Чрезвычайные ситуации природного происхождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Общая характеристика ЧС природного

происхождения

Чрезвычайные ситуации природного характера угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации. Размер ущерба зависит от интенсивности природных катастроф, уровня развития общества и условий жизнедеятельности.

ЧС природного происхождения в последние годы имеют тенденцию к росту. Активизируются действия вулканов (Камчатка), учащаются случаи землетрясений (Камчатка, Сахалин, Курилы, Забайкалье, Северный Кавказ), возрастает их разрушительная сила. Почти регулярными становятся наводнения, нередки оползни вдоль рек и в горных районах. Гололед, снежные заносы, бури, ураганы и смерчи стали почти привычным явлением.

Следует заметить, что человечество уже не так беспомощно; ряд катастроф можно предсказать, а некоторым успешно противостоять. Однако любые действия против природных процессов требуют глубоких знаний причин их возникновения и характера проявления.

ЧС природного характера подразделяются на: геологические, метеорологические, гидрологические, природные пожары, биологические и космические.

Все природные ЧС подчиняются следующим общим закономерностям:

· Для каждого вида ЧС характерна определенная пространственная привязка.

· Чем больше интенсивность (мощность) опасного природного явления, тем реже оно случается.

· Каждому ЧС природного характера предшествуют некоторые специфические признаки (предвестники).

· При всей неожиданности природной ЧС ее появление может быть предсказано.

· Во многих случаях могут быть предусмотрены пассивные и активные защитные мероприятия от природных опасностей.

Говоря о природных ЧС, следует подчеркнуть роль антропогенного влияния на их проявление. Нарушение равновесия в природной среде в результате деятельности человека приводит к усилению воздействий природных ЧС. Природа как бы мстит человеку за грубое вторжение в ее владения. Это обстоятельство следует иметь в виду при осуществлении хозяйственной деятельности. Соблюдение природного равновесия является важнейшим профилактическим фактором, учет которого позволит сократить число природных ЧС.

Воздействию природной катастрофы может быть подвергнута любая часть земной поверхности. Между всеми ЧС природного характера существует взаимная связь. Наиболее тесная зависимость между землетрясениями и цунами. Тропические циклоны почти всегда вызывают наводнения. Кроме того, к природным катастрофам добавляются и другие воздействия, связанные с деятельностью человека. Землетрясения вызывают пожары, взрывы, прорывы плотин. Вулканические извержения - отравления пастбищ, гибель скота, голод. Паводок приводит к загрязнению почвенных вод, отравлению колодцев, инфекциям, массовым заболеваниям.

Планируя защитные меры против природных катастроф, необходимо максимально ограничить вторичные последствия и путем соответствующей подготовки постараться их полностью исключить. Предпосылкой успешной защиты от природных ЧС является изучение их причин и механизмов. Зная физическую сущность процесса, можно его предсказать. А своевременный и точный прогноз опасных явлений - важнейшее условие эффективной защиты.

Защита от природных опасностей может быть активной (строительство инженерно-технических сооружений, интервенция в механизм явления, мобилизация естественных ресурсов, реконструкция природных объектов и др.) и пассивной (использование укрытий). В большинстве случаев активные и пассивные методы сочетаются.

ЧС геологического характера

К стихийным бедствиям, связанным с геологическими природными явлениями, относятся землетрясения, извержения вулканов, оползни, сели, снежные лавины, обвалы, осадки земной поверхности в результате карстовых явлений.

Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Природа землетрясений до конца не раскрыта. Землетрясения происходят в виде толчков. Количество толчков и промежутки между ними могут быть различными.

Очаг землетрясения - это некоторый объем в толще Земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии. Центр очага - условная точка, именуемая гипоцентром или фокусом. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром. Вблизи эпицентра происходят наибольшие разрушения - это так называемая плейстосейстовая область.

В 1935 году профессор Калифорнийского технологического института Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясений магнитудой (от лат. magnitudo - величина. МАГНИТУДА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ - условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами; пропорциональна логарифму энергии землетрясений; позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии). Шкала Рихтера - сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. По шкале Рихтера, магнитуда самых сильных землетрясений не превышает 9.

Землетрясения случаются на земной поверхности неравномерно. Анализ сейсмических и географических данных позволяет определить те области, где следует ожидать землетрясения в будущем и оценить их интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования. Карта сейсмического районирования - это официальный документ, которым должны руководствоваться проектирующие и планирующие хозяйственную деятельность организации.

