Природные литосферные опасности
Изменение абиотических факторов биосферы и стихийные природные явления вызывают естественные опасности. Если к первым факторам относятся климатические, факторы водной и почвенной среды, топографические факторы, то ко вторым относятся явления, возникающие в природе стихийно – землетрясения, наводнения, штормовые ветры, метели и заносы, оползни, сели, провалы, карстовые явления и др. Все они несут большую угрозу жизни и здоровью людей. Целый ряд природных опасностей может явиться причиной нарушения или затруднения функционирования органов и систем человека – туман, гололед, жара, атмосферное давление и др.
Природные опасности, несмотря на их различия, имеют общие закономерности:
- Характеризуются определенной пространственной приуроченностью;
- Природные явления большой мощности случаются реже;
- Имеют специфических предвестников;
- Несмотря на стихийность их можно предсказать;
- Возможность предусмотрения от природных опасностей пассивных и активных защитных мероприятий.
Природные опасности по месту их локализации условно можно разделить на $4$ группы:
- Литосферные опасности;
- Гидросферные опасности;
- Атмосферные опасности;
- Космические опасности.
К литосферным опасностям относятся землетрясения, вулканы, оползни и другие стихийные явления.
Землетрясения вызываются разрывами и внезапными смещениями, происходящими в земной коре, и проявляются в виде подземных толчков и колебаний поверхности. Природа этих стихийных опасностей до конца не изучена. Количество подземных толчков может быть разным, как и промежутки между ними, но наибольшую силу имеет главный толчок. Его продолжительность занимает несколько секунд, но воспринимается людьми как очень длительный. Тяжелое психическое воздействие на человека оказывают афтершоки – повторные толчки во время землетрясения, вызывающие ощущение неотвратимой беды. На Земле происходит огромное количество землетрясений, по данным некоторых авторов они исчисляются миллионами. Каждые $30$ секунд происходит одно землетрясение, но в виду того, что их сила очень мала, человек не в состоянии почувствовать эти толчки. Существует международная шкала MSK-$64$, по которой сила землетрясений оценивается в баллах.
Распространены эти явления по земной поверхности неравномерно и основная их часть приурочена к молодым складчатым областям суши и океана. Эта грозная стихия способна разрушить целые города и унести тысячи человеческих жизней, поэтому в тех районах, которые подвержены землетрясениям, осуществляется сейсмостойкое строительство.
На горных реках часто возникают кратковременные бурные паводки в виде грязекаменных потоков – это сели. Потоки могут быть вызваны землетрясениями, снегопадами, ливнями, интенсивным таянием снега в горах. Сели обладают огромной кинетической энергией, развивая скорость движения до $15$ км/час. В этом заключается их основная опасность.
Селевые потоки делятся на группы:
- Мощные потоки, которые выносят селевой массы более $100$ тыс. куб. м.;
- Потоки средней мощности. Вынос селевой массы не превышает $100$ тыс. куб. м.;
- Селевые потоки слабой мощности. Способны вынести менее $10$ тыс. кум. м. селевой массы.
Их возникновение происходит внезапно, быстро нарастает и продолжается до $3$-х часов. По метеорологической информации и результатам прошлых наблюдений их можно прогнозировать. В районах, подверженных селевым потокам, работает автоматическая система оповещения населения и разрабатывается соответствующий план мероприятий.
С горными районами связаны и такие литосферные опасности как снежные лавины, одной из причин которых тоже являются землетрясения. Огромная масса снега, сползающая с горных склонов, обладает большой кинетической энергией лавинной массы и имеет колоссальную разрушительную силу. Лавины, как правило, возникают на безлесных склонах, крутизна которых больше $15$ градусов. Оптимальными условиями для лавин являются склоны крутизной $30$-$40$ градусов. Средняя скорость лавин $20$-$30$ м/сек, но, иногда может доходить до $100$ м/сек. Сделать прогноз точного времени схода лавины невозможно.
Вулканическая деятельность связана с перемещением магмы в земной коре планеты. Расплавленная магма, достигая земной поверхности, изливается в виде лавы. Главным отличием лавы является отсутствие газов, улетучившихся при извержении. Извержения могут продолжаться длительное время и быть кратковременными. Газообразные, жидкие и твердые продукты извержения выбрасываются на высоту $1$-$5$ км и переносятся на огромные расстояния. Специалисты считают, что между вулканической деятельностью и землетрясениями существует взаимосвязь. Вулканы могут спровоцировать оползни, обвалы, лавины, а в океанах – цунами.
Со склонов холмов и гор под действием сил тяжести может происходить смещение масс грунта – это оползни. Чаще всего оползни формируются на тех участках, которые сложены чередующимися водоупорными и водоносными породами грунта. Их возникновение связано с нарушением равновесия пород. Внезапно смещающиеся массы почвы и грунта несут с собой большую разрушительную силу и приводят к человеческим жертвам.
К значительным ущербам приводят и карстовые явления. Пустоты, пещеры, вертикальные воронки и колодцы, создающие на поверхности просадки и провалы, являются результатом размытых пород известняков, доломитов, мела, гипса в толще земли. Провалы и просадки приводят к разрушению зданий, коммуникаций, инженерных сооружений.
