Что мы знаем о них после сотен лет наблюдений

Наводнения

Основным поражающим фактором наводнений является поток воды, характеризующийся обычно высокими уровнями воды, а при прорывах плотин и катастрофических паводках – также значительными скоростями течения.

Дополнительным поражающим фактором при заторах являются навалы больших масс льда и их давление на береговые сооружения.

При наводнениях возможно возникновение вторичных поражающих факторов:

• пожаров (вследствие замыканий в электросетях);
• оползней, обвалов (вследствие размыва грунта);
• обрушения зданий, сооружений (под воздействием водного потока и вследствие размыва основания);
• заражения природной среды вредными веществами (вследствие попадания в зону затопления хозяйственных объектов, содержащих вредные вещества или вещества, которые при соединении с водой образуют вредные вещества);
• заболевания людей и сельскохозяйственных животных (вследствие загрязнения питьевой воды и продуктов питания); аварий на транспорте и др.

Цунами

Основным поражающим фактором является волна (или серия волн) цунами, характеризующаяся обычно большой высотой и большой скоростью движения волны (волн).

Масштабы распространения ЧС при цунами определяются огромной разрушительной силой волн цунами, площадью затапливаемой территории, а также степенью обжитости и хозяйственной освоенности территорий, подверженных действию цунами.

На территории Российской Федерации действию цунами подвержены районы Курильских островов, Камчатки, Сахалина, а также некоторые участки побережья Тихого океана.

Масштабы последствий определяются балльностью цунами:

• I балл – очень слабое цунами (волна отмечается лишь специальными приборами);
• II балла – слабое цунами (может затопить морское побережье);
• III балла – среднее цунами (плоское побережье затоплено, легкие суда могут оказаться выброшенными на берег, портовые сооружения могут быть подвергнуты слабым разрушениям);
• IV балла – сильное цунами (побережье затоплено, прибрежные постройки повреждены, крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море, берега засорены обломками и мусором, возможны человеческие жертвы);
• V баллов – очень сильное цунами (прибрежные территории затоплены, волноломы и молы сильно повреждены; прибрежные постройки разрушены, крупные суда выброшены на берег, возможны значительные человеческие жертвы).

Возможны вторичные поражающие факторы при цунами – такие же, как и при наводнениях, а повторяемость возникновения цунами определяется повторяемостью подводных и прибрежных землетрясений.

Как предсказать землетрясение

В настоящее время ученые не в состоянии точно предсказывать землетрясения. Существуют методы обнаружения изменения сейсмической активности и деформаций в земной коре, которые могут указывать на повышенную вероятность землетрясения, но на основе этих методов нельзя сказать его точное время или место.

Основное внимание в настоящее время во всем мире уделяется совершенствованию систем раннего предупреждения, а также подготовке и повышению осведомленности населения. Системы раннего предупреждения используют сети сейсмического мониторинга для обнаружения начала землетрясения и быстрой выдачи предупреждений тем, кто находится в пострадавшем районе, позволяя им принять защитные меры до начала сильного сотрясения.

В качестве инструмента для прогнозирования землетрясений и систем раннего предупреждения сейчас активно рассматривают (но пока широко не используют) нейросети. Алгоритмы искусственного интеллекта, такие как машинное и глубокое обучение, можно обучить на исторических сейсмических данных для выявления закономерностей и составления прогнозов о будущих землетрясениях. Эти алгоритмы также можно использовать для анализа сейсмических данных в реальном времени. Однако точность прогнозирования землетрясений на основе ИИ все еще ограничена. Множество факторов усложняют прогнозирование землетрясений, включая ограниченный набор данных, доступных для обучения, нелинейный и хаотический характер землетрясений и влияние человеческой деятельности на измерения.

Гидрологические бедствия

В результате гидродинамических аварий и бедствий происходит следующее:

• слишком высокий уровень воды – наводнения, при которых происходит затопление части населенных пунктов и посевов сельскохозяйственных культур, повреждение транспортных и промышленных объектов;
• слишком низкий уровень воды, который нарушает судоходство и водоснабжение городов;
• сели;
• снежные лавины;
• ранний ледостав, появление льда на судоходных водных магистралях.

К этой группе ЧС относятся морские гидрологические явления – цунами, штормы, напор льдов, их интенсивный дрейф.

Наводнения. Существуют такие основные понятия, как половодье, паводок и наводнение.

Половодье – ежегодно повторяющееся сезонные поднятия уровня воды.

Паводок – кратковременное и непериодическое повышение уровня воды в реке или водоеме.

Паводки, следующие один за другим, могут вызывать половодье, а последние наводнения.

