Атмосферные опасности

Мы живём на дне огромного воздушного океана, окружающего земной шар. Глубина этого океана – 1000 км; называется он атмосферой. Это и есть воздух, которым мы дышим. Ничто живое не могло бы существовать на Земле без воздуха и ветра. Таким образом, ветер один из важнейших компонентов жизни. Однако он может быть и разрушителем, разрушительнее многих других природных стихий.

Английский адмирал Френсис Бофорт ещё в 1806 году предложил 12-балльную шкалу ветров, названную по его имени шкалой Бофорта. Он подразделил ветра в зависимости от скорости перемещения воздушных масс. Уже при силе в 9 баллов, когда скорость составляет от 20 до 24 м/с, ветер валит ветхие строения, срывает крыши с домов. Его называют штормом. Если же скорость ветра достигает 32 м/с, о нём говорят как об урагане. Штормы наиболее опасны на морских побережьях и в устьях больших рек. Европа подвержена штормовым и ураганным ветрам. В январе 1953 года жёстокие северные ветры неистовствовали в Северном море, мешая его водам перетекать в океан через пролив Ла-Манш, и они скапливались у берегов Восточной Англии и Нидерландов. Уровень моря поднялся там, на 6 метров выше нормы, волны затопили прибрежные равнины, снесли множество дамб и мостов, залили почти весь юго-запад Нидерландов.

Не менее опасное явление – смерчи, рождающиеся в тропических широтах. Смерчи образуются, когда сталкиваются две большие воздушные массы различной температуры и влажности, причём в нижних слоях воздух тёплый, а в верхних – холодный. Внезапно из нависших туч к земле опускается гигантский «хобот», вращающийся с бешеной скоростью, а навстречу ему с поверхности, похожий на опрокинутую воронку, тянется другой вихрь. Если они смыкаются, то образуют огромный, столб, вращающийся против часовой стрелки. С оглушительным рёвом катится этот столб между небом и землёй, втягивая в себя всё, что встречается на его пути – вырванные с корнем деревья, песок, дома, автомобили, людей. Минут через десять всё заканчивается. «Хобот» втягивается обратно в грозовое облако, а на земле остаётся полоса длиной в несколько километров и шириной от 50 до 400 м, по которой словно проехал огромный асфальтовый каток. Ежегодно Америку навещает около 900 смерчей, тут их называют торнадо. Чаще всего это стихийное бедствие обрушивается на территорию штатов Техас и Огайо, где от него гибнет в среднем 114 человек в год. 18 марта 1925 года самый сильный из таких смерчей в течение трёх часов свирепствовал над Средним Западом США и унёс 689 жизней. В ФРГ они тоже случаются. Однако здесь они не так разрушительны, как в Америке. Одно из самых страшных стихийных бедствий, постигших нашу планету, принёс тропический ураган, разыгравшийся в ноябре 1970 года в Бенгальском заливе. Тайфун, возникший там, устремился к северу, в устье Ганга. Обратившиеся вспять воды «великой священной» реки Индии, набухшие от ливней, затопили в прибрежных районах 800000 км² (а это втрое превосходит всю территорию Германии), от 200000-300000 человек погибли в этой катастрофе.

Ураганы и тайфуны – более редкое явление, чем их младшие братья – смерчи. Ежегодно возникает до сотни смерчей, десятая их часть приходится на США. Именно там с 1953 года смерчам-торнадо стали присваивать короткие и легко запоминаемые женские имена в алфавитном порядке, начиная каждый год с буквы «А». А с 1979 года стали пользоваться и мужскими именами. Первые ураганы пятьдесят третьего года были названы Анна и Боб.

Град – вид атмосферных осадков, состоящих из сферических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Плотность градин 0,5-0,9 г/см³. В 1 мин на 1 м² падает 500-1000 градин. Продолжительность выпадения града обычно 5-10 мин, очень редко – до 1 часа.