Природные гидросферные опасности
С гидросферой связаны свои естественные природные опасности, среди которых можно назвать наводнения, заторы, зажоры, цунами, половодья, паводки, нагоны и др.
Заторы образуются при скоплении льда в русле реки и ограничивают её течение. Результатом затора является подъем воды в русле и её разлив.
С заторами льда сходно такое явление как зажор. Отличием является то, что зажор образует скопление рыхлого льда, в виде небольших льдинок и шуги.
Время от времени в океане появляются длинные волны, носящие катастрофический характер. Возникают они в результате тектонических подвижек, происходящих на дне океана. Это цунами. В точке своего возникновения высота волны находится в пределах $0,1$-$5$ м. С приближением к побережью высота волны увеличивается до $10$ м, а в бухтах и долинах рек она становится выше $50$ м. Достигнув суши, она может распространиться вглубь до $3$ км. Распространяясь в океане с большой скоростью и быстро достигая берега, волна производит большие разрушения всех построек и несет гибель для людей. Надежной защиты от цунами пока не существует.
Ежегодно весной на реках происходит повышение уровня воды – это половодье.
Летние дожди тоже вызывают подъем воды в реках, но это явление кратковременное и носит название паводок. Частые за сезон паводки могут привести к половодью, вслед за которыми наступает наводнение.
Эта довольно распространенная природная опасность вызывается различными причинами – таянием снега и льда, обильными осадками, закупориванием русла реки внутренним льдом, зажорами, ветрами, нагоняющими воду с моря в устье реки и др. Большая часть земной поверхности находится под угрозой наводнений. При подъеме воды на $1$ м и скорости потока выше $1$ м/сек, возникает опасность для человека, а подъем воды на $3$ м приводит к разрушению домов, нанося большой материальный ущерб. Наводнения могут продолжаться в течение $80$-$90$ дней и имеют вторичные последствия – загрязнение воды, массовые заболевания людей и животных, аварии на транспорте и инженерных коммуникациях, оползни, обвалы и др. Борьбой с наводнениями является создание водохранилищ, которые позволяют регулировать речной сток.
Природные атмосферные опасности
К опасным атмосферным явлениям относят грозы, молнии, гололеды, туманы, ураганы, бури, смерчи и др.
Когда на поверхности земли и на наземных предметах образуется слой плотного льда при замерзании на них переохлажденных капель тумана или дождя, то речь идет о гололеде. Как правило, гололед образуется при температуре от $0$ до -$3$ градусов, а образовавшаяся ледяная корка может иметь толщину несколько сантиметров. Гололедица несет с собой несчастные случаи на транспорте, травмирование людей, может разрушить конструкции.
Время от времени в приземном слое атмосферы, иногда на высоте в несколько сотен метров, происходит образование мелких капелек воды или кристалликов льда – это туман. Он понижает горизонтальную видимость до $1$ км. При очень плотном тумане видимость становится значительно меньше. Туманы, как правило, препятствуют работе всех видов транспорта, поэтому их прогноз имеет большое значение для жизнедеятельности.
Очень распространенным на планете и опасным атмосферным явлением являются грозы. В целом на планете образуется около $16$ млн. гроз, а ежесекундно сверкает порядка $100$ молний, разряды которых являются большой опасностью для людей и наземных построек, включая производственные объекты. На равнинной территории образовавшаяся молния направлена к поверхности земли и движется ступеньками, длина которых $50$…$100$ м. Оставшиеся до поверхности $100$ м молния как бы «нацеливается» на высокий предмет и поражает его. Чаще всего молнии возникают в кучево-грозовых облаках. Помимо обычных линейных молний, известны молнии шаровые, представляющие собой огненный шар, диаметром $20$…$30$ см. Они могут внезапно возникнуть и так же внезапно исчезнуть иногда совершенно спокойно, а иногда с сильным взрывом. И те и другие молнии являются причиной травм и гибели людей.
Атмосферные вихри с низким давлением в центре приносят ураганы. Скорость ветра в этом вихре достигает $25$ км/час. Самые большие разрушения морские ураганы – тайфуны несут вблизи побережий и могут проникнуть глубоко в сушу. Их приход сопровождается сильными дождями, наводнениями, а на море вызывает высокую волну. Относятся ураганы к сезонным явлениям и имеют среднюю продолжительность $9$ дней, а максимальную около месяца.
Иногда в грозовом облаке возникает атмосферный вихрь, получивший название смерча. В виде темного рукава он направляется к поверхности суши или моря. Верхняя часть смерча расширенная и сливается с облаком. Высота смерчей может быть от $800$ до $1500$ м. Воздух, вращающийся по спирали, втягивает в себя воду, пыль, какие-либо предметы и переносит их на большие расстояния. Путь смерча имеет длину до $60$ км и сопровождается грозами, дождем, градом. Морские смерчи представляют большую опасность для судов. Опознают смерчи со спутников погоды.
