесах регионального характера, в результате которой зона чрезвычайной ситуации в лесах не выходит за пределы территории 1 субъекта Российской Федерации, при этом значения 2 и более из следующих показателей, определяемых на конкретную календарную дату в течение периода пожарной опасности, для данного субъекта Российской Федерации на 50 процентов или более превышают их средние значения за предыдущие 5 лет на эту же календарную дату для данного субъекта Российской Федерации:

количество лесных пожаров в расчете на 1 млн. гектаров площади земель лесного фонда;

доля крупных лесных пожаров в общем количестве возникших лесных пожаров;

средняя площадь одного пожара;

доля площади, пройденной лесным пожаром, в общей площади земель лесного фонда;

в) чрезвычайная ситуация в лесах межрегионального характера, в результате которой зона чрезвычайной ситуации в лесах затрагивает территории 2 и более субъектов Российской Федерации, при этом на территории каждого из субъектов Российской Федерации введен режим чрезвычайной ситуации в лесах регионального характера;

г) чрезвычайная ситуация в лесах федерального характера, в результате которой зона чрезвычайной ситуации в лесах затрагивает территории 2 и более федеральных округов, при этом на территории каждого из федеральных округов введен режим чрезвычайной ситуации в лесах межрегионального характера.

1.2 Источники природных, техногенных, биолого-социальных чрезвычайных ситуаций

Человечество на всём протяжении своей истории постоянно подвергается воздействию катастроф. Они уносят тысячи человеческих жизней, наносят колоссальный экономический ущерб, в мгновение ока разрушают всё то, что создавалось годами, десятилетиями и даже веками. Поэтому проблема безопасности жизнедеятельности становится приоритетной проблемой государства и складывается из социальной, военной, экономической, экологической безопасности и безопасности жизнедеятельности в производственной сфере. Эта проблема беспокоит не только россиян, она актуальна для всех стран мира.

I.Чрезвычайные ситуации природного характера.

1.Геофизические опасные явления:

землетрясения;

извержения вулканов.

2. Геологические опасные явления (экзогенные геологические явления):

оползни;

сели;

пыльные бури;

обвалы, осыпи, курумы, эрозия, склоновый смыв и др.

3. Метеорологические и агрометеорологические опасные явления:

бури (9-11 баллов), ураганы (12-15 баллов), смерчи, торнадо, шквалы, вертикальные вихри;

крупный град, сильный дождь (ливень), сильный туман;

сильный снегопад, сильный гололед, сильный мороз, сильная метель, заморозки;

сильная жара, засуха, суховей.

4.Морские гидрологические опасные явления:

тропические циклоны (тайфуны), цунами, сильное волнение (5 и более баллов), сильное колебание уровня моря;

ранний ледяной покров, напор льдов, интенсивный дрейф льдов, непроходимый лед;

отрыв прибрежных льдов и др.

5.Гидрологические опасные явления:

высокие уровни вод (наводнения), половодья;

заторы и зажоры, низкие уровни вод и др.

6.Гидрогеологические опасные явления:

низкие уровни грунтовых вод;

высокие уровни грунтовых вод.

7.Природные пожары:

лесные пожары;

пожары степных и хлебных массивов;

торфяные пожары, подземные пожары горючих ископаемых.

8. Инфекционные заболевания людей:

единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний;

групповые случаи опасных инфекционных заболеваний и др.

9. Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных:

единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний;

инфекционные заболевания не выявленной этиологии и др.

10.Поражения сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями:

массовое распространение вредителей растений;

болезни растений не выявленной этиологии и др.

Катаклизмы космогенного характера

Столкновение планеты с крупными вещественными образованиями (метеорами, обломками комет, астероидами) сопровождается ударно-взрывными (импактными) процессами и образованием кратеров. На поверхности Земли уже установлено около 156 кратеров импактного происхождения, а размеры их (более 50 км в поперечнике) подтверждают гипотезу о связи массовых вымираний биоты в истории Земли с импактными процессами. Эпоха кратерообразования (или кратерирования) Земли, Луны, Марса и Меркурия была синхронной и относилась к рубежу примерно 4-х млрд. лет назад.