Наводнение – одна из самых распространенных природных опасностей. Возникают они от резкого возрастания количества воды в реках в результате таяния снега или ледников, из-за сильных дождей. Зачастую наводнения сопровождаются загромождением русла реки при ледоходе (затор) или закупориванием русла ледяной пробкой под неподвижным ледяным покровом (зажор).

На морских побережьях наводнения могут быть вызваны землетрясением, извержениями вулканов, цунами. Наводнения, вызванные действием ветров, нагоняющих воду с моря и повышающих уровень воды за счет ее задержки в устье реки, называется нагонным.

Специалисты считают, что людям грозит опасность при наводнениях, если слой воды достигает 1м, а скорость ее потока – более 1м/с. Если подъем воды достигает 3м – это приводит к разрушению домов.

Наводнение может происходить и при полном безветрии. Причиной его могут стать длинные волны, возникающие в море под влиянием циклона. В Санкт-Петербурге острова в дельте Невы затоплялись с 1703г. более 260 раз.

Наводнения на реках различаются по высоте подъема воды, площади затопления и величине ущерба: низкие (малые), высокие (средние),выдающиеся (большие), катастрофические. Низкие наводнения могут повторяться через 10-15 лет, высокие – через 20-25 лет, выдающиеся – через 50-100 лет, катастрофические – через 100-200 лет.

Продолжаться они могут от нескольких до 100 дней.

Наводнение в долине рек Тигр и Евфрат в Месопотамии, случившееся в 5600 лет назад, имело очень серьезные последствия. В Библии наводнение было названо Всемирным потопом.

Цунами – морские гравитационные волны большой длины, возникающие в результате сдвигов больших участков дна при подводных землетрясениях, вулканических извержениях или других тектонических процессах. В области их возникновения волны достигают высоты 1-5м, у побережья – до 10м, а в бухтах и долинах рек – более 50м. Цунами распространяются в глубь суши на расстояние до 3км. Побережье Тихого и Атлантического океанов – основной район проявления цунами. Они производят очень большие разрушения и представляют угрозу для людей.

Волнорезы, насыпи, гавани и молы защищают от цунами лишь частично. В открытом море цунами для судов не опасны.

Защита населения от цунами – предупреждения специальных служб о приближении волн, основанное на опережающей регистрации береговыми сейсмографами землетрясений.

Лесные, степные, торфяные, подземные пожары носят название ландшафтных, или природных, пожаров. Наиболее распространены лесные пожары, приносящие огромные убытки и приводящие к человеческим жертвам.

Лесные пожары являются неконтролируемым горением растительности, которое стихийно распространяется по лесной территории. При сухой погоде лес пересыхает настолько, что любое неосторожное обращение с огнем может вызвать возгорание. В большинстве случаев виновником пожара является человек. Классифицируются лесные пожары по характеру возгорания, скорости распространения и размеру охваченной огнем площади.

В зависимости от характера возгорания и состава леса пожары разделяют на низовые, верховые и почвенные. В начале своего развития все пожары носят характер низовых, а при возникновении определенных условий они переходят в верховые или почвенные. Верховые пожары подразделяются по параметрам продвижения кромки (полосы горения, окаймляющей внешний контур пожара) на слабые, средние и сильные. Низовые и верховые пожары по скорости распространения огня делятся на устойчивые и беглые.

Торфяники горят без пламени, с накапливанием большого количества тепла. Продолжаются торфяные пожары очень долго, потушить их трудно. В нашей статье более подробно написано о “Способах тушения торфяных пожаров“.

Методы борьбы с лесными пожарами. Основными условиями эффективности борьбы с лесными пожарами являются оценка и прогноз пожарной опасности в лесу. Государственные органы лесного хозяйства контролируют состояние охраны на территории лесного фонда.

Для организации тушения пожара нужно определить вид пожара, его характеристики, направления его распространения, естественные преграды (особо опасные для усиления пожара места), силы и средства необходимые для борьбы с ним.

При тушении лесного пожара различают следующие основные стадии: остановка, локализация, дотушивание пожара и окарауливание пожарища (предотвращение возможности загорания от невыясненных очагов горения).

Различают два основных метода борьбы с пожаром по характеру воздействия на процесс горения: непосредственное и косвенное тушение огня.

Первый метод используется при тушении низовых лесных пожаров средней и слабой интенсивности скоростью распространения до 2 м/мин. и высотой пламени до 1,5 м. Косвенный метод тушения пожара в лесу основан на создании заградительных полос на пути его распространения.

Бури и ураганы

Основной поражающий фактор – скоростной напор, зависящий от плотности и скорости воздушного потока.

Пылевые бури (в частности, черные бури) весьма распространены в южных засушливых областях Сибири и Европейской части страны. Наряду с разрушениями зданий и сооружений, черные бури характеризуются очень низкой относительной влажностью воздуха. Они вызывают эрозию или выветривание почвы вместе с находящимися в ней семенами посевов, засыхание всходов, засыпку их, оголение корневой системы и др.