Разработаны радиологические методы определения градоносности и градоопасности облаков и созданы оперативные службы борьбы с градом. Борьба с градом основана на принципе введения с помощью ракет или снарядов в облако реагента (обычно йодистого свинца или йодистого серебра), способствующего замораживанию переохлажденных капель. В результате появляется огромное количество искусственных центров кристаллизации. По этой причине градины получаются меньших размеров, и они успевают растаять ещё до падения на землю.

Гром – звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии, который вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии.

Молния – это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. В раскрытие природы молнии внесли вклад американский физик Б. Франклин (1706-1790), русские учёные М. В. Ломоносов (1711-1765) и Г. Рихман (1711-1753), погибший от удара молнии при исследованиях атмосферного электричества.

Самые разрушительные атмосферные явления, известные в зарубежных странах под названием торнадо, у нас называют смерчами. Особенно часто смерчи возникают в летние месяцы на территории Украины и в центральных частях России, а также на Черноморском побережье Кавказа. При ясной погоде неожиданно налетает ураганный ветер, из-за разности давления возникает воронка, которая быстро перемещается и затягивает в себя всё более или менее крупные предметы, даже отдельно стоящие легковые автомобили. Под воздействием смерча разрушаются дома, ломаются и даже с корнем вырываются крупные деревья.

Один из самых сильных смерчей прошёл 9 июня 1984 года в центральной части России. Его путь пролегал по Московской, Ивановской и Костромской областям. Ущерб, нанесённый этим смерчем, оценивался в десятки миллионов долларов. Во время прохождения смерча были разрушены многие дома и ранены люди.

Большую опасность представляют смерчи, возникающие в открытом море, особенно если они обрушиваются на побережье. От таких смерчей страдает Черноморское побережье Кавказа, район Сочи и Туапсе. В основание «хобота» втягивается вода, которая выливается на побережье и затапливает окрестности. В воронке оказываются обломки различных предметов, которые несут смерть всему живому. Одновременно при совершенно безоблачной погоде в считанные минуты на берег обрушиваются бурные потоки, которые затапливают окрестности.

Дополнительная информация.

Самым катастрофическим из атмосферных явлений считается ураган. Под ураганом понимается ветер огромной разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (117 км/ч). Время «жизни» урагана, то есть его передвижения по планете, составляет 9-12 дней. Сила урагана определяется в баллах по шкале Бофорта.

Таблица 15

Шкала Бофорта

По данным книги рекордов Гиннесса, самый сильный ветер на планете был зарегистрирован 12 апреля 1934 года на горе Вашингтон (1916 м над уровнем моря) в штате Нью-Гемпшир (США). Скорость ветра достигла тогда 371 км/ч. На равнине рекорд скорости ветра (333 км/ч) принадлежит урагану, пронесшемуся 8 марта 1972 года над базой ВВС США в Гренландии. В России наибольшая скорость ветра (187 км/ч) была зарегистрирована на о. Харлов в Баренцевом море 8 февраля 1986 года.

«Великим ураганом» называют страшный ураган, разразившийся в октябре 1780 года в Атлантическом океане у берегов Америки – ветер вздыбил океан, поднял гигантские волны, многие из которых достигали высоты 60 м и более. Ураган налетел на Антильские острова. Он рушил каменные здания, вырывал с корнем деревья. На о. Барбадос были разрушены все населенные пункты, а развалины зданий унесены в море, свыше 400 судов потопил в бухтах и открытом океане этот ураган. Его жертвами стали десятки тысяч людей. В апреле 1997 года на Краснодар обрушился шквальный ветер, налетев со скоростью 35 м/с, он ломал деревья, срывал с крыш шифер, рвал линии электропередачи. Обрушившийся в 1953 году на Нидерланды небывалой силы ураган разрушил 143 тыс. жилых домов, затопил около 3 тыс. км² территории. Погибло более 400 тыс. голов крупного рогатого скота. Имелись жертвы среди населения.