Астероиды - это куски горной породы или льда, вращающиеся вокруг Солнца подобно малым планетам

Астрономы полагают, что в ближнем поясе астероидов (между Марсом и Юпитером) курсирует несколько миллионов каменных глыб, средний размер которых составляет 20 км в поперечнике. Имеющиеся оценки показывают, что орбиту Земли пересекает около 2 миллионов астероидов размером более 50 метров и 1,5 тысячи - размером более 1 км. По другим данным размеры астероидов могут находиться в пределах от 1 до 1000 км. Крупнейшие астероиды: Церера (1025 км), Паллада (583 км), Веста (555 км). Суммарная масса всех астероидов составляет около 0,0004 массы Земли (6х1024 кг). Астероиды размером от 10 до 30 метров сталкиваются с Землей в среднем 1 раз в течение человеческой жизни. Реальную опасность представляют астероиды размером 1 км, которые врезаются в Землю в среднем 1 раз в 100 тыс. лет. Вероятно, именно в результате столкновения с таким астероидом на рубеже мелового и палеогенового периода (65 млн. лет назад) вымерли динозавры.

Кометы представляют собой остаточный материал, образовавшийся при зарождении Солнечной системы. Они состоят из различных видов льда: замерзшей воды, аммиака и углекислого газа, в которые заключены песочная пыль, крупные камни и куски металлических дифференциатов. Составляющие комет слабо связаны между собой и легко распадаются: под действием тепла и света выделяют пыль и газ.

Кометами интересовался Аристотель, предполагая связь между их приближением и бурями или засухами на Земле; Исаак Ньютон математически доказал движение комет вокруг Солнца по вытянутым орбитам; Эдмунд Галлей определил орбиты комет и предсказал появление кометы в 1758 г., которую позже назвали его именем. Комета Галлея появляется с периодом 75-76 лет: 1607, 1682, 1758, 1835, 1910, 1986 гг., следующее ожидается в 2061 г.

В период 1975-1992 гг. произошло 136 взрывов с Е=1Мт. Примером того, какими могут быть масштабы от падения на Землю искусственных или природных объектов, стали события 11 сентября 2001 г. Они продемонстрировали полную беззащитность современной техногенной цивилизации не только перед лицом спланированных террористических актов, но и перед случайным воздействием таких природных факторов, как столкновение с Землёй даже небольших астероидов или ядер комет.

Проведя аналогию с проблемой терроризма, можно сказать, что человечеству угрожает «космический терроризм», заключающийся в том, что в любой момент времени в любой точке земного шара может произойти взрыв мощностью до миллионов мегатонн в тротиловом эквиваленте в результате «космического террористического акта» - падения небесного тела.

По этой причине человечество может быть сметено с лица Земли практически в мгновение ока. Очевидно, что к ситуации, когда нужно будет принимать быстрые и безошибочные решения о спасении не сотен, а миллионов и даже миллиардов людей, нужно быть готовым заранее. Иначе в условиях цейтнота, государственной разобщённости и других факторов мы не будем способны принять адекватные и эффективные меры защиты и спасения.

Необходимо отметить также, что, если при всех мыслимых сценариях катаклизмов, с которыми может столкнуться наша цивилизация (войны, глобальное потепление, истощение ресурсов и т.д.), всё же будут шансы на выживание хотя бы части человечества, столкновение с нашей планетой достаточно крупного небесного тела таких шансов нам не оставляет. Из сказанного следует, что астероидно-кометная опасность является серьёзнейшим фактором риска для нашей цивилизации, и разработка мер по её предотвращению должна стать одной из важнейших задач, которые должны быть решены в XXI веке. Подсчитано, что вероятность столкновения нашей планеты с другими космическими объектами составляет 10-5 - 10-8.

