Экстремально низкие температуры воздуха. Гололед и гололедица.

Экстремально низкие температуры воздуха. Устанавливаются обычно при зимнем антициклоне. В субтропиках они могут быть вызваны также вторжением масс холодного воздуха из более высоких широт. Экстремально ни. кие (как и экстремально высокие) температуры воздуха - понятие относительное. Они характерны для определенных территорий и представляют собой значительные отклонения от обычных средних температур данной местности, при этом характер и размер ущерба зависят не столько от самих величин отклонений, сколько от приспособленности населения и хозяйства к таким событиям. Самая низкая температура зафиксирована на станции «Восток» в Антарктиде. Она достигла -88,3°С. Для человека неподготовленного такая температура смертельно опасна. Сильные морозы особенно опасны в малоснежные зимы. В Индии в январе 1989 г. более 200 человек погибли от холода при температуре воздуха около 0°. В США в феврале 1989 г. при морозе до -40°С погибло 230 человек. Особенно страдают пожилые и больные люди.
Экстремальные вторжения холодных воздушных масс сопровождаются обычно снегопадами, хотя и могут быть кратковременными (до нескольких дней). Они наносят значительный ущерб сельскому хозяйству в субтропи­ческом поясе, а в весеннее время - и в южной части умеренного пояса.
Среднегодовой мировой ущерб от экстремально низких температур и снегопадов занимает 5-е место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.
В зимнее время, помимо снегопадов и морозов, отмечаются такие негативные явления, как:
Гололед и гололедица. Причины их возникновения могут быть различными. Синоптик Прокофьева пишет: «Гололедица представляет собой тонкий слой льда на земной поверхности, образовавшийся после оттепели и дождя в результате наступления похолодания, а также вследствие замерзания мокрого снега, дождя и мороси от соприкосновения с сильно охлажденной поверхностью». Согласно синоптикам, гололедица - это лед на горизонтальных поверхностях, т.е. на земле и дорогах, а гололед - это лед везде: на проводах и на ветках деревьев. Совершенно точно употребил в своем шуточном стихотворении слово «гололедица» поэт В. Берестов:

«Не идется и не едется, потому что гололедица.
Но зато отлично падается!
Почему ж никто не радуется?»

