Стихийные бедствия - это опасные природные явления геофизического, геологического, атмосферного или биосферного происхождения, характеризующиеся внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушениями, уничтожением материальных ценностей, травмами и жертвами. Они могут служить причиной аварий и катастроф, появления вторичных поражающих факторов. По своему происхождению стихийные бедствия классифицируются на 2 типа:

· Эндогенные (от греч. "эндон" - "внутри", "генос" - "рождение") - связанные с внутренней энергией Земли (землетрясения, цунами, вулканы);

· Экзогенные (от греч. "экзо" - "вне") - обусловленные главным образом солнечной энергией и силой тяжести (наводнения, штормы, тропические штормы, оползни, засухи и т.д.)

2. Эндогенные, экзогенные и космогенные стихийные бедствия

2.1 Эндогенные стихийные бедствия

2.1.1 Землетрясения

Землетрясения - едва ли не самые страшные природные катастрофы, уносящие десятки и сотни тысяч человеческих жизней и вызывающие опустошительные разрушения на огромных пространствах. Разной силы и в разных районах Земного шара они происходят постоянно, нанося огромный материальный ущерб. Поэтому ученые разных стран постоянно прилагают значительные усилия для определения природы землетрясений и их прогнозирования.

Любое землетрясение - это мгновенно высвобожденная энергия за счет разрыва горных пород в некотором объеме - очаге, границы которого не могут быть определены достаточно строго и зависят от структуры и напряженно-деформированного состояния горных пород в каждом конкретном месте. Деформация, происходящая скачкообразно, порождает упругие волны, которые и изучаются сейсмологами. Объем деформируемой породы играет важную роль, определяя силу сейсмического толчка и выделившуюся энергию.

Большие пространства земной коры или верхней мантии Земли, в которых происходят разрывы и возникают неупругие тектонические деформации, инициируют сильное землетрясение. Чем меньше объем очага, тем слабее сейсмические толчки.

Интенсивность землетрясения определяется с помощью двенадцатибалльной шкалы Медведева - Шпонхойера - Карника (MSK-64). Согласно этой шкале принята следующая градация интенсивности землетрясений: I-III балла - слабые, IV-V - ощутимые, V-VII - сильные (разрушаются ветхие постройки), VIII - разрушительные (частично разрушаются прочные здания, падают фабричные трубы), IX - опустошительные (разрушается большинство зданий), X - уничтожающие (разрушаются мосты, возникают оползни и обвалы), XI - катастрофические (разрушаются все сооружения, изменяется ландшафт), XII - губительные катастрофы (вызывают изменение рельефа местности на обширной территории).

Прогноз землетрясений считается наиболее важной проблемой, которой занимаются сотни ученых во многих странах мира, однако, этот вопрос еще далеко не решен. Прогноз включает в себя как выявление предвестников землетрясений, так и сейсмическое районирование, т.е. выделение областей, в которых можно ожидать землетрясения определенной балльности. Предсказание землетрясений состоит из долгосрочного прогноза - на десятки лет; краткосрочного - на несколько недель или первые месяцы и объявления непосредственной сейсмической тревоги.

Существует большое количество разнообразных предвестников землетрясений, начиная от собственно сейсмических, геофизических и кончая гидродинамическими и биологическими. Так, сильные землетрясения в конкретном районе происходят через значительные промежутки времени, измеряемые десятками и сотнями лет, поскольку после разрядки напряжений необходимо время для их возрастания до новой критической величины.

Особый интерес в качестве предвестников представляют форшоки, предваряющие основной сейсмический удар. Однако, главная и еще неопределенная сложность заключается в распознавании настоящих форшоков на фоне рутинных сейсмических событий.

В качестве геофизических предвестников используют точные измерения деформаций и наклонов земной поверхности с помощью специальных приборов - деформографов или тензодатчиков. Перед землетрясениями скорость деформации резко возрастает.

