Метеорологические явления на чрезвычайные ситуации

Опасные метеорологические явления возникают в атмосфере под воздействием различных природных факторов и их сочетаний.

Атмосфера - это газовая среда, окружающая нашу планету и вращающаяся вместе с ней. Происходящие в атмосфере процессы - сильные ветры, ураганы, молнии, град, ливни, гололед - могут оказывать поражающее воздействие на людей, объекты экономики, сельскохозяйственных животных и растения, окружающую природную среду.

Опасные ветры. Причиной возникновения сильных опасных ветров является неравномерный нагрев различных областей Земли (океан - континент, экватор - полюс), что приводит к перемещению воздушных масс из области высокого давления к области низкого давления. Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре называется циклоном.

Антициклон - это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Поперечник этих областей может охватывать пространство в тысячи километров. Антициклон характеризуется малооблачной, сухой погодой со слабыми ветрами, направленными по часовой стрелке. В циклональных условиях преобладает облачная погода с дождями и сильными ветрами, направленными к его центру с преобладающим переносом воздушных масс против часовой стрелки.

Для визуальной оценки силы ветра в баллах английский адмирал Ф. Бофорт в 1806 г. разработал 12-балльную шкалу, которая после некоторых уточнений была принята

Всемирной метеорологической организацией в 1963 г. и до сих пор используется в синоптической практике.

Буря (шторм) - движение воздушных масс со скоростью 20 - 32 м/с. Выделяют две большие группы бурь - потоковые и вихревые [20]. Потоковые бури - это местные явления с ограниченной площадью распространения. Вихревые бури - сложные атмосферные образования, распространяющиеся на громадные площади. В определенных условиях возникают их разновидности - пыльные бури, песчаные бури, черные бури. Вихревые бури поднимают песок, пыль на высоту до 3 километров и переносят огромные массы материала на тысячи километров.

Ураган - ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого превышает 32 м/с. Ураганные ветры возникают в циклонах на стыке холодных и теплых фронтов. Поток воздуха в урагане движется по спирали к центру и вверх. Он может подниматься на высоту 12 - 15 км и слабеет по мере подъема. Диаметр циклона охватывает громадные площади: от 1000 до 4000 км, скорость перемещения составляет 30 - 100 км/ч, а время существования 3 - 4 недели.

Европейские циклоны возникают в районе Исландии, где встречаются холодные воздушные потоки, идущие со стороны Гренландии, с теплым воздухом, сопровождающим Гольфстрим. Достигнув Европы, некоторые из них пересекают значительные пространства и уходят в Сибирь. Ежегодно возникает несколько сотен циклонов, но лишь в отдельных случаях на европейском побережье ветер достигает ураганной силы; в Восточной Европе они проявляются штормовыми ветрами с обильными дождями или снегопадами.

Максимальные скорости ураганных ветров достигают 250 км/ч. Ураганы могут вызвать массовые разрушения жилых построек, повреждение мостов, линий электропередач и связи, аварии железнодорожных поездов. Очень часто все это сопровождается большими человеческими жертвами и значительным экологическим ущербом.

Одним из наиболее трагических по своим последствиям считается ураган, обрушившийся на территорию Бангладеш в ночь на 12 ноября 1970 г. Ветер, скорость которого превышала 200 км/ч, пригнал к берегу приливную волну высотой более 10 м. От совместного воздействия воды и ветра погибло около 50000 человек.

Разрушительные бури и ураганы на территории Беларуси отмечены летописцами в 979, 1143, 1282, 1502, 1592, 1614 гг. [25]. События 1614 г. в Острожской летописи отмечены следующими словами: «...Ураганом положило сады в Борисове и других селах, разнесло много копен сена, людей, работавших в поле носило поверх деревьев. Иных мертвыми находили. Те люди, которые ухватились за деревья и мощно держались, остались в живых. В селах все покрушило. ».

23 июня 1997 г. сокрушительный ураган обрушился на территорию Брестской и Минской областей. Он возник в результате активного перемещения атмосферного фронта при перепаде температур от 16 до 31 градуса тепла. В зоне стихийного бедствия образовались кучевые облака высотой 15 - 17 км, что для территории Беларуси представляет довольно редкое явление. Скорость ветра превышала 30 м/с, ураган сопровождался грозами с дождем и градом.

От урагана пострадало свыше 650 населенных пунктов, погибло 5 человек, 50 человек было травмировано. На площади 150 тыс. га были повреждены посевы сельскохозяйственных культур, нанесен огромный ущерб лесному хозяйству, разрушено более 800 жилых домов, выведено из строя 350 км ЛЭП. Ураган вынудил остановить железнодорожное сообщение на 4 часа на молодечненском, борисовском и осиповичском направлениях. В районах бедствия было введено чрезвычайное положение.

