Экзогенные стихийные бедствия.

Наводнение. К категории стихийных бедствий относят наводнение — временное затопление водой местности, прилегающей к реке, озеру или водохранилищу. Оно возникает из-за резкого увеличения притока талых или дождевых вод, загромождения русла реки льдом (весной), шугой (всплывшим на поверхность донным льдом), ветрового нагона воды в устьях рек или на низких побережьях морей (обыч­но в заливах и на островах). Особый случай наводнения — прорыв дамбы польдера или плотины на реке. Польдер — осушенная, возделанная и защищенная от затопления дамбой прибрежная болотистая низменность, лежащая ниже уровня моря (в Нидерландах, Дании, ФРГ).

По причинам возникновения наводнения подразделяются на половодье (сезонное таяние снега с максимальным стоком воды, отличается длительным подъемом уровня воды в реке) и паводок, кото­рый вызывается интенсивным дождем или таянием снега при зимних оттепелях.

По размерам и наносимому ущербу наводнения бывают низкими (малыми), высокими, выдающимися и катастрофическими.

В Российской Федерации от наводнений в первую очередь страдают низменные районы центральной части европейской территории, Южного Урала, юга Западной Сибири; Поволжье, Северный Кавказ и др. Как сообщается, общая площадь затоплений в разные годы колеблется от 50 до 400 тыс. км².

Крупные летние и осенние половодья имеют место после сильных продолжительных муссонных дождей в бассейнах Амура, Зеи и других рек Дальнего Востока, при этом катастрофические паводки повторяются здесь примерно раз в 7 лет. В ряде случаев наводнения возника­ют вследствие ветрового нагона воды в устье (р. Нева).

Как и прочие стихийные явления экологической значимости, наводнения обычно предсказать практически невозможно. Они постоянно угрожают почти 70% поверхности Земли.

Отрицательное экологическое проявление наводнений состоит прежде всего в массовой гибели людей, а также животных (в первую очередь, молоди рыбы), сельскохозяйственных культур, садов, виноградников. Ухудшается мелиоративное состояние почв, увеличивается их минерализация, падает плодородие.

Чтобы уменьшить ущерб от наводнений, проводят предупредительные работы; они делятся на две группы: долгосрочные (на перспективу) и организуемые одновременно с угрозой затопления. В первом случае профилактические мероприятия осуществляются с целью создания условий для эффективных спасательных работ и снижения потерь: информирование населения и руководства объектов народного хозяйства о возникновении угрозы; усиление наблюдений за уровнем воды; приведение в готовность спасательных сил и средств; проверка состояния дамб, плотин, мостов, устранение выявленных недостатков.

К предупредительным работам в связи с возникновением угрозы наводнения приступают по сигналу или сообщению гидрометеослужб.

Ураган — ветер силой в 12 баллов и более по шкале Бофорта, т.е. со скоростью 32 м/с и выше, и способный разрушить даже каменные стены. Ураганы возникают, как правило, внезапно над теплыми во­дами тропической зоны. Вода, испаряясь, скапливается в огромные облака с большой плотностью. Ширина ураганов достигает 1,5 тыс. км. Вращаясь с огромной скоростью вокруг центра, который называ­ют «глазом урагана», они могут бушевать на территории в сотни тысяч квадратных километров, при этом сопровождаются огромными разрушениями, человеческими жертвами. Ураган на суше разрушает стро­ения, линии связи и электропередач, повреждает транспортные ком­муникации и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, опустошает поля; на море вызывает огромные волны — иногда высотою более 10—12 м, приводит к гибели судов. В течение последнего столетия от тропических ураганов ежегодно погибает более 5 тыс. человек, убытки ряда прибрежных стран от этого стихийного бедствия составляют 5% и более национального дохода.

Тропические ураганы называют по-разному: в районе Карибского моря - ураганами, в северо-западной части Тихого океана — тайфунами, в юго-западной чисти Тихого океана — циклонами. Во время тропических циклонов скорость ветра часто превышает 50 м/с. Циклоны и тайфуны обычно сопровождаются интенсивными ливнями.