Поэтому во многих странах ведутся работы по изучению проблем астероидной опасности и техногенного загрязнения космического пространства, направленные на прогнозирование и предотвращение столкновений массивных тел с Землёй. Эта проблема рассматривалась в Палате Лордов Великобритании (2001 г.) и в Конгрессе США (2002 г.), а Парламентская ассамблея Совета Европы приняла в 1996 году Резолюцию «Об обнаружении астероидов и комет, потенциально опасных для человечества». Во многих публикациях говорится о том, что современный уровень технического развития России, СНГ и ведущих стран мира позволяет приступить к созданию Системы планетарной защиты (СПЗ) от астероидно-кометной опасности.

В качестве решения этой проблемы предлагаются провести следующие мероприятия:

Провести «инвентаризацию» всех имеющихся средств, принадлежащих разным ведомствам, которые могут быть использованы для целей обнаружения, сопровождения, воздействия ОНТ. К ним относятся оптические и радиолокационные средства контроля космического пространства, ракетно-ядерные и другие средства.

Разработать комплекс экстренных мер на случай внезапного обнаружения ОНТ ещё до создания Системы планетарной защиты. При этом важнейшим вопросом станет выдача точного прогноза времени и места его (ОНТ) падения на Землю, а также мощности взрыва при столкновении, для оценки возможного ущерба от воздействия поражающих факторов взрыва (ударной волны, сейсмических колебаний и т.п.).

А пока из всех оценок возможного предотвращения падения ОНТ на Землю основным средством борьбы с астероидами и кометами является ракетно-ядерная технология.

В зависимости от размеров опасных космических объектов (ОКО) и используемых для их обнаружения информационных средств располагаемое на организацию противодействия время может изменяться в широких пределах от нескольких суток до нескольких лет. С учётом операций на обнаружение, уточнение траектории и характеристик ОКО, а также запуск и подлётное время средств перехвата требуемая дальность обнаружения ОКО должна составлять 150 млн. км от Земли.

Из ранее сказанного о проблемах защиты нашей планеты могут быть выделены основные этапы: на первом предполагается создание систем (СПЗ) планетарной защиты от ОНТ с таким расчётом, чтобы обнаруживать их размером 1 км за год - два до его подлёта к Земле. На втором - рассчитать его траекторию, вероятность столкновения с Землёй. Если вероятность такого события велика, то принимается решение по уничтожению или изменению траектории ОКО. Предполагается использовать для этой цели МБР с ядерной боеголовкой. ОКО малых размеров (до 100 м) могут появляться в непосредственной близости от Земли достаточно внезапно. Единственная возможность предотвращения катастрофы в таких случаях - разрушение ОНТ.

Магнитные бури - вызываемые воздействием усиленных потоков солнечного ветра кратковременные (несколько суток) сильные возмущения магнитного поля Земли, резко нарушающие его плавный суточный ход. Поток солнечных высокоскоростных частиц, достигая магнитосферы Земли, приводит к ее сжатию, что вызывает нарушение динамического равновесия в магнитоплазменных оболочках Земли.

Во время магнитных бурь стрелка компаса начинает беспорядочно вращаться из-за вариаций магнитного поля. Вариации поля создаются струями ионосферных токов силой в миллионы ампер - электроджетов, которые возникают в полярных широтах. В свою очередь магнитные вариации по закону электромагнитной индукции генерируют вторичные электрические токи в проводящих слоях литосферы Земли, в соленой воде и в оказавшихся поблизости искусственных проводниках. Наводимая разность потенциалов невелика (около 50 В/км), но в протяженных проводниках с низким сопротивлением (линиях связи и электропередач, трубопроводах, рельсах железных дорог) полная сила индуцированных токов может достигать десятков и сотен ампер.

Наименее защищены от подобного влияния низковольтные линии связи. В линиях электропередач, работающих на переменном токе частотой 50-60 Гц, индуцированные токи вносят только небольшую постоянную добавку. Именно добавку постоянного тока не выносят трансформаторы переменного тока. Возникает избыточное магнитное насыщение сердечника магнита, что приводит к сильному поглощению энергии, перегреву обмоток и аварии всей системы. По этой причине в 1989 г. половина Канады на несколько часов осталась без электричества.