В районах, подверженных землетрясениям, осуществляется сейсмостойкое или антисейсмическое строительство. Это означает, что при проектировании и строительстве учитываются возможные воздействия сейсмических сил на здания и сооружения. Требования к объектам, возводимым в сейсмических районах, установлены в строительных нормах и правилах (СНиП II-А.12-69) и других документах. По принятой в РФ 12 балльной шкале, опасными для зданий и сооружений считают землетрясения с интенсивностью в 7 баллов и более. Строительство в районах с сейсмичностью, превышающей 9 баллов, неэкономично.

Обеспечение полной сохранности зданий во время землетрясений обычно требует больших затрат на антисейсмические мероприятия, а в некоторых случаях практически неосуществимо. Учитывая, что сильные землетрясения происходят редко, нормы допускают возможность повреждения элементов, не представляющих угрозы для жизни людей. Удаленность от очагов - лучшее средство при решении вопросов безопасности при землетрясениях. Если строительство все-таки приходится вести в сейсмоопасных районах, то необходимо руководствоваться требованиями соответствующих правил и норм, сводящихся в основном к усилению конструкции зданий и сооружений.

Эффективность действий в условиях землетрясений зависит от уровня организации аварийно-спасательных работ, обученности населения и эффективности системы оповещения.

Вулканическая деятельность возникает в результате постоянных активных процессов, происходящих в глубинах Земли. Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканизмом.

Магма, достигая земной поверхности, извергается в виде лавы. Лава отличается от магмы отсутствием газов, улетучивающихся при извержении.

Обычно вулканы - это отдельные горы, сложенные из продуктов извержений. Магматические очаги находятся в мантии на глубине 50…70 км или в глубине земной коры.

Продукты извержения вулканов (газообразные, жидкие и твердые) выбрасываются на высоту 1…5 км и переносятся на большие расстояния. Концентрация вулканического пепла бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная ночной. Объем излившейся лавы достигает десятков кубических километров.

Существует взаимосвязь вулканической деятельности и землетрясений. Сейсмические толчки, как правило, означают начало извержения. При этом опасность представляют лавовые фонтаны, потоки горячей лавы, раскаленные газы. Взрывы вулканов могут инициировать оползни, лавины, обвалы, а в океане - цунами.

Профилактические мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительстве дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую массу и др.

Оползни возникают при нарушении устойчивости склона. Сила связанности грунтов или горных пород оказывается в какой-то момент меньше силы тяжести, и вся масса приходит в движение. Оползни не являются катастрофическими процессами, при которых гибнут люди, но ущерб, наносимый ими народному хозяйству, значителен: разрушаются жилища, повреждаются коммуникации, электрические сети и др.

Оползни могут быть вызваны различными факторами:

· обводненность грунта;

· изменение вида насаждений;

· уничтожение растительного покрова;

· выветривание;

· сотрясения.

При сильных землетрясениях всегда возникают оползни. По скорости смещения склоновые процессы делятся на медленные, средние и быстрые. Только быстрые оползни могут стать причиной настоящих катастроф с сотнями жертв.

По механизму оползневого процесса выделяют сдвиг, выдавливание, гидравлический вынос.

По глубине залегания поверхностного скольжения различают оползни поверхностные - до 1 м, мелкие - до 5 м, глубокие - до 20 м, очень глубокие - свыше 20 м.

По мощности, вовлекаемой в процесс массы горных пород, оползни подразделяют на малые - до 10 тыс. м³, средние - от 11 до 100 тыс. м³, крупные - от 101 до 1000 тыс. м³, очень крупные - свыше 1000 тыс. м³.

Лавины образуются на склонах крутизной 15° и более. Оптимальные условия для образования лавин на склонах крутизной 30…40°. При крутизне более 50° снег осыпается к подножию склона, и лавины не успевают сформироваться.

Одной из побудительных причин лавины может быть землетрясение. Снежные лавины распространены в горных районах. По характеру движения лавины делятся на склоновые, лотковые и прыгающие. Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной массы обладающей огромной разрушительной силой

Сход лавины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого - более 70 см. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, а в среднем 20…30 м/с. Точный прогноз времени схода лавин невозможен.

Противолавинные профилактические мероприятия подразделяются на пассивные и активные.