Довольно надежны в качестве предвестников колебания подземных вод, т.к. любое сжатие в горных породах приводит к повышению уровня воды в скважинах и колодцах. В качестве предвестников может так же служить изменение содержания радона в подземных водах и скважинах, резкое ослабление интенсивности естественного импульсного электромагнитного поля земли, повышение температуры с одновременным уменьшением влажности воздуха и, наконец, изменение геомагнитной активности за несколько суток до землетрясения.

2.1.2 Цунами

Если землетрясение происходит в океане, то одним из его последствий может быть образование упругой волны, которая, обрушиваясь на берег, сметает все на своем пути, приводя к человеческим жертвам и разрушениям прибрежных сооружений. От обычной поверхностной волны цунами отличается тем, что ее фронт пронизывает всю толщу воды от дна до поверхности, таким образом напоминая ударную волну. Скорость цунами достигает от 600 до 800 км/ч.

Как прогнозировать цунами? Современная цифровая аппаратура позволяет проанализировать информацию уже через пять минут после землетрясения на дне океана, которое и является причиной гигантской волны. Но при том условии, если в регионе создана система оповещения цунами. Заблаговременность прогноза зависит от того, где расположен очаг землетрясения, вызывающего волну.

Основными факторами, обеспечивающими прогнозирование цунами, как и землетрясений, являются: деформация земной коры, определяемая путем наблюдения из Космоса или съемки на поверхности Земли с помощью лазерных источников света; изменение отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясения; изменение электросопротивлений горных пород, колебание уровня грунтовых вод в скважинах; быстрый рост частоты слабых толчков; повышение концентрации радона в воде и др.

2.1.3 Извержение вулканов

Явления, связанные с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканизмом.

Вулкан - геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В результате вулканического действия внутри вулкана образуется магматический канал, интрузии (застывшая магма на глубине земной коры) и дайки (пастообразные геологические породы и другие образования).

Извержения вулканов бывают длительными и кратковременными. Продукты извержения (газообразные, жидкие и твердые) выбрасываются на высоту 1-5 км и переносятся на большие расстояния. Концентрация вулканического пепла бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная ночной. Объем изливающейся лавы достигает десятков кубических километров.

Первичными поражающими факторами при извержении вулканов являются: ударная воздушная волна (УВВ); летящие осколки (камни, деревья, части конструкций); пепел; вулканические газы (двуокись углерода, двуокись серы, водород, сероводород, фтор); тепловое излучение; лава, движущаяся со скоростью до 80 км/ч при температуре до 1000 ⁰С и сжигающая все на своем пути. Вторичные - цунами, пожары, взрывы, завалы, наводнения, оползни.

Несмотря на страшные и трагические последствия извержения вулканов, эти грозные стихийные явления защищают нас от гораздо большей беды. Учеными доказано, что облака вулканического пепла и серы, попадающие в атмосферу при извержениях, замедляют поднятие уровня воды в океане. Закрывая собой солнце, они незначительно, но охлаждают воду, тормозя парниковый эффект.

2.2 Экзогенные чрезвычайные ситуации

2.2.1 Опасные гидрологические явления

Чрезвычайные ситуации гидрологического характера подразделяются на стихийные бедствия, которые вызываются:

· высоким уровнем воды - наводнения, при которых происходит затопление пониженных частей городов и населенных пунктов, посевов сельскохозяйственных структур, повреждение объектов экономики;

· низким уровнем воды, при которых нарушается судоходство, водоснабжение городов и объектов экономики, оросительных систем;

· селями (при прорыве завальных и моренных озер, угрожающих населенным пунктам, дорожным и другим сооружениям);

· оползнями, сходом ледников, снежными лавинами (угроза населенным пунктам, автомобильным и железнодорожным дорогам, линиям электропередач, объектам промышленности и сельского хозяйства).

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемое различными причинами. Это наиболее распространенное стихийное бедствие. Поражающими факторами наводнения являются поток воды и загрязнения гидросферы и почвы (механическое, химическое, биологическое и микробиологическое).