В 492 г. до н.э. шторм, разразившийся у берегов Греции, потопил 300 судов персидского царя Дария I, который намеревался покорить Грецию. В 1980 г в Монголии во время снежной бури погибло более 500 тыс. голов крупного рогатого скота. Сильный ураган пронесся 12 апреля 1997 года над Краснодарским краем. Сила ветра в Новороссийске держалась на уровне до 40 м/с. Волнение моря составляло 5-6 баллов. Штормовым ветром 3 судна были сорваны с якорных стоянок и выброшены на мелководье.

Только на территории США ежегодно возникают 750-800 торнадо, которые уносят в среднем 200-250 человеческих жизней. Материальный ущерб от торнадо в США составляет сотни миллионов долларов. Самый высокий водяной смерч наблюдался в Австралии 16 мая 1898 года. Его высота достигла 1,5-2,8 км при диаметре 3 м.

В севером полушарии Земли ураганные ветры всегда дуют против часовой стрелки, а в южном – по часовой. Синоптики присваивают каждому урагану имя или четырехзначный номер. Первые две цифры номера обозначают год, а последние – порядковый номер появления урагана в течение указанного года. Основная причина возникновения ураганов заключается в циклонической деятельности атмосферы. В умеренных широтах – это значительные контрасты температуры и давления смежных воздушных масс, а в тропиках – конденсация пара в обширном слое влажного воздуха над океаном с выделением огромного количества осадков. Самыми ураганоопасными районами на планете являются Бангладеш, США, Куба, Япония, Большие и Малые Антильские острова, Сахалин, Дальний Восток. Ураганы несут в себе колоссальную энергию. По подсчётам учёных, количество энергии, выделяемое средним ураганом в течение одного часа, равно энергии ядерного взрыва мощностью 36 Мт, в течение одного дня – энергии, необходимой для полугодового обеспечения электричеством США, в течение трёх недель – количеству энергии, которое выработает Братская ГЭС за 26 тыс. лет непрерывной работы в полную мощность. Давление в зоне урагана может достигать 1 тыс. кг и более на 1 м² неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению воздушного потока.

Ураганы вызывают огромные разрушения, уносят множество человеческих жизней, материальный урон от них составляет миллиарды долларов. Ураган 1974 года нанес ущерб странам Азии и бассейна Тихого океана в размере 3,5 млрд. долларов. Погибли 4 тыс. человек, пострадало более 33 млн. человек. Ураганы последних 15 лет унесли жизни 350 тыс. человек. Рекордсменом является ураган «Эндрю», пронесшийся над штатами Флорида и Луизиана (США) в 1992 году и нанесший ущерб в размере 25 млрд. долларов.

В 1975 году ураган «Бора» нанес огромный материальный ущерб Новороссийску. Скорость ветра при этом достигала 144 км/ч. Спустя 18 лет там же ураганом были выброшены на берег три судна. Имелись человеческие жертвы.

В 1996 году небывалой силы ураган обрушился на Чувашию и Мордовию. Десятки тысяч домов были разрушены, тысячи людей остались без крова.

К ветрам разрушительной силы относят штормы и бури, которые отличаются от ураганов лишь скоростью и величиной нанесенного ущерба.

Штормом называется очень сильный и продолжительный ветер, уступающий только урагану по скорости и наносимым им пагубным последствиям, вызывающий большие волнения на море и разрушения на суше. Штормы являются главной причиной ежегодной гибели десятков морских судов.

В 1281 году монгольская флотилия во время похода на Японию была потоплена штормом. Ветру, вызвавшему шторм, японцы дали название «камикадзе», что в переводе означает «божественный ветер».

Известно и другое событие, называемое историками «Балаклавской бурей»: в 1854 году во время осады Севастополя поднявшийся шторм уничтожил 59 судов англо-французского флота, разметал по берегу палатки, склады с имуществом и продовольствием.