Пассивные способы состоят в использовании опорных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадках и восстановлении леса.

Активные методы заключаются в искусственном провоцировании схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности. С этой целью обстреливают головные части потенциальных срывов лавины снарядами или минами, организуют взрывы направленного действия, используют сильные источники звука.

Сели могут быть вызваны обильными снегопадами с последующим интенсивным таянием снега, ливнями, землетрясениями, извержениями вулканов.

Основная опасность - огромная кинетическая энергия грязеводных потоков, скорость движения которых может достигать 15 км/ч.

По мощности селевые потоки делят на группы: мощные (вынос более 100 тыс. м3 селевой массы), средней мощности (от 10 до 100 тыс. м3), слабой мощности (менее 10 тыс. м3). Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 ч, иногда 6…8 ч. Сели прогнозируют по результатам наблюдений за прошлые годы и метеорологическим прогнозам.

К профилактическим противоселевым мероприятиям можно отнести гидротехнические сооружения (селезадерживающие, селенаправляющие и др.), спуск талой воды, закрепление растительного слоя на горных склонах, лесопосадочные работы, регулирование рубки леса и др. В селеопасных районах создают автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатывают соответствующие планы мероприятий.

ЧС метеорологического характера

чрезвычайный ситуация природный стихийный бедствие

ЧС метеорологического характера могут быть вызваны следующими причинами:

ветром, в том числе бурей, ураганом, смерчем (при скорости 25 м/с и более, для арктических и дальневосточных морей - 30 м/с и более);

сильным дождем (при количестве осадков 50 мм и более в течение 12 ч и более, а в горных, селевых и ливнеопасных районах - 30 мм и более за 12 ч);

крупным градом (при диаметре градин 20 мм и более);

сильным снегопадом (при количестве осадков 20 мм и более за 12 ч);

сильными метелями (скорость ветра 15 м/с и более);

пыльными бурями;

заморозками (при понижении температуры воздуха в вегетационный период на поверхности почвы ниже 0°С);

сильными морозами или сильной жарой.

Эти природные явления, кроме смерчей, града и шквалов, приводят к стихийным бедствиям, как правило, в трех случаях: когда они происходят на ? территории области (края, республики), охватывают несколько административных районов и продолжаются не менее 6 ч.

Атмосфера Земли неоднородна как по составу, так и по температуре. Температурная неравномерность способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли. Движение воздуха относительно Земли называют ветром. Сила ветра оценивается по шкале Бофорта (от 0 до 12 баллов).

Движение воздуха в атмосфере связано с наличием циклонов и антициклонов и всегда направлено из области повышенного давления в область пониженного давления. Циклон в поперечнике достигает нескольких тысяч километров. В Северном полушарии ветры в циклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном - по часовой.

Наибольшей скоростью движения воздушных масс характеризуется ураган (12 баллов по шкале Бофорта). Тропические ураганы, зарождающиеся над Тихим океаном, принято называть тайфунами.

Размеры ураганов различны. Обычно за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Для тайфунов полоса разрушений обычно составляет 15…45 км. Средняя продолжительность урагана 9…12 дней.

Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии и по своему пагубному воздействию не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что ураганы несут в себе колоссальную энергию. Количество энергии, выделяемой средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва в 36 гигатонн. Часто ураганы сопровождаются сильными ливнями, которые являются причиной селевых потоков и оползней.

Бури различают вихревые и потоковые. Вихревые бури представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие площади. Потоковые бури - это местные явления небольшого распространения. Они своеобразны, резко обособлены и уступают вихревым бурям.

Вихревые бури бывают пыльные и снежные. В России снежные бури часто называют пургой, бураном, метелью.

Пыльные бури - это атмосферные возмущения, при которых в воздух вздымается большое количество пыли, перенесенной на значительные расстояния. Пыльные бури вызывают удушье, от них в значительной степени страдает техника, они могут разносить опасных паразитов. Пыльным бурям подвержены в основном зоны пустынь. Как правило, пыльные бури проходят при неустойчивой погоде, при прохождении атмосферных фронтов.

Шквальные бури возникают, как правило, внезапно, а по времени они непродолжительны (несколько минут). Например, в течение 10 минут скорость ветра может возрасти с 3 до 31 м/с.

Потоковые бури подразделяются на стоковые и струевые. При стоковых поток воздуха движется по склону сверху вниз. Струевые характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону. Проходят они чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.