Бури являются разновидностями ураганов. Они характеризуются очень низкой относительной влажностью, вызывают эрозию, или выветривание почвы вместе с находящимися в ней семенами посевов, засыхание всходов, засыпку их, оголение корневой системы и т.д.

Волнение океана, моря представляет существенную опасность в основном для береговых сооружений, судов, ведения промысла. При этом шторм характеризуется следующими значениями силы ветра (по шкале Бофорта): шторм 9 — баллов, скорость ветра — 22,6 м/с; силь­ный шторм — 10 баллов, скорость ветра — 26,4 м/с; жестокий шторм — 11 баллов, скорость ветра — 30,5 м/с.

Пыльная (черная) буря — очень сильный ветер: 10—11 баллов по шкале Бофорта, т.е. 25-—28 и 29—32 м/с; несет огромное количество твердых частиц (пыли, песка и т.д.), которые выдуваются из не защи­щенных растительностью мест и наметаются в другие. Пыльная буря, как правило, служит показателем нарушения поверхности почвы неправильными агроприемами. Размеры охваченной пыльными бурями территории изменяются в широких пределах — от сотен квадратных метров до тысяч квадратных километров.

Довольно часто возникают в России смерчи — атмосферные вихри большой энергии, вращающиеся обычно против часовой стрелки. В Северной Америке они называются торнадо. Смерч — это вытянутая вращающаяся воронка (вихрь), спускающаяся из грозового облака и обычно достигающая поверхности земли. Имея диаметр несколько десятков метров, смерч характеризуется горизонтальной скоростью перемещения 15—40 км/ч, иногда —70 км/ч (прерии Северной Америки). При этом его воронка вращается с огромной скоростью (до 800 \км/ч). Данное вращение, будучи направлено по спирали вверх, является причиной значительных разрушений, особенно в городах, поселках, в лесах и т.д. Здание разрушается вследствие «взрыва», по­скольку в воронке смерча давление сильно понижено по сравнению с нормальным, и тогда здание, наполненное воздухом при обычном давлении, как бы разрывается изнутри.

Часто мощный поток воздуха в воронке засасывает различные предметы, воду, животных, растения, насекомых и переносит их на большие расстояния. Смерч сопровождается грозой, дождем, градом; в зависимости от того, где возникает и что в себя вовлекает смерч (пыль, песок или воду), различают соответственно пыльные, песчаные и во­дяные смерчи.

Пожар — неконтролируемое, стихийное распространение огня по лесу (лесной пожар), степи (степной пожар), торфяному болоту (тор­фяной пожар).

Лесные пожары редко вызываются самовозгоранием (не более 10%), в основном — причинами техногенного характера или небрежным об­ращением с огнем. По площади, охваченной огнем, лесные пожары классифицируются следующим образом: первый класс — загорание (0,1— 0,2 га); второй класс — малый пожар (0,2—2,0 га); третий класс — небольшой (2,1—20 га); четвертый класс — средний (21—200 га); пятый класс — крупный (201—2000 га); катастрофический (более 2000 га).

Продолжительность крупных лесных пожаров в среднем составляет 10—15 суток, при этом выгоревший массив леса достигает 4—5 км².

Основные способы борьбы с лесными пожарами: захлестывание кромки огня, засыпка его землей, заливка водой (химикатами), со­здание заградительных и минерализованных полос, пуск встречного огня (отжиг).

Пожар степной — это естественно возникающий или искусственно вызываемый пал в степях. Последний производят в целях вытеснения нежелательных растений и уничтожения мертвой ветоши для улучшения пастбищного травостоя. Следует отметить, что выжигание травяной и лесной растительности приводит к ее деградации, а в степях начинается опустынивание.

