Основы Безопасности Жизнедеятельности. Журнал МЧС России

школа педагога
 

Природные катастрофы и их закономерности
изучать, чтобы предотвращать


А.Тимкин,, к.с.х.н., кафедра БЖ и МБД Мичуринского государственного педагогического института

Что такое природная катастрофа?
Под природной катастрофой обычно понимается какое-то неожиданное, страшное по своим последствиям для человека нарушение нормального хода природных процессов. Но внимательное изучение различных природных явлений показало, что нормальный геофизический процесс как раз и включает в себя различного рода быстрые вариации, отклонения, срывы, неожиданность которых - результат плохой изученности данного природного явления.
Для того чтобы возникла природная катастрофа, необходимы три основные условия: экстремальная геофизическая ситуация, генерируемые ею поражающие факторы и неблагоприятная социально-экономическая обстановка, выраженная людскими потерями и материальным ущербом.
Экстремальные геофизические ситуации представляют собой закономерные геофизические процессы, в ходе которых время от времени при существенном участии ряда случайных факторов создаются заметные отклонения от среднего состояния - быстрое таяние льда и снега, обильное выпадение осадков и т.д.
Эти процессы, в силу своей природы, способны создавать поражающие факторы, как правило, выраженные быстрым движением частиц среды - воздуха, воды, грунта и т.д. В тот момент, когда в результате неблагоприятных природных обстоятельств поражающие факторы начинают действовать на человека, природные и материальные ценности, развивается социально-экономическое «стихийное» бедствие.
Таким образом, природная катастрофа - это результат экстремальной геофизической ситуации, при которой из-за неблагоприятной природной обстановки возникают поражающие факторы, способные в случае неблагоприятной социально-экономической ситуации породить стихийное бедствие.