В качестве критериев, характеризующих наводнение, выступают скороподъемность, глубина, скорость движения и температура потока, площадь затопления и скоростной напор воды. Наводнения бывают кратковременные (до двух недель), средней длительности (от двух недель до одного месяца) и длительные. Частыми спутниками наводнений являются крупномасштабные отравления питьевой воды из-за разрушения очистных сооружений, складов с активными, химически опасными и вредными веществами. Не исключено развитие обширных пожаров при разлитии легковоспламеняющихся жидкостей.

Наиболее частой причиной наводнений в России являются заторы (скопление льда в русле, которое ограничивает нормальное течение реки) и зажоры (явление сходное с затором льда, но состоит из рыхлого льда).

Организация контроля за состоянием рек и водоемов является основой системы предупреждения о надвигающемся наводнении. В первую очередь это касается повышения эффективности условной цепочки: станции слежения за речным стоком и атмосферными осадками - прогнозные центры - потребители информации. При этом очень важен надлежащий уровень технического обеспечения всех звеньев этой цепочки как для сбора и обработки информации, так и для ее своевременной передачи. Очень важно поддерживать в постоянной готовности системы оповещения о наводнении. Необходимо уделять внимание подготовке населения к действиям в условиях наводнения и эвакуации населения различными способами из районов возможного затопления.

Лавина - масса снега, падающая или соскальзывающая с крупных гор аналогично обвалу. Скорость движения в среднем 20-30 м/с. Падение лавины сопровождается образованием воздушной предлавинной волны, производящей наибольшие разрушения.

Сель - грязевые или грязекаменные потоки, внезапно возникающие в руслах горных рек вследствие резкого паводка, вызванного интенсивными ливнями, бурным снеготаянием и другими причинами. Это смесь воды, грязи, камней массой до 10 т, деревьев несется со скоростью 15 км/ч, сметая, заливая и увлекая с собой постройки, мосты, разрушая дамбы, плотины, заливая селения. Объем перемещаемой породы достигает миллионы кубических метров. Длительность селевых потоков достигает 10 ч при высоте волны до 15 м.

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

2.2.2 Метеоопасные явления

Метеоопасные стихийные бедствия относятся к атмосферным опасностям и могут быть вызваны следующими причинами:

· ветром, в том числе бурей, ураганом, смерчем (при скорости 25 м/с и более);

· сильным дождем (при количестве осадков 50 мм и более в течение 12 ч и более, а в горных, селевых и ливнеопасных районах - 30 мм и более за 12 ч);

· крупным градом (диаметре градин 20 мм и более);

· сильным снегопадом (при количестве осадков 20 мм и более за 12ч);

· сильными метелями, пыльными бурями;

· сильными морозами или сильной жарой.

Эти природные явления приводят к стихийным бедствиям обычно в случаях, когда они происходят на большой территории и продолжаются не менее 6 часов.

Неравномерность нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат земли. Движение воздуха относительно Земли называют ветром. Сила ветра оценивается по шкале Бофорта. Атмосферное давление распределяется неравномерно, что приводит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому.

Циклон - область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре. Циклон характеризуется системой ветров, дующих против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой - в Южном. Погода при циклонах, как правило, преобладает пасмурная с сильным ветром.

Антициклон - область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре (на уровне моря). Антициклон характеризуется системой ветров, дующих по часовой стрелке в Северном полушарии и против - в Южном, малооблачной и сухой погодой и слабым ветром.

эндогенный космогенный стихийное бедствие

В результате естественных процессов, происходящих в атмосфере, на Земле наблюдаются явления, которые представляют непосредственную опасность или затрудняют функционирование систем человека. К таким атмосферным опасностям относятся туманы, гололед, молнии, ураганы бури, смерчи, град, метели, торнадо, ливни, а так же электрические явления (ионизация воздуха, электрические заряды и разряды облаков).

Ураган - ветер силой 12 баллов по шкале Бофорта, т.е. от 35 до 300 м/с. Возникает в циклонах с очень низким давлением в центре. Ураганы возникают, как правило, внезапно над теплыми водами тропической зоны. Вода, испаряясь, скапливается в огромные облака с большой плотностью. Вращаясь с огромной скоростью вокруг центра, ураганы могут бушевать на территории в сотни тысяч квадратных километров.