Такие ситуации опасны для пастбищных животных. Так, на Чукотке в начале 1980-х годов гололедица вызвала массовую гибель оленей. К этому же типу явлений относится обледенение причалов, морских платформ, судов вследствие замерзания брызг воды во время шторма. Особенно это опасно для небольших судов, палуба и надстройки которых невысоко подняты над водой: может возникнуть критическая нагрузка за считанные часы, и судно перевернется. Ежегодно от этого в мире гибнет около 10 рыболовецких судов, сотни оказываются в рискованном положении. Набрызговые наледи на берегах Охотского и Японского морей достигают толщины 3-4 м, что сильно затрудняет хозяйственную деятельность в прибрежной полосе.
Гололед (ГОСТ Р 22.0.03-95) - это слой плотного льда на земной поверхности и на предметах в результате намерзания капель переохлажденно­го дождя, мороси или обильного тумана, а также при конденсации пара. Возникает при температуре от 0° до -15'С. Осадки выпадают в виде переохлажденных капель, но при соприкосновении с поверхностью или предметами они замерзают, покрывая ее ледяным слоем. Типичной ситуацией для возникновения гололеда является приход зимой после сильных морозов относительно теплого и влажного воздуха, имеющего чаще всего температуру от 0° до -3°С. Налипание мокрого снега (снежные и ледяные корки), наиболее опасное для линий связи и электропередач, происходит при снегопадах и температуре от +Г до -3°С и скорости ветра 10-20 м/с. Диаметр отложений снега достигает 20 см. вес 2-4 кг на I м плюс ветровая нагрузка. Опасность гололеда резко возрастает при усилении ветра. Это приводит к обрыву проводов электропередач. Самый сильный гололед в Новгороде отмечался весной 1959 г., он вызвал массовые повреждения линий связи и электропередач, в результате чего на некоторых направлениях связь с Новгородом была полностью прервана. Покрытие ледяной коркой поверхности мостовых и тротуаров при гололеде становится причиной многочисленных травм, а также аварий автомобильного транспорта. На полотне автодорог образуется накат, парализующий движение, как гололед. Эти явления характерны для приморских районов с влажным мягким климатом (Западная Европа, Япония, Сахалин и т.д.), но распространены и во внутриконтинентальных районах в начале и конце зимы. При замерзании переохлажденных капель тумана на различные предметы образуются гололедные (при температуре от 0° до -5°, реже -20°С) и изморозевые (при температуре от -10° до -30°, реже -40°С) корки. Вес гололедных корок может превышать 10 кг/м (до 35 кг/м - на Сахалине, до 86 кг/м - на Урале). Такая нагрузка разрушительна для большинства проводных линий и для многих мачт. Кроме того, высока вероятность обледенения самолетов вдоль лобовой части фюзеляжа, на винтах, ребрах крыльев и выступающих частях самолетов. Ухудшаются аэродинамические свойства, возникают вибрации, возможны аварии. Обледенение происходит в переох­лажденных водяных облаках с температурой от 0° до -10°С. При соприкосновении с самолетом капли растекаются и замерзают, к ним примерзают снежинки из воздуха. Обледенение возможно и при полете под облаками в зоне переохлажденного дождя. Особенно опасно обледенение во фронтальных облаках, так как эти облака всегда смешанные, а их горизонтальные и вертикальные размеры сопоставимы с размерами фронтов и воздушных масс. Различают гололед прозрачный и мутный (матовый). Мутный гололед возникает при более мелких каплях (мороси) и при более низких температурах. Изморозь возникает благодаря сублимации пара.
Гололед обилен в горах и при морском климате, например, на юге России и на Украине. Повторяемость гололеда наиболее высока там, где часты туманы при температуре от 0° до -5°С.
На Северном Кавказе в январе 1970 г. на проводах образовался лед весом 4-8 кг/м и диаметром отложений 150 мм, в результате разрушились многие линии электропередач и связи. Сильные гололеды отмечены в Донецком бассейне, на Южном Урале и др. Воздействие гололеда на хозяйство наиболее заметно в Западной Европе, США, Канаде, Японии, в южных районах бывшего СССР. Так, в феврале 1984 г. в Ставрополье гололед с ве­тром парализовал автодороги и вызвал аварию на 175 высоковольтных ли­ниях (на 4 суток). При гололедице в Москве количество авто аварий увеличивается в 3 раза.

1.11 Циклон. Тропический циклон (ураган).

Циклоны - это гигантские возмущения атмосферного воздуха, связанные с резкими колебаниями давления и температуры воздушных масс. Эти колебания, а значит, и колебания погоды в огромных районах Земли, зависят в основном от взаимодействия океана и атмосферы, от характера обмена энергией и влагой между ними. Механизм зарождения циклонов не совсем ясен. Очень сложно с достаточной степенью достоверности определить, где и когда возникнет циклон, т.к. среди прочих факторов необходимо учитывать не только общий характер циркуляции атмосферы, но и особенности воздушных течений в каждом конкретном районе. Исследования циклонов затруднены, в частности, и тем, что обычно не удаётся своевременно доставить научную аппаратуру к месту события: циклоны существуют всего несколько суток (по крайней мере - в начальной стадии). Кроме того, на Земле, особенно в акватории океанов, есть немало труднодоступных районов, куда доставить научную аппаратуру вообще нет возможности.

В последние годы исследования циклонов становятся более эффективными за счёт использования специальных аэрозондов, оснащённых необходимыми измерительными приборами и спускаемых по команде с Земли с космических аппаратов, производящих мониторинг соответствующих районов акватории Мирового океана.

Тропический циклон (ураган). Опасность тропического циклона состоит в экстремальном действии одного или всех его элементов (ветра, дождя, штормовых нагонов и волн). Штормовые нагоны представляют наиболее разрушительный фактор. 12 ноября 1970 года тропический циклон в северной части Бенгальского залива вызвал 6-метровый подъем уровня моря, совпавший с высоким приливом. В результате этого урагана и возникшего наводнения погибли примерно 300 тыс. человек, и одни лишь потери урожая оцениваются в 63 млн долларов, но эти цифры не отражают всех по­следствий урагана. Погибло примерно 60% населения, занятого в прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в прибрежном районе, что существенно сказалось на снабже­нии белковой пищей всего региона.