Пожар торфяной — явление самовозгорания торфяного болота при перегреве его поверхности солнечными лучами или в результате не­брежного обращения с огнем. При этом огонь распространяется под поверхностью и слое до 3м, что весьма затрудняет борьбу с ним. Также пожары чисто приводят к значительным экономическим поте­рям и человеческим жертвам. Тушение подземных пожаров проводят двумя способами. При первом способе вокруг торфяного пожара на расстоянии 8—10 м от его кромки роют траншею (канаву), глубиной до уровня грунтовых вод. Второй способ состоит в устройстве вокруг очага пожара полосы, насыщенной растворами негорючих химикатов. С этой целью в слой торфа нагнетают водный раствор химически активных веществ-смачивателей (сульфатные соли, стиральные порошки). Последние в сотни раз ускоряют процесс проникновения влаги в торф. Введение этих растворов осуществляют на расстоянии 5—8 м от предполагаемой кромки подземного пожара и через 25—30 см друг от друга.

Засуха — длительная (от нескольких недель до нескольких лет) сухая погода, часто при повышенной температуре воздуха, без осадков (или при их крайне незначительном количестве). Она приводит к истощению запасов влаги в почве и резкому снижению относитель­ной влажности воздуха. Все это вызывает невозможность роста и развития растений, усыхание водоемов, водопоев. Как следствие, ка­тастрофически падают урожаи сельскохозяйственных культур, деградируют луга, снижается прирост древесины, происходит падеж скота и резко сокращается численность других животных организмов.

Интенсивность засух характеризует величина потери урожая: до 20% — незначительная засуха, 20—50 — засуха средней силы и свы­ше 50% — сильная засуха. За последние годы наиболее жестокие за­сухи были зарегистрированы южнее Сахары и в Эфиопии. Там произошло опустынивание более 65 млн га земель.

Засухи часто усугубляются сильными сухими ветрами — суховеями, которые сопровождаются исключительно высоким дефицитом влаж­ности воздуха и истощением запасов продуктивной почвенной влаги.

На территории европейской части России засухи, которые вызываются устойчивыми антициклонами, возникают 2—3 раза за столе­тие в лесной полосе и до 30 и более раз — в лесостепи и степи.

Опустынивание. Этим термином называют процесс, который приводит к потере природным комплексом (экосистемой) сплошного растительного покрова с дальнейшей невозможностью его восста­новления (по крайней мере — без участия человека).

Потери продуктивных земель в результате опустынивания на всей планете ныне составляют 50—70 тыс. км² в год, а общая площадь «искусственных пустынь», возникших в результате деятельности чело­века, — более 8млн км². Пустыни ведут наступление на степи, степи в свою очередь — на саванны, саванны — на тропические леса. Уче­ные подсчитали, что за период активной человеческой деятельности необратимые потери земельных ресурсов достигли 20 млн км², что почти в полтора раза превышает современную пахотную площадь пла­неты.

Главные причины роста пустыни — перегрузка ландшафта сельскохозяйственными культурами и неумеренный выпас скота, а также вырубка лесов. Огромна площадь земель, выделяемая под всевоз­можные застройки. Ежегодно из сельскохозяйственного пользования исключается 5—7млн га различных угодий, которые передаются под городские и иные строения, коммуникации, водохранилища и т.д. Под угрозой опустынивания находится порядка 30млн км² (19% суши планеты).

Оползень — смещение вниз по склону массы рыхлой горной поро­ды под влиянием силы тяжести, особенно при насыщении рыхлого материала водой. Оно может происходить (чаще всего весной и летом) на склонах не менее 19°. Подавляющее большинство оползней приходится на районы, которые находятся на абсолютной высоте от 1000 до 1700м.

Скорость движения оползней сильно колеблется: от 0,06 м/год (исключительно медленные оползни) до 0,3 м/мин (исключительно быстрые). По мощности, т.е. по количеству вовлекаемых горных пород, они также сильно различаются: от 10 тыс. м³ (малые ополз­ни) до свыше 1 млн м³ (очень крупные).

Гравитационный перенос материала — грозное природное явление, способное нанести огромный ущерб. В результате оползней в Чечне и Ингушетии (1989 и 1998 гг.) без крова остались около 27 тыс. человек.