В тех случаях, когда скорость ветра находится в пределах 62-103 км/ч, можно вести разговор о таком стихийном явлении, как буря.

Пыльная (песчаная) буря – это сильный ветер, способный выдувать верхний слой почвы до 25 см на десятках и сотнях км² и переносить по воздуху на большие расстояния миллионы тонн мелкозернистых частиц почвы, а в пустыне – песка. При этом засыпаются посевы, заносятся дороги, загрязняются водоёмы.

Пыльные (песчаные) бури представляют собой опасность для человека, находящегося на открытых, незащищённых пространствах. Известны случаи гибели в пустыне от пыльных бурь людей и караванов: в 525 году до н.э. во время песчаной бури в Сахаре погибло пятидесятитысячное войско персидского царя Камбиза.

Снежная буря – это сильный ветер, перемещающий по воздуху огромные массы снега. Снежные бури сопровождаются обильными снегопадами, метелями, заносами, обледенением. Продолжительность снежных бурь составляет от нескольких часов до нескольких дней.

Снежные бури парализуют движение транспорта, нарушают работу коммунальных служб, приводят к трагическим последствиям.

В 1960 году обрушившаяся на США снежная буря привела к гибели 237 человек. Было нарушено электроснабжение, на дорогах образовались гигантские автомобильные пробки. А в 1990 году уже в России жертвой снежной бури стали Воркута и окрестные населенные пункты. Скорость ветра составила тогда 115,2 км/ч. Температура упала до – 21°С. Было нарушено электроснабжение, повреждены крыши зданий, остановлен транспорт. Погибли 9 человек, еще 17 человек были обморожены.

Шквальная буря – это резкое, внезапное, кратковременное усиление ветра, обычно сопровождающееся изменением его направления. Причиной возникновения такой бури является перемещение воздушных масс под влиянием разницы температур (конвекция). Продолжительность шквальной бури – от нескольких секунд до десятков минут. Скорость ветра 72-108 км/ч и более.

Надолго останется в памяти смолян буря, пронесшаяся над Смоленской областью в 1985 года. Менее чем за час она повредила десятки километров линий электропередачи, тысячи деревьев были поломаны и вырваны с корнем. В том же году в Сочи шквальная буря смела с побережья в море легковые автомобили и палатки. Десятки человек тогда получили ранения.

К ветрам огромной разрушительной силы относится смерч (в США – торнадо). Смерч – это сильный атмосферный вихрь, возникающий в грозовых облаках и спускающийся в виде тёмного рукава по направлению к суше или воде с вертикальной, но частично изогнутой осью. Возникновение смерча возможно и при ясной безоблачной погоде. В верхней и нижней частях смерч имеет воронкообразные расширения. Воздух в смерче вращается, как правило, против часовой стрелки со скоростью до 300 км/ч, при этом он поднимается по спирали вверх, втягивая в себя пыль или воду за счёт возникающей разности давлений. Давление воздуха в смерче понижено. Высота рукава может достигать 800-1500 м, диаметр над водой – десятков метров, а над сушей – сотен метров. Время существования смерча – от нескольких минут до нескольких часов. Длина пути – от сотен метров до десятков километров. Самая высокая скорость ветра в смерче была зафиксирована 2 апреля 1958 года в штате Техас (США). Она составляла 450 км/ч. Смерч возникает обычно в тёплом секторе циклона, чаще перед холодным фронтом, и движется в том же направлении, что и циклон. Он сопровождается грозой, дождём, градом. В тех случаях, когда смерч достигает поверхности земли, – разрушения неизбежны. Подобное обуславливается двумя факторами: таранным ударом стремительно несущегося воздуха и большой разностью давления внутренней и периферийной частей столба. Особо опасны смерчи для судов в открытом море. Смерчи наблюдаются во всех районах земного шара. Наиболее часто они возникают в США, Австралии, Северо-Восточной Африке.