Тропические циклоны - сезонные явления, частота которых в разных районах меняется в среднем от одного до 20 ураганов в год. За год со спутников прослеживается до 110 ураганов, зарождаю­щихся над Атлантикой. Но только 10-11 из них вырастают до таких размеров, когда их можно именовать ураганами, или тропическими штормами. Важной мерой защиты людей от ураганов слу­жит их прогнозирование. Тропические циклоны в начале обычно опознают, а затем прослеживают по снимкам со спутников. Если обнаруживают, что ураган усиливается, выполняют прогноз его пути и скорости, который затем уточняется при получении новой информации. Когда ураган приближается к берегу на расстояние 300 км, его скорость и направление движения можно определить по радио­локатору. В прогнозах обычно стремятся определить участок побережья, которому угрожает ураган, место ожидаемого максимального штормового нагона, районы ливневых дождей и наводнений, а также признаки торнадо по меньшей мере за 36 ч. до выхода тропического циклона на берег. Служба погоды США выпускает для населения прогнозы за 24, 12 и 6 ч., которые содержат сведе­ния о местонахождении и характеристиках циклона, а при необходимости выпускаются ежечасные бюллетени. В Австралии предупреждения выпускаются каждые 6 ч., когда ураган находится более чем в 100 милях от берега, и каждые 3 ч., когда он приближается к суше.

В целях защиты жизни людей и их имущества администрация и само население в районах, под­верженных действию ураганов, принимают различные меры. Осуществляются попытки воздейство­вать на сам ураган. Для этого, например, облака в зоне урагана засевают йодистым серебром. Сооружаются предохранительные береговые дамбы, насыпаются защитные валы, дюны закрепляют­ся растительностью, производятся лесопосадки. Строятся убежища. Важное значение придается стро­гому соблюдению правил зонирования территории, соблюдению строительных норм. Постройки ук­репляются, производится их ветро- и гидрозащита. На случай бедствия накапливаются запасы воды, продовольствия и строительных материалов. Важнейшая роль принадлежит системе оповещения о приближении урагана. Столь же важна и хорошо организованная эвакуация людей из опасной зоны. Американские исследователи очень лаконично формулируют меры защиты непосредственно во время урагана: "Эвакуация. Поиски убежища. Молитва". Лаконичны и рекомендации относитель­но того, что следует делать сразу после урагана:

1. Предъявить страховые иски.

2. Оказать необхо­димую финансовую помощь пострадавшим и восстанавливать нормальную жизнь.

3. Примириться с убытками.

Всем понятно, что тропические циклоны представляют большую угрозу жизни и имуществу во мно­гих частях мира, однако большинство людей относятся к этой угрозе на удивление беспечно.

Тайфуны

Отдельно нужно рассказать о таких явлениях, как тайфуны. Это тоже атмосферные вихри, но порождаются они тропическими циклонами. Циклон - это область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре. Основным районом возникновения тропических циклонов является акватория всех океанов, примыкающая к экватору и заключённая между параллелями 10-20 градусов северной и южной широт. Тропический циклон образуется там, где поверхность воды имеет высокую температуру (27оС и выше), превышающую температуру прилегающего воздуха на 2-3оС и более.

Тёплый и влажный воздух поднимается вверх, и огромные его массы за счет вращения Земли начинают круговое движение с одновременным смещением в район более низкого атмосферного давления. При значительном перепаде давления между серединой и периферией циклона скорость ветра вокруг середины быстро возрастает. Если она достигает ураганной силы - 33 м/с и более, а в отдельных случаях - до 100 м/с, это означает, что циклон превратился в тайфун. Такова упрощенная схема образования тайфуна.

Тайфуны отличаются огромными размерами: их поперечник (ширина захвата) достигает 300-700 километров, а в отдельных случаях - до 1000 км, высота - от 5 до 15 км. Тёплый и влажный воздух, поднявшийся вверх, образует над районом тайфуна дождевые облака, несущие огромное количество воды. Принесённые тайфуном проливные дожди продолжаются часами и нередко приводят к наводнениям.

