Аэрометеорологические источники чрезвычайных

Ситуаций

Аэрометеорологические (метеорологические) ИЧС весьма раз­нообразны по механизму воздействия на население и объекты. Рассмотрим лишь ветровые атмосферные явления, опасные для современных городов, жизнеобеспечение которых существенно

зависит от состояния транспортных, энергетических и информа­ционных коммуникаций. К таким явлениям относятся сильные ветры: местные бури (грозовые шквалы), смерчи, циклоны. Об­щей для них является вихревая природа образования.

Ветер — это горизонтальное движение воздушных масс отно­сительно земной поверхности, возникающее в результате нерав­номерного распределения атмосферного давления. Движение это всегда направлено из области высокого давления в область низкого.

Основной характеристикой, определяющей действие ветра, является его скорость. Кинетическая энергия движущихся масс воздуха при столкновении ветра с любой преградой переходит в нагрузку ветрового давления (впоследствии в действие смещающей силы), которое и является основным поражающим фактором для людей и объектов. При этом чем больше площадь соприкоснове­ния с преградой, тем выше нагрузка при одной и той же скорости ветра. Разрушительная сила ветра описывается шкалой Ф. Бофор­та (табл. 2.2).

В зимнее время на людей неблагоприятно воздействует сочета­ние сильного ветра и отрицательных температур. Сильный ветер — со скоростью свыше 14 м/с (50 км/ч). Критическая скорость ветра для создания чрезвычайной ситуации в городе 25 — 30 м/с.

Шквал — резкое кратковременное усиление ветра до 20 — 30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления.

Ураган — ветер разрушительной силы и значительной продол­жительности со скоростью более 35 м/с, вызывающий поврежде­ние построек и коммуникаций.

Сезон шквальных бурь в Москве и Петербурге — с апреля по сентябрь. В это же время нередки и ураганные ветры.

Смерч (в Северной Америке — торнадо — «крутящийся») — это сравнительно маломасштабный атмосферный вихрь, возни­кающий в грозовом облаке и распространяющийся по земной поверхности. В момент полного развития представляет собой гиб­кую воздушную «трубу» с воронками на верхнем и нижнем осно­ваниях, спускающуюся из кучевого дождевого облака. Диаметр столба от десятков до сотен метров, высота — до нижней кромки облака (1 —2 км и более).

Воздушные массы в «трубе» вращаются против часовой стрелки с большой скоростью и поднимаются вверх по спирали, втягивая сни­зу пыль, воду и разные предметы, перенося их на большие рассто­яния. Вследствие центробежной силы «труба» стремится расширить­ся, что создает в ней пониженное давление (0,2 — 0,5 нормального).

Длительность существования смерча — от нескольких минут до нескольких часов. За это время он может пройти до 100 — 200 км при средней скорости движения 30 — 60 км/ч. Ширина захватыва­емой полосы при этом составляет от нескольких сотен метров до 1 км.

Таблица 2.2 Шкала силы ветра по Ф. Бофорту

Главное «оружие» смерча — огромная скорость вращения его «стенок». Удар вращающейся стенки смерча способен разрушить капитальные строения. Еще один поражающий фактор смерча — перепад давлений от нормального с внешней стороны стенки до

пониженного внутри смерча, вызывающий взрывной характер разрушения сооружений, которые попадают в зону действия смерча. Тяжесть разрушений зависит от скорости ветра в смерче и при скорости выше 60 м/с (более 216 км/ч) они становятся от значи­тельных до опустошительных (100— 130 м/с, или 360 — 470 км/ч).

Смерч способен поднимать и переносить на большие расстоя­ния людей, животных, камни, деревья, автомашины и другие предметы массой в десятки тонн. «Бомбардировка» поднятыми предметами опасна и для весьма прочных сооружений.

Ниже приведены максимальные и минимальные значения не­которых характеристик смерчей:

Характеристика Минимальное Максимальное

значение значение

Высота видимой части, м........................ 10—100 1500 — 2000

Диаметр у земли, м .................................. 1 — 10 1500 — 2000

Диаметр у облака, км............................... 1 1,5 — 2,0

Линейная скорость стенок, м/с .............. 20 — 30 100 — 300

Толщина стенок, м .................................. 3 —

Длительность существования, мин......... 1 — 10 300

Длина пути, м........................................... 10—100 5-Ю⁵

Площадь разрушения, м²......................... 10—100 4-Ю⁸

Максимальная масса поднятых

предметов, т.............................................. — 300

Скорость перемещения, км/ч ................. О 150

Давление внутри смерча, атм ................. 0,2 — 0,5 —

На территории России смерчи относятся к наиболее распрост­раненным вихревым ветрам. Они не наблюдаются только на Севе­ре и в горных районах; наиболее вероятны в местностях, где часто происходят грозы и сильные дожди. Потенциально опасному воз­действию смерчей подвержено около 80 % числа городов России, в том числе Москва и Санкт-Петербург; только в XX в. смерчи «проходили» по городам России не менее 50 раз.

Защита от смерчей достаточно проблематична: они возникают внезапно, в пути неоднократно меняют направление и траекто­рию их движения предсказать практически невозможно. Наилу­чшая и единственная защита от смерчей — укрытие в убежище, подвале или в прочном здании.

Циклоны по месту рождения подразделяются на среднеширот-ные и тропические. Циклоны, скорость ветра в которых более 35 м/с, в Европе называются ураганами, в Китае и Японии — тайфунами.

Циклон (тайфун, ураган) — это большой атмосферный вихрь с низким давлением в его центре и скоростью движения от 100 до 200 км/ч.

Среднеширотные циклоны имеют диаметр около 1000 км, существуют до 3 — 4 нед, за которые проходят расстояния до

5 — 7 тыс. км над сушей со скоростью 30—40 км/ч. Обычно они ответственны за изменение погоды, проявляясь обильными дож­дями, снегопадами, метелями.

Основное разрушительное действие на прибрежные районы оказывают тропические циклоны, зарождающиеся над океанами. Они имеют меньшие размеры, но, как правило, гораздо большую ско­рость ветра, в 75 % случаев от штормовой (от 30 м/с, или 110 км/ч) до ураганной. Тропические циклоны смещаются со скоростью 400— 700 км/сут, они существуют обычно от 5 до 15 сут, проходя за это время расстояние до 2 — 2,5 тыс. км.

Ежегодно возникает в среднем около 50 тропических циклонов ураганной силы, в том числе около 20 — в западной части Тихого океана, откуда они движутся к берегам Азии, вплоть до При­морья, Камчатки, Курил, Сахалина.

Поражающими факторами тропических циклонов являются:

сильные и продолжительные ливни, сопровождающие воздуш­ные вихри и вызывающие наводнения и затопления;

ветровое давление;

штормовые волны на море (высотой до 10 м).

К другим аэрометеорологическим явлениям, способным со­здать Ч С парализующего типа в крупных городах, относятся силь­ные продолжительные снегопады и морозы.

Первые создают серьезные помехи в движении транспорта, работе специальных служб, служб жизнеобеспечения (так, при толщине снежного покрова в городе от 10 до 20 см могут наблю­даться серьезные помехи в движении транспорта, а при толщине снежного покрова 30 см и более движение транспорта парализу­ется).

При понижении температуры воздуха от -30 до -35 °С резко возрастает число аварий на транспорте, в системах электро- и теплоснабжения, что приводит к существенным нарушениям в жизнеобеспечении населения.