Негативные биовоздействия

Во время магнитных бурь из-за резонансного воздействия и изменения электрического поля на сердечно-сосудистую систему и реакцию человека растет недостаточность кровоснабжения из-за спазмов сосудов, что ведет к увеличению числа инфарктов, инсультов и, как следствие, ДТП.

Открыта циклическая связь между развитием эпидемий (эпизоотий, эпифитотий) и солнечной активностью: дифтерия, холера, лейкопиния, свертываемость крови и, возможно, грипп. В основе эпидемий лежит массовая активизация вирусов под воздействием температуры, ультрафиолетового, рентгеновского излучения, атмосферного электричества и др. Установлено, что размножение вирусов ускоряется во время грозы, ДЦП возникает в результате мутации вируса под действием солнечной активности.

Таким образом, намечается следующая схема влияния солнечной активности на биосферу: возмущения на Солнце приводят к возмущению межпланетной среды, которая передает возмущение магнитосфере и ионосфере Земли. Все это приводит к изменению напряженности и спектра электромагнитных полей на поверхности Земли, к сдвигам в физиологических и генетических показателях организма.

Сегодня известно, что во время (или до, или после - у разных людей по-разному) магнитных бурь не только ухудшается самочувствие «здоровых людей», но резко обостряется течение хронических заболеваний, что нередко заканчивается летальным исходом. Известно также, что только одна так называемая вспышка на Солнце «аукается» как минимум 4000 человеческих жизней, оборванных неожиданно или, как пишут врачи, «скоропостижно».

Землетрясения

Землетрясение - это подземные удары (толчки) и колебания поверхности земли, вызванные внезапными смещениями и разрывами в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

По-другому можно сказать - это подземные удары (толчки) и колебания поверхности Земли, вызванные естественными процессами, происходящими в Земной коре, носят волновой характер.

Колебания грунта возбуждают колебания зданий и сооружений, вызывая в них инерционные силы. При недостаточной прочности (сейсмостойкости) происходит разрушение строений. Сейсмическая опасность при землетрясениях определяется не только колебаниями грунта, но и возможными вторичными факторами, к которым можно отнести лавины, оползни, обвалы, опускание (просадку) и перекосы земной поверхности, разрушение грунта, наводнения при разрушении и прорыве плотин и защитных дамб, а также пожары. При землетрясениях, в результате нарушения целостности грунта, часто выходят из строя водопровод, канализация, линии связи, электро- и газостанции, имеются человеческие жертвы.

Наиболее частой причиной землетрясений является появление чрезмерных внутренних напряжений и разрушений пород. Потенциальная энергия, накопленная при упругих деформациях породы, при разрушении (разломе) переходит в кинетическую энергию воздушной сейсмической волны в грунте. Землетрясения такого плана называются тектоническими.

Место внутри Земли, в котором произошла разрядка напряжений, вызвавшая деформацию и разрушение пород, называется гипоцентром или очагом землетрясения. Проекция центра очага землетрясения на поверхности земли называется эпицентром.

В зависимости от глубины Н гипоцентра землетрясения подразделяются на нормальные (при глубине до 70 км.), промежуточные (от 70 до 300 км.) и глубокофокусные (более 300 км.).

Классификация землетрясений по его величине и мощности ведется по шкале магнитуд. Магнитуда (М) землетрясения является мерой общего количества энергии, излучаемой при сейсмическом толчке в форме упругих волн.

Проявление землетрясения в тех или иных районах называют сейсмичностью. Количественно сейсмичность характеризуется как магнитудой, так и интенсивностью. Интенсивность землетрясения характеризует силу землетрясения, которая зависит от расстояния, убывая от эпицентра к периферии. Интенсивность землетрясения на поверхности земли оценивается по 12-ти бальной шкале. В пределах от 6 до 9 баллов по шкале ИФЗ (Институт физики Земли), рекомендованной Бюро межведомственного совета по сейсмологии и сейсмическому строительству (МСССС) АН РФ, интенсивность землетрясения устанавливается по параметрам колебаний на поверхности земли (см. таблица 2).