Зародившиеся в северо-западной части тропической зоны Тихого океана тайфуны демонстрируют свою разрушительную мощь на южных берегах Китая и Кореи, на севере Вьетнама, на восточных берегах Японии и Курильских островов. Не оставляют они в покое и Приморский край России, а также Сахалин и Камчатку.

Название тайфун по-китайски означает сильный ветер и используется для обозначения тропических циклонов, буйствующих в только что перечисленных районах. Циклоны подобной силы, бушующие в восточной части Тихого океана и в Атлантике, называют ураганами, а такие же явления у берегов Индостана называют штормами или просто циклонами.

Циклоны возникают и в умеренных широтах, хотя значительно реже, чем в тропических. Конечно, не каждый циклон набирает ураганную силу и превращается в тайфун. Ежегодно на земном шаре бушует в среднем 20-25 тайфунов.

Смерч

Смерч - восходящий вихрь из чрезвычайно быстро вращающегося в виде воронки воздуха огромной разрушительной силы, в котором присутствуют влага, песок и другие взвеси. Восходящие вихри быстро вращающегося воздуха, имеющие вид темного столба диаметром от несколько десятков до сотен метров с вертикальной, иногда и загнутой осью вращения. Смерч как бы "свешивается" из облака к земле в виде гигантской воронки, внутри которой давление всегда пониженное, поэтому проявляется эффект "всасывания". Он поднимает в воздух и переносит на сотни метров животных, людей, автомобили, небольшие дома, срывает крыши, вырывает с корнем деревья. Средняя скорость ветра от 15 - 18 м/с, до 50м/с, ширина фронта 350 - 400 м. Длина пути - от сотен метров до десятков и сотен километров. Иногда смерчи сопровождаются осадками в виде града, проливного дождя.

Смерч (торнадо) - вихревое горизонтальное движение воздуха, возникает в грозовом облаке и опускается на поверхность земли в виде опрокинутой воронки, диаметр которой до сотен метров. Воздух внутри столба вращается против часовой стрелки, поднимаясь вверх по спирали со скоростью в несколько десятков м/с. Т.к. радиус у земли уменьшается, то скорость у поверхности земли достигает сверхзвуковых величин. Движется столб со скоростью до 20м /с, проходит расстояние 40-60км. Внутри смерча разряжение воздуха так велико, что здания рассыпаются из-за напора, находящегося в них воздуха. Удивительна способность смерчей вонзать продолговатые предметы (соломинки, палки, обломки и др.) в деревья, стены домов, землю и т. п. Мелкие камни пробивают стекло и тонкий металл.

Наиболее распространенными стихийными бедствиями в Европе являются ураганы и наводнения. В пересчете на экономические потери и объемы последующих страховых выплат ураганы и наводнения – наиболее финансово значимые. Ураганы “Лота” и “Мартин”, прошедшие в декабре 1999 года, нанесли ущерб, оцениваемый в 5 млрд. евро, повредив сельскохозяйственные культуры, леса и инфраструктуру населенных пунктов.

Ураган

Ураган - это чрезвычайно быстрое и сильное, нередко большой разрушительной силы и значительной продолжительности движение воздуха.

При ураганах ширина зоны катастрофических разрушений достигает нескольких сотен километров (иногда тысячи км.). Ураган длится 9 - 12 дней, (буря - от нескольких часов до нескольких суток, ширина фронта при буре - несколько сот километров), причиняя большое количество жертв и разрушений. Поперечный размер тропического циклона (называемого также тропическим ураганом, тайфуном) значительно меньше - всего несколько сот километров, высота его - до 12-15 км. Давление в ураганах падает намного ниже, чем во внетропическом циклоне. При этом скорость ветра достигает 400-600 км/час. В сердцевине смерча давление падает очень низко, поэтому смерчи "всасывают" в себя различные, иногда очень тяжелые предметы, которые переносят затем на большие расстояния. Люди, оказавшиеся в центре смерча, погибают.