Являясь одной из самых мощных сил стихии, ураганы по своему негативному воздействию не уступают таким стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется колоссальной энергией урагана. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва мощностью в 36 мегатонн.

Бури - разновидность урагана, но имеют меньшую скорость ветра. Основная причина жертв при ураганах и бурях - поражение людей летящими осколками, падающими деревьями и элементами строений. Непосредственной причиной гибели во многих случаях является асфиксия, тяжелейшие травмы. Особенно опасны пылевые бури в южных засушливых областях Сибири и европейской части страны, так как вызывают эрозию и выветривание почвы, унос или засыпку посевов.

Смерч - атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде темного облачного рукава или хобота диаметром десятки и сотни метров. Существует смерч недолго, перемещаясь вместе с облаком. Смерч над сушей также называется торнадо.

Внутри рукава смерча наблюдается разряжение воздуха. Затягивающее разные предметы. Скорость вращения воздуха в пылевом столбе достигает 500 м/с с подъемом воздуха и затягиванием в столб пыли, воды, предметов, людей по спирали. За время своего существования он может пройти путь до 600 км, перемещаясь со скоростью до 20 м/с.

Ураганы. Бури и смерчи достаточно точно прогнозируются, и при обеспечении своевременного оповещения можно избежать серьезных материальных и человеческих потерь

2.2.3 Природные пожары

Пожар - это неконтролируемое, стихийное распространение огня по лесу, степи, торфяному болоту.

Наиболее распространенными и приносящими колоссальные убытки являются лесные пожары. По месту распространения они подразделяются на:

· низовые, при которых горит сухой торфяной покров, лесная подстилка, молодой лес. Скорость распространения от 1 до 3 м/мин, высота пламени от 0,5 до 1,5 м;

· верховые, когда горит лес снизу доверху или кроны деревьев. Верховой пожар обычно развивается от разряда молнии или низового пожара. Начальная скорость от 3 до 4 м/мин и увеличивается при сильном ветре: огонь продвигается по кронам деревьев со скоростью от 5 до 100 и более м/мин;

· торфяные (подпочвенные), когда беспламенно горит торф на глубине. Торфяные пожары движутся медленно, по несколько метров в сутки. Они особенно опасны неожиданными прорывами огня из под земного очага и тем, что кромка его не всегда заметна и можно провалиться в подгоревший торф.

Почти все пожары в начале развития носят характер низовых и при определенных условиях переходят в верховые или почвенные (торфяные).

2.3 Космогенные опасности

2.3.1 Виды космических воздействий на биосферу

Космос так же несет в себе опасность для существования Земли. К границе биосферы подходят различные потоки вещества и энергии. Это видимый свет, тепловые инфракрасные лучи, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, коротковолновое и рентгеновское излучение. Большая их часть задерживается в высоких слоях атмосферы и на границе ее с космическим пространством, что предотвращает их губительное воздействие на живые компоненты биосферы.

Планета Земля представляет собой своеобразный огромный магнит, его воображаемая ось лежит относительно близко к оси вращения Земли. Магнитные силовые линии окружают земной шар и образуют вокруг него магнитосферу, которая защищает живые организмы от солнечного ветра. Магнитное поле Земли образует замкнутую магнитосферу, простирается на расстояние 70-80 тыс. км по направлению к солнцу и на многие миллионы километров в противоположном направлении.

Геомагнитное поле удерживает электроны и протоны (ядра водорода), образуя радиационный пояс Земли, защищающий от колебаний солнечной активности.

Не менее важной защитой жизнеобеспечения является ионосфера. Ионосфера - ионизированная верхняя область атмосферы. Источники ионизации земной атмосферы - ультрафиолетовое излучение солнца, рентгеновское излучение солнечной короны, солнечные корпускулярные потоки космические лучи.

2.3.2 Влияние солнечной активности на природные процессы и человека

Активность солнца оказывает огромное влияние на все процессы, происходящие в биосфере, и определяется совокупностью явлений, которые имеют место на светиле. К ним относятся солнечные пятна, факелы, протуберанцы, солнечные вспышки и возмущения в солнечной короне.