Таблица 2.

Параметры максимумов колебаний поверхности земли, соответствующие интенсивности землетрясения

Интенсивность в баллах	Ускорение смещения грунта, см/с2, при периоде Т0,1 с	Скорость колебаний грунта, см/с
6	30 - 60	3,0 - 6,0
7	61 - 120	6,1 - 12,0
8	121 - 240	12,1 - 24,0
9	241 - 480	24,1 - 48,0

Наряду с тектоническими процессами землетрясения могут возникать и по другим причинам. Одной из таких причин являются вулканы. Извержение лавы из кратера сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения. По сравнению с тектоническими явлениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, представляют собой менее опасное природное явление, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу.

Другую категорию образуют обвальные землетрясения, когда происходит обрушение кровли шахт или подземных пустот, вызывающие волны в грунте. Эти землетрясения относятся к категории слабых. Классификация землетрясений представлена на рис. 4.

					Землетрясения
	тектонические			вулканические			обвальные		вызванные деятельностью человека
краевые (на краях) тектоничес- ких плит		внутри плито- вые		горно- ударные		оползне вые		заполне- ние водо- хранилищ		закачка воды в скважины

Рис. 4. Классификация землетрясений в зависимости от причины их возникновения

Оползни

Оползень, обвал, осыпь - это смещение на более низкий уровень части горных пород, слагающих склон, под действием собственного веса в виде скользящего движения, в основном без потери контакта между движущимися и неподвижными породами. Движение начинается вследствие нарушения равновесия склона и продолжается до достижения нового состояния равновесия. Происходят чаще всего по берегам рек и водоёмов, на горных склонах. Оползни, обвалы, осыпи могут разрушать отдельные объекты и подвергать опасности целые населенные пункты, губить сельскохозяйственные угодья, создавать опасность эксплуатации карьеров, повреждать коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электрические сети, угрожать водохозяйственным сооружениям (плотинам).

Оползни, обвалы, осыпи, образующиеся на естественных склонах и в откосах выемок, принято подразделять на две группы:

1-я группа - структурные (структура - однородные связные глинистые породы: глины, суглинки, глинистые мергели).

Основными причинами образования являются:

чрезмерная крутизна склона (откоса);

перегрузка верхней части склона различными отвалами и инженерными сооружениями;

нарушение целостности пород склона траншеями, нагорными канавами или оврагами;

подрезка склона и его подошвы;

увлажнение подошвы склона.

Характерными местами (условиями) возникновения могут быть:

искусственные земляные сооружения с крутыми откосами;

выемки, образующиеся в однородных глинистых грунтах на водораздельных участках возвышенности;

глубокие разрезы для открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

2 группа - контактные (соскальзывающие, срезающие, скалывающие) - связные глинистые породы, залегающие в виде пластов с хорошо выраженными плоскостями напластования (глины, суглинки, мергели, неплотные известняки, некрепкие глинистые сланцы, лесс, лессовидные суглинки и др.).

Основными причинами образования являются:

чрезмерное крутое падение слоев;

перегрузка склона отвалами или различными земляными сооружениями;

нарушение целостности пород на склоне траншеями или нагорными канавами;

подрезка склона;

смачивание плоскостей напластования (контактов) подземными водами.

Характерными местами (условиями) возникновения могут быть: естественные склоны возвышенностей и долин рек (на косогорах), откосы выемок, состоящих из слоистых пород, у которых падение слоев направлено в сторону склона или по направлению к выемке.

По механизму оползневого процесса выделяют такие типы:

сдвиг;

выдавливание;

гидравлический выкос и др.

Как уже отмечалось, основными поражающими факторами обвалов, оползней и осыпей являются удары движущихся масс горных пород и заваливание ими объектов и свободного ранее пространства. В результате разрушаются здания и сооружения, скрываются под толщами пород населенные пункты, объекты народного хозяйства, лесные угодья, перекрываются русла рек и путепроводов, гибнут люди и животные, изменяется ландшафт.