По мере того как поверхностное давление продолжает падать, тропическое возмущение становится ураганом, когда скорости ветра начинают превышать 64 узла. Заметное вращение развивается вокруг центра урагана, т.к. как спиральные полосы выпадения осадков закручиваются вокруг глаза урагана. Самые тяжелые осадки и самые сильные ветры связаны со стеной глаза.

Глаз - область диаметром в 20-50 км, находится в центре урагана, где небо часто ясное, ветры слабые, а давление - самое низкое.

Стена глаза - кольцо кучево-дождевых облаков, закрученное вокруг глаза. Самые тяжелые осадки и самые сильные ветры обнаруживаются именно здесь.

Спиральные полосы выпадения осадков- полосы мощных конвективных ливней, направленных к центру циклона.

Ураганы возникающие в тропических широтах, имеют скорость до 64 узлов (74 миль в час) и способны вызывать разрушающие ветры, обильные осадки и наводнения, которые могут закончиться огромным ущербом инфраструктуры населенных пунктов, частной собственности и человеческими жертвами. Ураган по силе воздействия на окружающую среду не уступает землетрясениям: разрушаются строения, мачты линий электропередачи и связи, транспортные магистрали, ломаются и выворачиваются с корнями деревья, переворачиваются морские суда и автомобильный транспорт. Часто бури и ураганы сопровождаются ливнями и снегопадами, что еще больше осложняет ситуацию. В результате сильного ветра происходит ветровой нагон воды на устьевом участке рек, подтапливаются населенные пункты, пахотные земли, предприятия вынуждены остановить свое производство.

Москва, ночь с 20 на 21 июня

“Как сообщили информационные агентства со ссылкой на представителей медицинских и аварийных служб и пресс-центр мэрии, порывы ветра местами достигали 31 метра в секунду. Во время сильного ливня выпало 35 мм осадков - столичная месячная норма. По предварительным данным, сломано и вырвано с корнем не менее 45 тысяч деревьев, произошло 744 обрыва уличной осветительной сети. Более ста маршрутов городского общественного транспорта бездействовало из-за 585 обрывов троллейбусных и трамвайных контактных сетей. Шквальный ветер повредил высоковольтные линии электропередачи - зарегистрировано 75 повреждений на линиях напряжением 500, 220 и 110 киловольт. В некоторых местах столицы произошли аварии строительной и дорожной техники. Повреждено множество машин и зданий, в том числе здание Кремля и Большого театра. Около полутора тысяч домов остались без крыш. В речном порту рухнул кран и потопил 2 теплохода. Штормовой ветер, скорость которого, по сообщениям синоптиков, в зоне урагана достигала 90 километров в час, принес и человеческие жертвы: 7 человек погибли, 122 госпитализированы и 161 человек обратился за медицинской помощью“.

Своевременного оповещения об урагане от синоптиков может не поступить. Отсутствие штормового предупреждения приводит к колоссальному материальному ущербу, человеческим жертвам, а иногда и к значительным гуманитарным кризисам. Для эффективного разрешения кризисных ситуаций необходима координация и концентрация ресурсов, которые обеспечат оказание своевременной и соответствующей помощи нуждающимся в ней странам и людям. В 1992 году для координации гуманитарных операций за пределами Европейского Союза создано Бюро ЕС по гуманитарной помощи (ЕСНО).

Усовершенствование службы метеопрогнозов (внедрение системы предупреждения об ураганах космических средств наблюдения) разрешает осуществлять срочную эвакуацию населения из угрожающих участков и уменьшать количество человеческих жертв. Проводятся также исследование влияния на ураганы (в особенности те, что лишь зарождаются) внесением в облака некоторых химических реагентов (йодистое серебро), в ряде случаев вызывает преждевременное выпадение осадков и ослабление разрушительной силы урагана

Для уменьшения воздействия, оказываемого стихийными бедствиями, предпринимаются действия и меры, как на национальном, так и на региональном уровнях, хотя единой целевой политики еще не выработано. Планы действий в экстренных ситуациях, включающие руководства по реагированию на различные стихийные бедствия, разработаны во всех странах Европейского союза, но они в основном еще не апробированы на практике и вряд ли приведут к удовлетворительным результатам при их реализации (EEA 1999).

ЧАСТЬ 2