Обвал — отрыв и падение больших масс горных пород или почвы, их опрокидывание, дробление и скатывание по склону. Этот вид стихийного бедствия, как и просадка земной поверхности имеет место не только вследствие землетрясений, оползней, проливных дождей и вымывания карстовых пород, но и в результате хозяйствен­ной деятельности человека, особенно в районах разработки полезных ископаемых.

Абразия эрозионный процесс размывания берегов морей и во­дохранилищ под воздействием ударов волн, выветривания или хозяйственной деятельности человека.

Обвал, просадка земной поверхности и абразия разрушают здания, дороги, гидротехнические и другие сооружения, выводя из строя линии связи и электропередач, уничтожают сельхозугодия, приводят к гибели людей и животных.

Эрозия — процесс разрушения горных пород (выветривание), почвы и любых других образований поверхности земли водой, ветром, ледниками. Вследствие эрозии разрушается плодородный слой почвы, возникают овраги, балки и др. Следует отметить, что эрозия и естественных условиях протекает весьма медленно: например, снос поверхностными водами 20 см почвы под пологом леса происходит за 174 тыс. лет, под лугом — за 29 тыс. лет. При правильных севооборотах поля теряют указанное количество почвы за 100 лет, а при возделывании монокультуры кукурузы — всего за 15 лет, что намного превышает скорость почвообразования.

Эрозия почв привела к полной или частичной потере плодородия более половины всей пашни мира (1,6—2 млн км²). Сообщается, что ежегодно из-за эрозии выбывает из сельскохозяйственного использования от 50 до 70 тыс. км², т.е. более 3% эксплуатируемой пашни и год. Этому способствуют бессистемная вырубка леса, неумеренный выпас скота на пастбищах (особенно в горной местности), распашка легких почв в засушливых зонах. Эрозия ведет также к заилению рек и водохранилищ, прудов и т.п., ухудшению состояния пойменных земель.

Сель — бурный грязевой или грязекаменный (до 75% от общей массы стока) поток, внезапно возникающий в результате ливней или бурного таяния снега в бассейнах небольших горных рек. Скорость течения селевого потока обычно составляет 2,5—4,0 м/с, но иногда при прорыве заторов она может достигать 8—10 м/с и более. Разви­вается в крутосклонных (не менее 10°) долинах, зависит от запасов рыхлого материала. Одна из причин возникновения селя — уничто­жение лесной растительности на водосборных поверхностях.

Мощные грязекаменные селевые потоки, вызванные извержением вулкана в Колумбии (1985 г.), погубили 23 тыс. жителей г. Армеро.

К сожалению, методов прогнозирования селей не существует. Однако для некоторых селеопасных районов установлены определен­ные критерии, которые позволяют оценить вероятность возникнове­ния селей.

В целях борьбы с селевыми потоками возводят различные плоти­ны для задержки твердого стока и пропуска смеси воды и мелких фракций пород, устраивают каскад запруд для разрушения селевого потока и освобождения его от твердого материала, подпорные стенки для укрепления откосов, нагорные стокоперехватывающие и водосборные каналы для отвода в ближайшие водотоки, и др.

Снежная лавина. В горных районах после сильных снегопадов возрастает опасность схода снежных лавин. Они образуются на безлес­ных склонах гор крутизной от 15° до 50°. Скорость движения сухой (зимней) лавины -— 80—100 м/с, мокрой (весенней) — 10—20 м/с. При этом масса снега, вовлеченного в движение, составляет от не­скольких десятков до нескольких миллионов кубометров.

Признаки возможного схода лавин: резкое возрастание количества снега на склоне, выпадение сухого снега при низкой температуре либо перенасыщение его водой при оттепели. Причинами схода могут быть пересечение лавиноопасных участков людьми или крупными животными, звуковые волны от взрывов, выстрелов, криков, сильный ветер.

Борьба с лавинной опасностью сводится к управлению временем схода лавины путем артобстрела, создающего условия для сдвига снежных масс, но главным образом — к профилактическому учету лавиноопасных мест и времени схода лавины.