Особенно эти геологические явления угрожают безопасности движения автомобильного и железнодорожного транспорта, разрушают и повреждают опоры мостов, рельсовые пути, покрытия автомобильных дорог, линии электропередач, связи, газо- и нефтепроводы, гидроэлектростанции, шахты, рудники и другие промышленные предприятия и объекты.

Весьма опасными являются обвалы под землей, в рудниках, шахтах, пещерах, карстовых пустотах под городами. Их причины те же, что и в обвалах на поверхности Земли, но чаще антропогенные факторы - результаты неосторожной и неправильной деятельности человека.

Ощутимый ущерб наносится сельскому хозяйству. Обвалы, оползни и осыпи приводят к затоплению и завалам сельскохозяйственных угодий, гибели урожая и скота. Пахотные земли, расположенные ниже оползневых участков, часто заболачиваются. При этом происходит интенсивный процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота.

Существенный ущерб может наноситься культурному и историческому наследию, а также душевному здоровью населения.

Снежные лавины

Лавина (от позднелатинского labina - оползень) - снежный обвал массы снега на горных склонах, пришедшей в интенсивное движение. Снежные лавины представляют серьезную опасность. В результате их схода гибнут люди, разрушаются спортивные и санаторно-курортные комплексы, железные и автомобильные дороги, линии электропередач, объекты горнодобывающей промышленности и другие объекты экономики, блокируются целые районы, а также могут вызываться наводнения (в том числе прорывные) с объемом подпруженного водоема до нескольких миллионов кубометров воды. Высота прорывной волны в таких случаях может достигать 5-6 метров. Лавинная активность приводит к накоплению селевого материала, так как вместе со снегом выносятся каменная масса, валуны и мягкий грунт.

Возникновение лавин возможно во всех горных районах, где устанавливается снежный покров. Возможность схода лавин обуславливается наличием благоприятного сочетания лавинообразующих факторов, а также склонов крутизны от 20 до 50 при толщине снежного покрова не менее 30-50 см. К лавинообразующим факторам относятся:

высота снежного покрова;

плотность снега;

интенсивность снегопада;

оседание снежного покрова;

температурный режим воздуха и снежного покрова;

метелевое распределение снежного покрова.

В отсутствии осадков сход лавин может быть следствием интенсивного таяния снега под воздействием тепла, солнечной радиации и процесса перекристаллизации, приводящих к разрушению снежной толщи (вплоть до образования мелкодисперсной снежной массы в глубине этой толщи) и ослаблению прочности и несущей способности отдельных слоев.

Снежные лавины - одно из стихийных природных явлений, способных вызвать гибель людей и причинить значительные разрушения. Среди прочих опасностей лавины выделяются тем, что причиной их обрушения может стать деятельность человека. Непродуманное природопользование в горных регионах (вырубка лесов на склонах, размещение объектов на открытых, подверженных воздействию лавин территориях), выход на заснеженные склоны людей, сотрясения снежной толщи от техники приводят к активизации лавинной деятельности и сопровождаются жертвами и материальным ущербом.

В России в последние годы несчастные случаи связаны с перемещением людей по лавиноопасным районам - гибель альпинистов (Северный Кавказ), туристов (Северный Кавказ, Хибины), горнолыжников (Северный Кавказ), пограничников (Северный Кавказ), пассажиров транспортных средств (Транскавказская транспортная магистраль). Регулярно попадают в лавины и школьники в окрестностях населенных пунктов. Размер лавин не имеет решающего значения для возможного ущерба. Статистика жертв утверждает, что почти половина их гибнет под небольшими лавинами, которые проходят путь не более 200 метров.

Случаи единовременной массовой гибели людей приурочены к сходам лавин на населенные пункты, отдельные сооружения и транспортные средства. Значительные разрушения происходят чаще всего в периоды массового лавинообразования, когда в течение короткого промежутка времени на значительной площади срабатывает большое количество лавинных очагов.

Современные исследования статистики гибели людей в лавинах показывают, что основную массу погибших составляют люди, свободно перемещающиеся в пределах лавиноопасных территорий, - любители «нехоженых троп».