Характерными разновидностям сильного ветра являются вихри и смерчи.

Вихрь - атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или наклонной оси. Возникает неожиданно в ясную погоду, при безоблачном небе. Тело вихря растет снизу-вверх от земли, вовлекая во вращательное движение пыль и мелкие предметы. По мере развития столб вихря становится все выше, до десятков метров, а диаметр изменяется от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Вихри распадаются так же внезапно, как и зарождаются. Вращающийся столб воздуха останавливается, и на этом месте остаются кучки перенесенного материала. Длительность существования вихря невелика, обычно это минуты, десятки минут. Каких-либо заметных разрушений вихри не вызывают.

Смерч (торнадо, тромб) - это чрезвычайно быстро вращающийся воздушный вихрь, обладающий большой разрушительной силой. Смерчи связаны с вихревыми процессами в кучево-дождевых облаках и представляют собой их вторичные образования. Они возникают в грозовом облаке, а затем опускаются к земле в виде гигантского рукава с разреженным воздухом внутри. На поверхности земли ширина его основания составляет первые десятки и сотни метров, а высота воронки может превышать тысячу метров. Направление и скорость перемещения смерча соответствуют перемещению облака и обычно составляют 40 - 60 км/час.

Подвижная воронка - основная составляющая часть смерча. Она состоит из внутренней полости и стенок. Внутренняя полость смерча, как это показали многочисленные наблюдения и измерения, характеризуется резко пониженным давлением [20]. Поэтому, когда она соприкасается с полыми предметами - домами, цистернами, то они попросту взрываются от перепада давлений. Движение воздуха во внутренней полости направлено сверху-вниз и иногда достигает большой скорости.

Наиболее активное движение воздуха в смерче отмечено в его стенках, где оно достигает огромных значений и направлено по спирали вверх. Об этом свидетельствуют отмеченные в штате Канзас (США) такие явления, как протыкающие насквозь крупные стволы деревьев щепки и доски, округлые отверстия в стенах домов и в окнах (как от револьверной пули), соломинки, протыкающие щепки. Граница между подвижной и внутренней полостью смерча очень резкая, в литературе описаны многочисленные случаи, когда из стоящих рядом предметов (ведра, стога сена, пчелиные ульи) одни уносились за сотни метров, а другие оставались на месте.

Длительность существования смерча - от нескольких минут до нескольких часов. За это время он может пройти десятки и сотни километров. В США достоверно зафиксированное максимальное расстояние составляет 450 км, на Русской платформе - более 100 км. Рельеф земной поверхности, реки и озера не являются препятствием для перемещения смерчей. Спускаясь с возвышенностей, они нередко увеличивают свою силу, проходя через лес - оставляют длинные узкие полосы бурелома. Описаны случаи, когда смерч высасывал полностью небольшие озера и болота вместе со всей населяющей их живностью, а при пересечении рек на некоторое время полностью обнажал их дно. Смерч, прошедший над одним из канадских озер, засосал в себя такое количество воды, что его уровень понизился на 0,6 м. Расчеты показали, что вес поглощенной смерчем воды превышал 500 тыс. т.

Вследствие высокой скорости вращения воздуха в смерче его воронка имеет громадную подъемную силу. Даже очень тяжелые предметы весом до 300 т (железнодорожный мост, вагоны) могут быть подняты в воздух и отброшены в сторону на несколько метров. Отмечены случаи переноса на сотни метров небольших домов вместе со всеми его обитателями, автомашин и даже большого церковного колокола весом в 1 т. Весьма многочисленны случаи подъема и переноса смерчем людей на расстояние в несколько километров, причем далеко не во всех случаях это событие заканчивалось трагически.

На территории Беларуси смерчи отмечаются ежегодно, но большинство из них не имеет серьезных последствий. В период с 1844 г. по 1953 г. отмечено 33 разрушительных смерча. За всю историю наблюдений самый разрушительный смерч был в ночь с 5 на 6 июня 1849 г. Он прошел путь длиной 115 км - от Лепеля до Суража, опустошая на всем пути леса и посевы, разрушая дома, уничтожая скот. Имелись даже человеческие жертвы [25]. 25 апреля 1859 г. смерч разрушил свинарник, причем одно из животных было пробито насквозь доской. В другом месте смерч перенес колоды с пчелами на расстояние 500 м, а женщину поднял и перенес по воздуху более 100 м. 12 июля 1927 г. смерч прошел по территории Осиповичского района 37 км, при этом он разрушил и повредил более 100 домов, уничтожил сады, поднял в воздух и разбил телегу с лошадью, сбросил с рельсов груженый товарный состав. 18 августа 1956 г. в одном из колхозов Минской области смерчем было поднято, унесено в овраг и исковеркано 16 бидонов с молоком. Одновременно воронка смерча подхватила лошадь, подняла ее высоко вверх и унесла. Останки лошади были обнаружены в 1,5 км от колхоза.