Смерч возникает обычно в теплом секторе циклона и движется вместе с циклоном со скоростью 10…20 м/с. Смерч проходит путь длиной от 1 до 60 км. В верхней части смерч имеет воронкообразное расширение, сливающееся с облаками. Когда смерч опускается до земной поверхности, нижняя часть его иногда расширяется и напоминает опрокинутую воронку.

Высота смерча может достигать 800…1500 м. Воздух в смерче вращается и одновременно поднимается по спирали вверх, втягивая пыль или воду. Скорость вращения может достигать 330 м/с. В связи с тем, что внутри вихря давление уменьшается, происходит конденсация водяного пара. Пыль и вода делают смерч видимым. Диаметр смерча над морем измеряется десятками метров, над сушей - сотнями метров.

Смерч сопровождается грозой, дождем, градом и, если достигает поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, всасывает воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимает их высоко вверх и переносит на большие расстояния. На море смерч представляет серьезную опасность для судов. Крайне сложно прогнозировать место и время появления смерча, поэтому большей частью они возникают для людей внезапно и предсказать их последствия тем более невозможно.

ЧС гидрологического характера

ЧС гидрологического характера происходят в результате:

· высокого уровня воды - наводнения, при котором происходит затопление пониженных частей населенных пунктов, посевов сельскохозяйственных культур, повреждение промышленных и транспортных объектов;

· низкого уровня воды, когда нарушается судоходство, водоснабжение населенных пунктов и объектов народного хозяйства;

· селей, угрожающих населенным пунктам и различным сооружениям;

· снежных лавин;

· раннего ледостава и появления льда на судоходных водоемах.

К этой группе ЧС можно отнести и морские гидрологические явления - цунами, сильные волнения на морях и океанах, напор льдов и айсберги.

Наводнения. Различают такие понятия, как половодье, паводок и наводнение.

Наводнение - наиболее распространенная природная опасность. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных в ее бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко происходят в результате загромождения русла льдом при ледоходе (затор) или закупоривания русла внутренним льдом под неподвижным ледяным покровом и образования ледяной пробки (зажор). Наводнения могут возникать под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счет задержки в устье приносимой рекой воды. Эти наводнения называют нагонными.

На морских побережьях и островах наводнения могут происходить в результате затопления волной, образующейся при землетрясениях, извержениях вулканов, цунами. Наводнения угрожают ѕ земной суши. Специалисты считают, что людям грозит опасность, когда слой воды достигает 1 м, а скорость потока превышает 1 м/с. Подъем воды на 3 м уже приводит к разрушению домов.

Наводнения на реках по высоте подъема воды, площади затопления и величине ущерба подразделяют на низкие (малые), высокие (средние), выдающиеся (большие) и катастрофические. Периодичность наводнений различна в различных регионах. Низкие наводнения повторяются через 5…10 лет, высокие - через 20…25 лет, выдающиеся - через 50…100 лет, а катастрофические не чаще одного раза в 100…200 лет. Продолжительность наводнений от нескольких дней до нескольких месяцев.

Цунами. Основной район, где проявляются цунами, - побережье Тихого океана и Атлантический океан (80% случаев), реже Средиземное море. Цунами очень быстро достигают берега. Расстояние между соседними гребнями волн во время цунами находится в диапазоне 5…1500 км. Высота волн в области их возникновения составляет 0,1…5 м, у побережья - до 10 м, а в клинообразных бухтах и долинах рек - свыше 50 м. В глубь суши цунами могут распространяться до 3 км. Обладая большой энергией, цунами производят большие разрушения и представляют угрозу для людей. Известно более 1000 случаев цунами, причем примерно 100 из них с катастрофическими последствиями.

Надежной защиты от цунами нет. Однако частично защищают волнорезы, молы, насыпи, лесные полосы, гавани. Для судов в открытом море цунами не опасно.

Большое значение для защиты населения от цунами имеют службы предупреждения о приближении волн, основанные на опережающей регистрации землетрясений береговыми сейсмографами.

Природные пожары

В это понятие входят лесные пожары, пожары степных и хлебных массивов, торфяные и подземные пожары горючих ископаемых. Мы остановимся только на лесных пожарах как наиболее распространенном явлении, приносящем колоссальные убытки и порой приводящем к человеческим жертвам.