Необходимость организации противолавинной защиты определяется масштабами распространения явления: площадь лавиноопасных территорий в Российской Федерации составляет 3077,8 тыс. км2 (18 % от общей площади страны), а еще 829,4 тыс. км2 относятся к категории потенциально лавиноопасных. Всего же на Земле лавиноопасные районы занимают около 6% площади суши - 9253 тыс. км2.

Прогноз лавинной опасности является частью комплекса мероприятий, направленных на защиту от лавин населения и хозяйственных объектов в горных районах. Принятое в гляциологии определение «прогноз схода лавин» (прогноз лавинной опасности) подразумевает предсказание периода лавинной опасности, времени и масштабов схода лавин. Применение прогноза для обеспечения безопасности жизнедеятельности обусловливается определенными условиями и требует создания информационно-методической базы.

Селевые потоки

Селевой очаг - участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели.

Сель - (от арабского сайль, силь, мур - «бурный поток») - стремительный русловый поток, внезапно возникающий в бассейнах горных рек, несущий большое количество обломков горных пород и крупных камней, которые придают ему характер грязевого или грязекаменного потока.

Причиной селей могут быть:

интенсивные и продолжительные ливни;

быстрое таяние снега или ледников;

прорыв водоёмов;

реже землетрясения, извержения вулканов.

Несмотря на разнообразие причин, механизмы зарождения селей имеют много общего и могут быть сведены к трем главным типам:

эрозионному (вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва селевого бассейна, затем - формирование селевой волны в русле);

прорывному (водяная волна за счет интенсивного размыва и вовлечения в движение обломочных масс сразу превращается в селевую волну, но с изменчивой насыщенностью);

обвально-оползневому (когда происходит смыв массива водонасыщенных горных пород (включая снег и лед), насыщенность потока и селевая волна формируются одновременно, достигая сразу максимальной насыщенности).

Селевые потоки бывают:

водно-каменными;

водно-песчаными и водно-пылеватыми;

грязевыми;

грязекаменными;

водно-снежно-каменными.

Водно-каменный сель - такой поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал. Формируется, в основном, в зоне плотных пород.

Водно-песчаный - такой поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает, в основном, в зоне лессовидных и песчаных почв во время интенсивных ливней, смывающих огромное количество мелкозема.

Грязевой сель близок к водно-пылеватому. Формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава.

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твердой фазе глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока.

Водно-снежно-каменный сель - переходная стадия между собственно селем, в котором транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

Формирование селей обусловлено определенным сочетанием геологических, климатических и геоморфологических условий: наличием селеформирующих грунтов, источников интенсивного обводнения грунтов, а также геологических форм, способствующих образованию достаточно крутых склонов и русел.

Источниками питания селей твердыми составляющими являются ледниковые морены с рыхлым заполнением, рыхлообломочный материал осыпей, оползней, обвалов, смывов, русловые завалы и загромождения, образованные предыдущими селями, древесно-растительный материал. Источниками питания селей водой являются дожди и ливни, ледники и сезонный снежный покров, воды горных рек.

Наиболее часто образуются сели дождевого питания, основным условием формирования которых является количество осадков, способных вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечь их в движение (табл. 3).

Формирование селей происходит в селевых водосборах, наиболее распространенной формой которых в плане является грушевидная, с водосборочной воронкой и веером ложбинных и долинных русел, переходящих в основное русло (см. таблица 3).

Таблица 3. Условия формирования дождевых селей

Районы России	Суточные максимумы ливневых осадков в мм при 20%-ой обеспеченности	Минимальные суммы селеформирующих осадков, мм/сут.
Северный Кавказ	50-70	20
Центральный Кавказ	50-70	20
Урал	30-40	20
Тянь-Шань	30-60	30-40
Памир-Алтай	30-60	13
Алтай и Саяны	30-50	20
Предбайкалье и Забайкалье	40-70	40
Горы северо-востока	30-60	-
Приморье	74-130	-
Приамурье	60-80	30
Камчатка	40-90	-
Сахалин	40-100	60

Селевой водосбор включает три основные зоны, в которых формируются и протекают селевые процессы:

зона селеобразования (питания селей водой и твердой составляющей);

зона транзита (движение селевого потока);

зона разгрузки (массового отложения селевых выносов).