В 1925 году в США смерч унес жизни 350 человек, ранения получили 2 тыс. человек. Общая сумма убытков составила 40 млн. долларов. Всего же за этот год от смерчей в США погибли 689 человек.

В 1982 году более 40 смерчей возникли в Чёрном море и перенесли огромное количество воды на сушу. Жертвой смерчей стали п. Джубга и близлежащие населённые пункты Краснодарского края. В море были смыты дома, автомобили, деревья. Спустя два года, но уже на огромной территории Волго-Вятского района, образовалось большое количество разрушительных смерчей. Скорость вращения вихревых воздушных потоков доходила до 200 км/ч, ширина полосы движения – до 500 м, пройденный путь – до нескольких десятков километров. Были разрушены тысячи строений, повалены деревья, водонапорные и силосные башни, прервано водо- и электроснабжение, остановлен транспорт. В 1988 года на ст. Павловскую Краснодарского края обрушился смерч шириной до 1 км. В итоге было разрушено около 500 домов. Во время прошедшего дождя выпал град величиной с куриное яйцо, который пробивал крыши домов, уничтожал посевы.

Одним из катастрофических атмосферных явлений являются ливни, то есть жидкие атмосферные осадки, выпадающие непрерывно или почти непрерывно в течение нескольких суток. Опасность ливней заключается в создании условий для возникновения других стихийных бедствий – наводнений, оползней, селей, обвалов.

Ливни способны переносить огромное количество воды. Самый сильный из них был зарегистрирован 26 ноября 1970 года в Барсте (Гваделупа). За одну минуту выпадало 38,1 мм осадков. В июле 1911 года в Багио (Филиппины) за сутки выпало 1168 мм осадков, а за 4 дня – 2233 мм (например, в Москве годовая норма осадков составляет 500-700 мм). На о. Пуэрто-Рико (США) 8 августа 1899 года за 6 часов выпало 2 млрд. т. воды. В штате Флорида (США) в 1947 году ливни обрушивали на землю 500 млн. т. воды каждый час, то есть 12 млрд. т. воды в сутки. В 1966 году в Италии выпала за два дня полугодовая норма осадков. Река Арно затопила 750 населённых пунктов, толщина воды составила 6 метров. Наибольшее число дождливых дней приходится на Гавайские острова. Здесь дожди идут 350 дней в году. Иногда дожди сопровождаются выпадением града.

Градом называются атмосферные осадки, состоящие из плотных частичек льда размером от мелкой горошины до голубиного яйца (5-15 мм). Возникновение града связано с сильными восходящими потоками воздуха, что приводит к замерзанию и намерзанию капель воды в переохлажденном облаке. Град выпадает в тёплое время года при сильных грозах и иногда покрывает землю слоем толщиной 20-30 см. Наиболее опасен он для сельскохозяйственных районов, так как уничтожает посевы, скот, сбивает цветы и плоды с деревьев. Известны случаи, когда град приводил к гибели людей. Градом были убиты 92 человека 14 апреля 1986 года в Бангладеш. Вес градин составил около 1 кг. В селе Ачикулак Ставропольского края отмечались градины весом более 2 кг. Они повреждали дома, автомобили, деревья. В поле были убиты 90 ягнят и овец. В штате Манипур (Индия) 27 марта 1996 года выпал небывалый град. Диаметр градин достигал 26 см. «Ледяная картечь» привела к гибели нескольких тысяч домашних птиц. Ежегодно США несут убытки от выпадения града в размере 280-290 млн. долларов, Канада – 100 млн. долларов.