Лесные пожары при сухой погоде и ветре охватывают значительные пространства. При жаркой погоде, если дождей не бывает в течение 15…18 дней, лес становится настолько сухим, что любое неосторожное обращение с огнем вызывает пожар, быстро распространяющийся по лесной территории.

От грозовых разрядов и самовозгорания торфяной крошки происходит ничтожно малое количество возгораний. В 90…97% случаев виновниками возникновения пожара оказываются люди, не проявляющие должной осторожности при пользовании огнем в местах работы и отдыха.

Лесные пожары классифицируются по характеру возгорания, скорости распространения и размеру площади, охваченной огнем.

В зависимости от характера возгорания и состава леса пожары подразделяются на низовые, верховые, почвенные. Почти все пожары в начале развития носят характер низовых и, если создаются определенные условия, переходят в верховые или почвенные.

Важнейшими характеристиками являются скорость распространения низовых и верховых пожаров, глубина прогорания подземных. Поэтому они делятся на слабые, средние и сильные. По скорости распространения огня низовые и верховые подразделяются на устойчивые и беглые. Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, среднего - от 1 до 3, сильного - свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, средний - до 100, сильный - свыше 100 м/мин. Слабым подземным (почвенным) считается такой пожар, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним - от 25 до 50, сильным - более 50 см.

Интенсивность горения зависит от состояния запаса горючих материалов, уклона местности, времени суток и особенно силы ветра. Поэтому при одном и том же пожаре скорость распространения огня на лесной территории может сильно меняться.

Беглые низовые пожары характеризуются быстрым продвижением кромки огня, когда горят сухая трава и опавшая листва. Они чаще происходят весной и преимущественно в травянистых лесах, обычно не повреждают взрослые деревья, но часто создают угрозу возникновения верхового пожара. При устойчивых низовых пожарах кромка продвигается медленно, образуется много дыма, что указывает на гетерогенный характер горения. Они типичны для второй половины лета.

Большой ущерб наносят верховые пожары, когда горят кроны деревьев верхнего яруса. Они случаются как в первой, так и во второй половине лета.

Подземные пожары являются следствием низовых или верховых. После сгорания верхнего надпочвенного покрова огонь углубляется в торфянистый горизонт. Их принято называть торфяными.

Средняя продолжительность крупных лесных пожаров колеблется от 10 до 15 суток, выгоревшая площадь в среднем составляет 450…500 га при периметре от 8 до 16 км.

Космические ЧС

Космос - один из элементов, влияющих на земную жизнь. Одной из опасностей, угрожающих человеку из космоса, являются астероиды. Поэтому многие страны проводят работы по проблемам астероидной опасности и техногенному засорению космического пространства, направленные на прогнозирование и предотвращение столкновений космических объектов с Землей.

Основное средство борьбы с астероидами и кометами, сближающимися с Землей, - это ракетно-ядерная технология. В зависимости от размеров опасных космических объектов (ОКО) и используемых для их обнаружения средств располагаемое время для организации противодействия может меняться от нескольких суток до нескольких лет. С учетом операций на обнаружение, уточнение траектории и характеристик ОКО, а так же запуск и подлетное время средств перехвата требуемая дальность обнаружения ОКО должна составлять 150 млн. км от Земли.

Предполагается разработать систему планетарной защиты от астероидов и комет, которая основана на двух принципах защиты, а именно изменение траектории ОКО или разрушение его на несколько частей. Поэтому на первом этапе разработки системы защиты Земли от метеоритной и астероидной опасности предполагается создать службу наблюдения за их движением с таким расчетом, чтобы обнаруживать объекты размером около 1 км за год-два до его подлета к Земле. На втором этапе необходимо рассчитать его траекторию и проанализировать возможность столкновения с Землей. Если вероятность велика, то необходимо принимать решение по уничтожению или изменению траектории движения этого небесного тела. Для этой цели можно использовать межконтинентальные баллистические ракеты с ядерной боеголовкой. Современный уровень космических технологий позволяет создать такие системы перехвата.

После того как совершилась научно-техническая революция, мы стали ограничивать свое знание об окружающем мире, разделяя его на отдельные узкие фрагменты и полагая, что взаимосвязи между ними не столь важны. Между тем экологический подход обязывает нас исходить из целого, из понимания того, как взаимодействуют между собой отдельные части природы, обретая тенденцию к равновесию и устойчивости во времени.

Размещено на Allbest.ru