Закономерности природных катастроф
Несмотря на глубокие различия в существе, все рассматриваемые природные катастрофы подчиняются следующим общим закономерностям.
1. Для каждого вида может быть установлена специфическая пространственная приуроченность.
У каждого вида катастрофы существуют свои геофизические причины, определяющие их преимущественное возникновение в тех или иных районах Земли.
Не только землетрясения и вулканические извержения, но также оползни, обвалы, лавины и сели связаны с районами активной тектоники, горообразовательной деятельности. Участки береговой линии океанов, открытые для прихода волн, возбужденных на его дне, могут являться районами опасности цунами. Речные наводнения, связанные с сезонным таянием снега и льда, а также с катастрофическими ливнями - паводки и половодья, - характерны для недостаточно зарегулированных или вообще незарегулированных равнинных и горных рек. Нагонные наводнения возникают, когда встречный ветер как бы запирает речные дельты, повышает уровень воды в заливе, куда впадает река, заставляет ее поворачивать вспять.
2. Независимо от источника зарождения и продолжительности — от нескольких минут (снежные лавины) до нескольких часов (сели), дней (оползни) и месяцев (наводнения) - все природные катастрофы характеризуются значительной мощностью и поражающей способностью.
На совершение любой, в том числе и разрушительной работы, требуется затрата энергии. Становление, максимальное буйство и затихание катастрофы могут происходить тремя совершенно разными путями.
В транзитивных и деструктивных катастрофах совершается переход с более высокого энергетического уровня на более низкий. Избыток энергии, выделяющийся при переходе, превращается в конце концов в тепло, но по ходу процесса эта энергия затрачивается на формирования поражающих факторов. Таковы землетрясения, обвалы, лесные пожары, часть наводнений.
Энергетика структурирующих катастроф совсем иная. Здесь источником разрушения служит чаще всего тепловая энергия. Так как по второму закону термодинамики тепло нельзя без заметных потерь превратить обратно в механическую или электромагнитную энергию, необходима структура или устройство, в общем виде называемое тепловой машиной. Оказывается, что в природных катастрофах этого типа тепловые машины создаются сами по себе, за счет самоорганизации среды. Тепловая машина тайфуна с нагревателем в виде теплового океана и холодильником в верхних слоях атмосферы устроена так, что буквально всасывает тепло из океана, превращая значительную часть тепловой энергии в механическую. Смерч, вероятно, является теплоэлектростатическим генератором, где первоначально возникшие электрические заряды стабилизируют процесс формирования узкого механического вихря. Но и тут не обходится без процесса самоорганизации. Многие разрушающие структуры образуются проще, например, струйное течение в атмосфере или вал цунами. Однако и здесь всегда вначале часть энергии расходуется внутри системы на создание структуры, а затем уже происходит выделение энергии при работе этой структуры - разрушительного оружия природы.
По данным Международного комитета Красного Креста, чрезвычайные ситуации природного характера унесли в двадцатом столетии свыше 11 млн. жизней и нанесли огромный материальный ущерб.
3. Чем больше интенсивность природного явления, тем реже оно повторяется с той же силой.
Для измерения энергии многих природных явлений используется величина, названная магнитудой. Впервые понятие «магнитуда» было введено К.Ф.Рихтером для оценки величины землетрясений и определялось как логарифм отношения максимальных амплитуд данного землетрясения к амплитуде таких же волн некоторого стандартного землетрясения.
В последующем эту величину использовали для оценки других природных катастроф. Так, магнитуда вулканических извержений определяется по объему извергнутого вещества, цунами - средней высотой волны, оползня и снежной лавины -объемом смещения горной породы или снега.
4. При всей неожиданности природной катастрофы ее возможное проявление может быть предсказано с большей или меньшей надежностью.
Анализ зависимости разрушительного эффекта стихийного бедствия от размаха, продолжительности и. интенсивности геологических и гидрометеорологических процессов позволяет с большей или меньшей надежностью предсказать ее возможное проявление. Так, обильные осадки могут спровоцировать интенсивные оползневые смещения.
5. Стихийные явления могут возникать во взаимодействии друг с другом, т.е. в парагенетической связи. При этом происходят они гораздо чаще и с большей разрушительной силой.
Примером парагенетической связи стихийных бедствий может служить природная катастрофа, произошедшая в Гармском районе Таджикистана. В результате землетрясения силой 9-10 баллов 10 июля 1949 г. в этом районе получили большое развитие обвальные и оползневые процессы на склонах хребта Тахти. Образовались земляные лавины и селевые потоки семидесятиметровой толщины, со скоростью 30 м/с пронесшиеся по ущелью. Каменная лавина промчалась через, поселок Хаит, похоронив его, пересекла пойму реки Яхрыч и выплеснулась на правый борт долины, растекаясь тремя языками. Обвальные массы покрыли площадь 10,7 км2, в том числе в долине реки Яхрыч - 7 км2. Скорость движения каменной лавины определилась в 25-30 м/с, объем обвала, по подсчетам разных исследователей, составил от 380 до 500 млн. м3. Общая площадь разрушительных сейсмогравитационных и селевых явлений - 1500 км2. Объем селевого потока - 145 млн. м3. При этом основные катастрофы были вызваны не землетрясением, а оползнями, обвалами, земляными лавинами и селями.
6. Воздействие человека на природную среду без учета экологических взаимодействий, с нарушением технологии строительства инженерных коммуникаций, без возведения специальных сооружений, предназначенных для защиты объектов народного хозяйства от стихийных явлений, все это способствует активизации и усилению природных катастроф.
Рассматривая антропогенную деятельность в связи с влиянием на природные процессы, необходимо отметить следующие основные положения:
• она может их активизировать или замедлять, а иногда вызывать такие явления, которые не были свойственны природе данной территории, т.е. в целом человек влияет на степень активности природных процессов;
• она не является фактором, вызывающим в природе новые, не встречающиеся раньше стихийные бедствия;
• механизм ее влияния зависит от конкретных природных условий и типа процесса;
• она может влиять на природные процессы непосредственно или косвенно, быстро или медленно.
Примером активизации стихийных явлений от антропогенной деятельности может быть сведение лесов. Лесная растительность является регулятором поверхностного стока воды. Вырубка лесов без учета водорегулирующей функции может способствовать возникновению катастрофических наводнений.
Антропогенное влияние на стихийные явления можно уменьшить, если новые предприятия, здания, сооружения и коммуникации при проектировании размещать оптимально, хозяйственную деятельность регулировать на строго научной основе, осуществлять различные виды защитных мероприятий, в первую очередь рационально использовать и расширять площади лесов, которые активно препятствуют возникновению стихийных явлений. Указанные пути различаются как по содержанию, так и по характеру решаемых задач, однако они не исключают, а лишь дополняют друг друга.
Таким образом, в результате тщательных исследований закономерностей проявления природных катастроф можно запроектировать и построить защитные сооружения, осуществить мероприятия по предотвращению гибели людей и ущерба земельным ресурсам и хозяйственным объектам.

Карты, таблицы и рисунки приведены в журнале.

Журнал "Основы безопасности жизнедеятельности" №2 2007 г.