Одним из самых грозных природных феноменов считается гроза – атмосферное явление, связанное с развитием мощных кучево-дождевых облаков, сопровождающееся многократными электрическими разрядами (молниями) между облаками, облаками и земной поверхностью, шквалистым ветром, звуковыми явлениями (громом), ливневыми дождями, градом. К наиболее грозоопасным районам относятся экваториальные районы и зоны тропиков. В районе о. Ява грозы бывают 322 дня в году. Между 35° северной широты и 35° южной широты каждые 12 часов отмечается порядка 3200 грозовых ударов, некоторые из них слышны на несколько километров. Над океаном грозы бывают реже, чем над сушей. Всего на Земле ежедневно происходит примерно 45 тыс. гроз. Есть места на планете, где гроз практически не бывает. За Полярным кругом в год регистрируются 1-2 грозы, а в пустыне Сахара их нет вообще. Грозы обычно сопровождаются молниями.

Молния – это высоко-энергетический электрический разряд, возникающий вследствие установления разности электрических потенциалов (иногда до нескольких миллионов вольт) между поверхностями облачного покрова и земли. Длина молний зависит от высоты расположения облаков и лежит в пределах 2-50 км. Сила тока в молнии при её разряде составляет 50-60 тыс. ампер, а иногда эта величина достигает 200 тыс. ампер. Температура в канале молнии составляет 30 млн. градусов.

Молнии являются причиной пожаров и гибели людей. В Европе ежегодно от них погибает около 40 человек, в Америке этот показатель составляет 200-230 человек.

В 1962 году английский теплоход «Аругарри» загорелся от удара молнии и затонул со всеми людьми, находящимися на борту. В 1963 году попадание молнии в американский самолет «Боинг-707» привело к пожару на его борту, падению самолёта, гибели всех пассажиров и членов экипажа. Во время грозы или после ее окончания может возникнуть крайне редкое атмосферное явление – шаровая молния. Она представляет собой голубой, зелёный, жёлтый или красный светящийся шар диаметром 20-25 см, медленно переносимый потоками воздуха. Природа возникновения этого явления практически не изучена. Время «жизни» шаровой молнии – от нескольких секунд до нескольких минут, после чего она бесследно исчезает или взрывается, что может привести к пожару или к гибели людей. Широко известен случай гибели в 1753 году в Санкт-Петербурге ученого Г. Рихмана от шаровой молнии во время изучения им атмосферно-электрических явлений.

К числу стихийных бедствий относится засуха – комплекс метеорологических факторов в виде продолжительного отсутствия осадков в сочетании с высокой температурой и пониженной влажностью воздуха. Учёные считают, что примерно 15% от общего урона, наносимого стихийными бедствиями, приносит засуха. Засуха – не только гибель растительности, падеж скота, а значит и голод, но зачастую ещё и гибель людей. Так, от теплового удара, полученного при повышенной температуре воздуха и пониженной влажности, ежегодно погибают 180-200 человек. Засуха может быть косвенной причиной возникновения других стихийных бедствий. В августе 1988 года после продолжительной засухи в некоторых государствах африканского континента прошли сильные ливневые дожди, что привело к бурным паводкам на реках. Погибло около 2 тыс. человек, миллионы людей остались без крова, были уничтожены сельхозугодия на больших площадях. Летом 1995 года на Северный Китай обрушилась засуха, уничтожившая около 3 млн. га посевов, становилось причиной различных экстремальных ситуаций. Они трактовались, как предзнаменования, указующий перст высших сил, откровения, что, в свою очередь, приводило к развязыванию войн, массовым жертвоприношениям, панике, шоку, потере пространственной ориентации в действительно опасных ситуациях и в итоге – к гибели людей.

В настоящее время ещё не найдены достаточно эффективные способы воздействия на разрушительную силу и пространственный размах катастрофических атмосферных явлений. Имеющиеся средства позволяют лишь зафиксировать возникновение атмосферного явления, спрогнозировать возможное направление его перемещения, время подхода к определённым районам, оценить его мощность и предполагаемые последствия. По этой причине работы в зоне воздействия катастрофических атмосферных явлений носят предупредительный или ликвидационный характер.