Площади селевых водосборов колеблются от 0,05 до нескольких десятков квадратных километров. Длина русел колеблется в пределах от 10-15 м (микросели) до нескольких десятков километров, а их крутизна в транзитной зоне колеблется от 25-30 (в верхней части) до 8-15 (в нижней части). При меньших уклонах начинается процесс отложения селевой массы. Полностью движение селя прекращается при крутизне 2-5.

Результат воздействия селевого потока на различные объекты зависит от его основных параметров: плотности, скорости, продвижения, высоты, ширины, расхода, объема, продолжительности, размеров включения и вязкости.

Плотность селевого потока зависит от состава и содержания твердой составляющей. Обычно она составляет не менее 100 кг в одном кубическом метре воды, что при плотности породы 2,4-2,6 г/см3 приводит к плотности селевых потоков примерно 1,07-1,1 г/см3. Как правило, плотность селевого потока колеблется в пределах 1,2-1,9 г/см3.

Скорость движения селевого потока в транзитных условиях (в зависимости от глубины потока, уклона русла и состава селевой массы) составляет от 2-3 до 7-8 м/с, а иногда и более. Максимальная скорость может превышать среднюю в 1,5-2 раза.

Высота селевого потока варьируется в значительных пределах и может составлять: для мощных и катастрофических селей - 3-10 м, для маломощных - 1-2 м.

Ширина селевого потока зависит от ширины русла и в большинстве горных бассейнов на транзитных участках колеблется от 3-5 м (узкие каньоны, горловины, глубоко врезанные русла небольших бассейнов) до 50-100 м.

Максимальный расход селя колеблется от нескольких десятков до 1000-1500 м3/с.

Объем селевых отложений (объем рыхлообломочной породы в естественном залегании, вынесенный из селевого очага и русла) определяет зону воздействия селя. Как правило, суммарный объем селевого выноса определяет тип селя и его разрушительное действие на сооружение.

Для большинства селевых бассейнов России характерны сели малой и средней мощности.

Продолжительность селей колеблется от десятков минут до нескольких часов. Большинство зарегистрированных селей имели продолжительность 1-3 часа. Иногда сели могут проходить волнами по 10-30 минут с неселевыми промежутками между ними до нескольких десятков минут.

Максимальные размеры крупнообломочных включений характеризуются размерами отдельных глыб и валунов скальных и полускальных пород и могут быть 3-4 м в поперечнике. Масса таких глыб может составлять до 300 т.

Вязкость связных селей колеблется от 3-4 пуаз (единица динамической вязкости (П); 1П=0,1 Нс/м3=0,102 кг/с) до нескольких десятков, а иногда и сотен пуаз. При значительной вязкости сель напоминает густой бетонный раствор. Вязкость при переходе от несвязного селя к связному примерно равна 2,5-4,0 пуаза.

Таким образом, диапазоны основных параметров селевых потоков следует принимать:

плотность - (1,2-1,9)103 кг/м3;

вязкость - 4-20 пуаз;

скорость движения в транзитных условиях: для уклонов 10-27 - 2,5-7,5 м/с;

максимально возможная скорость - 14-16 м/с;

предельная крутизна прекращения движения - 2-5;

высота селевого потока: катастрофического - до 10 м; мощного - 3-5 м; среднего - 2,5 м; маломощного - 1,5 м;

ширина потока на транзитных участках - 5-70 м;

расход (диапазон) - 30-800 м3/с, возможный максимум - 2000 м3/с;

продолжительность - 0,5-3 часа;

повторяемость 15-20 лет;

размер крупных включений - 3-4 м;

масса включений - 200-300 т.

Сель движется, как правило, отдельными волнами, а не непрерывным потоком. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 метров образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока достигает 25 м.