Таков краткий перечень экстремальных событий, связанных с сильными ветрами на территории Беларуси. По мнению многих ученых в связи с наметившимися признаками глобального изменения климата вероятность проявления опасных природных явлений с течением времени будет возрастать.

Молния - это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим его громом. Молнии подразделяются на внутриоблачные и наземные. Движение молнии к земной поверхности происходит в виде ступенчатого перемещения лидера. Пройдя отрезок в несколько десятков метров движение лидера молнии приостанавливается на несколько десятков мксек., а свечение ослабевает. В следующую стадию процесс повторяется. В среднем скорость перемещения лидера молнии к земле составляет 80 - 100 тыс. км/с. По мере приближения к земле напряженность поля на конце молнии усиливается и из выступающих на поверхности земли высоких предметов выбрасывается встречная нить электрического разряда (стример), соединяющаяся с лидером. В заключительной стадии по каналу, ионизированному лидером, следует обратный, или главный разряд молнии. Температура в канале при этом может составлять 25000° С, длина канала молнии 1 - 10 км, а диаметр - несколько сантиметров.

Внутриоблачные молнии включают в себя только лидерные стадии, их длина может изменяться от 1 км до 15 км.

Шаровые молнии часто образуются вслед за ударом линейной молнии. Они представляют собой светящийся сгусток плазмы размером 5 - 20 см. Шаровая молния может проникнуть в помещение через окно, дверь вместе с потоком воздуха.

Иногда они зависают в воздухе или медленно перемещаются, а задев какой-либо выступающий предмет - взрываются.

Шаровая и линейная молнии могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей, а также сопровождаются разрушениями и пожарами. Вероятность поражения молнией наземного предмета зависит от его высоты и характера электропроводности почвы. Чаще всего поражаются неметаллические дымовые трубы, башни, пожарные вышки, высокие одиночные деревья. Большую опасность представляют удары молнии в линии электропередач и связи, смонтированные на деревянных опорах, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры (телефон, выключатели) на землю и другие предметы. Отмечены случаи, когда это приводило к пожарам и поражению людей.

При прохождении грозовых фронтов серьезную опасность представляют интенсивные ливни, градобития, удары молний, сильные порывы ветра.

Град - это атмосферные осадки в виде шариков льда и смеси снега и льда. Обычно град выпадает во время прохождения холодного фронта или во время грозы.

Крупные градины имеют размеры от 1 до 15 см и состоят чередующихся слоев мягкого и твердого льда.

В некоторых случаях территория, охваченная выпадениями града, достигает 50 км в длину и 10 км в ширину. Г рад наносит большой ущерб сельскому хозяйству - уничтожает теплицы, посевы и сады, повреждает жилые дома и транспортные средства. В градоопасных районах действуют службы по борьбе с градом. Опасные облака расстреливают снарядами, снаряженными специальными химическими веществами, вызывающими дождь.

Продолжительные дожди и ливни на территории Беларуси часто приобретают опасный характер, особенно в летний и осенний период. Опасность дождей состоит в том, что, выпадая почти непрерывно в течение нескольких суток, они вызывают паводки и наводнения. Такие явления наносят большой ущерб народному хозяйству.

Сильный дождь - количество осадков 50 мм и более в течение непродолжительного времени: от 2 - 3 часов до полусуток.

Туман - скопление продуктов конденсации водяных паров в виде капель или кристаллов, взвешенных в воздухе над поверхностью земли. Туман сопровождается значительным ухудшением видимости, часто затрудняет работу транспорта, является причиной многих дорожно-транспортных происшествий.

Гололед - слой плотного льда, образующийся на поверхности земли и различных предметов при намерзании переохлажденных капель дождя или тумана. Гололед является причиной многих дорожно-транспортных происшествий, создает проблемы при передвижении пешеходов, которые нередко заканчиваются падениями и травмами. Формирование гололедных образований на проводах ведет к авариям на линиях связи и электроснабжения.