Излучение солнца, имеющее электромагнитную корпускулярную природу, называется солнечной радиацией, она является главным источником энергии для большинства процессов на земле.

Солнечная активность существенно влияет на земные процессы. Одиннадцатилетний цикл прослеживается на Земле на большом числе явлений неорганической и органической природы: это возмущения магнитного поля, полярные сияния, возмущения ионосферы, изменения скорости роста растений и деревьев. Степень солнечной активности связывают с рядом общеземных гидрометеорологических явлений, с некоторыми инфекционными заболеваниями (вспышки холеры, чумы, гриппа), урожайностью сельскохозяйственных культур, массовым размножением микроорганизмов, числом сердечно-сосудистых заболеваний и т.д.

2.3.3 Ионизирующая радиация космоса

В космосе ионизирующая радиация создается несколькими источниками: галактическим космическим излучением, излучением солнечных вспышек и излучением радиационного пояса земли. Вблизи Земли доза галактического космического излучения значительно ниже вследствие защитного эффекта геомагнитного поля и экранирующего действия Земли.

Излучение солнечных вспышек состоит из протонов с различной энергией и небольшой доли альфа-частиц. Большие солнечные вспышки случаются редко (примерно раз в 4 года), но их доза излучения может быть весьма значительной. Это корпускулярная радиация практически всецело улавливается магнитосферой Земли. Планета защищена от интенсивной космической радиации магнитным полем.

2.3.4 Магнитные бури

По современным представлениям, основанным на исследовании межпланетного пространства, магнитные бури происходят в результате взаимодействия высокоскоростных потоков намагниченной солнечной плазмы с магнитосферой Земли. Эти потоки плазмы, берущие свое начало в короне солнца и движущиеся со скоростью около 300 км/с, и получили название "солнечный ветер".

Когда плазма солнечного ветра встречает на своем пути магнитное поле Земли, она сначала сжимает магнитные силовые линии, а затем начинает обтекать Землю как поток воды. Пока "дует" регулярный солнечный ветер, никаких возмущений в магнитосфере земли не происходит. Но когда на солнце появляется большая группа пятен с различной полярностью, то с их случайным сближением между собой происходит выделение огромного количества энергии. Это явление называется солнечной вспышкой. Когда этот возмущенный солнечный ветер, несущий с собой магнитное поле, встречает на своем пути магнитосферу Земли, в месте контакта начинают происходить беспорядочные очень сильные изменения напряженности магнитного поля Земли, что и составляет суть магнитной бури.

Магнитные бури воздействуют на технические системы и сооружения, особенно на линии электропередач и металлические нефте- и газопроводы.

Влияние магнитных бурь на человека. С одной стороны, определенная связь солнечной активности и магнитных бурь с изменениями в организме человека существует. С другой стороны, изменения индукции геомагнитного поля даже в самую сильную магнитную бурю очень мало по сравнению с другими электромагнитными "возмутителями", которые окружают современного человека. Поэтому нельзя с уверенностью сказать, какое воздействие оказывают магнитные бури на человека. Можно лишь сказать, что они влияют на наше здоровье, но не больше чем другие факторы.

2.3.5 Чрезвычайные ситуации, вызванные столкновением Земли с космическими телами

Серьезной опасностью, которая угрожает человечеству и всему живому на земле, является столкновение планеты с космическими телами: астероидами, кометами и метеоритами.

В настоящее время известно и описано около 500 космических тел, которые могут пересекать орбиту Земли. И хотя вероятность столкновения Земли с относительно крупными небесными телами невелика, многие страны проводят исследования по проблеме астероидной опасности, направленные на прогнозирование и предотвращение таких столкновений. Столкновение с космическим телом диаметром более километра, грозит значительной катастрофой. Рухнув в океан, космическое тело таких размеров способно вызвать мега цунами с высотой волны 10 км. Достигнув береговой линии, оно все сравняет на своем пути.

Заключение