По разрушающему воздействию на здания и сооружения ураганы практически не уступают землетрясениям.

Бури и ураганы влекут за собой разрушения зданий и сооружений, вывалы леса, гибель людей и животных, а также перемещения по воздуху отдельных элементов, обломков, осколков строительных конструкций, поломанных и вырванных с корнем деревьев и других различных предметов.

Возможными вторичными факторами являются пожары, заражения атмосферы и местности, взрывы и воздействие летящих элементов, обломков и осколков строительных конструкций и т.п.

Как связаны магнитуда и разрушения на поверхности

Хотя магнитуда землетрясения и объем разрушений на поверхности земли коррелируют, будет неверно связывать их напрямую. Важно учитывать глубину очага землетрясения и другие параметры. Например, землетрясение, очаг которого находится на большой глубине, может очень слабо ощущаться на поверхности. Но землетрясение той же магнитуды с неглубоким очагом, может нести разрушительные последствия.

Виды землетрясений

• Тектонические землетрясения — возникают в результате движения и взаимодействия тектонических плит. Они являются наиболее распространенным типом землетрясений и могут произойти в любой точке мира.
• Вулканические землетрясения — происходят в результате вулканической активности, такой как движение магмы или обрушение вулканического конуса. Чаще всего они встречаются вблизи активных или потенциально активных вулканических районов.
• Обвальные землетрясения — случаются в результате обрушения подземных шахт, подземных полостей или других искусственных сооружений.
• Взрывные землетрясения — происходят в результате искусственных взрывов, таких как ядерные испытания или взрывные работы в карьерах.
• Оползневые землетрясения — происходят в результате перемещения больших масс камня, земли или других материалов вниз по склону.
• Рои землетрясений — последовательности землетрясений, которые происходят в определенной области в течение короткого периода времени (1–15 дней). Они часто связаны с вулканической или геотермальной активностью.

Землетрясения

К сейсмически опасным районам России и соседних государств относятся западная часть Молдовы, западная и южная части Украины, Кабардино-Балкария, Северная Осетия, Чечено-Ингушетия, Дагестан, Азербайджан, Армения, Грузия, Туркменистан, Узбекистан, Таджикистан, Киргизстан, юго-восточная часть Казахстана, Алтайский край, Новосибирская и Кемеровская области, Красноярский край, Тува, Иркутская область, Бурятия, Читинская и Амурская области, Приморский и Хабаровский края, Сахалинская область, Саха-Якутия, Магаданская область, Командорские и Курильские острова.

Основным поражающим фактором землетрясений являются сейсмические волны.

При вулканических землетрясениях наряду с этим наблюдается воздействие воздушных ударных волн, крупных и мелких раскаленных обломков горных пород, вулканического пепла, потоков раскаленной лавы и удушливых вулканических газов.

Для моретрясений, наряду с поражающими факторами, присущими тектоническим землетрясениям, характерным является возникновение цунами.

При ударе космических тел о Землю и их взрыве наряду с сейсмическими волнами возникают воздушные ударные волны и воронка выброса грунта.

Масштабы землетрясений зависят от глубины очага, выделенной энергии в очаге и местоположения эпицентра землетрясения.

Землетрясения влекут за собой тяжелые последствия, характеризуемые:

• разрушением и опрокидыванием зданий и сооружений, под обломками которых гибнут люди;
• возникновением взрывов и массовых пожаров, происходящих в результате производственных аварий, замыканий в энергетических сетях и разгерметизации емкостей для хранения воспламеняющихся жидкостей;
• образованием возможных очагов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ);
• разрушением и завалом населенных пунктов в результате образования многочисленных трещин, обвалов и оползней;
• затоплением населенных пунктов и целых районов в результате образования водопадов, подпруд на озерах и отклонения русел рек;
• отравлениями удушливыми газами при вулканических извержениях;
• поражением людей и разрушением зданий и сооружений обломками вулканических горных пород;
• засыпкой населенных пунктов вулканическим пеплом и песком;
• поражением людей и возгоранием населенных пунктов и отдельных объектов от огненно-жидкой лавы, стекающей по склонам вулкана;
• провалом населенных пунктов и отдельных объектов при обвальных землетрясениях;
• психологическим воздействием на людей, приводящим к тяжелым психических травмам, иногда со смертельным исходом.

Вторичными поражающими факторами землетрясений являются взрывы, пожары, заражения атмосферы и местности, затопления, обвалы и оползни, обрушения поврежденных землетрясением конструкций зданий и сооружений от дополнительного воздействия поражающих факторов взрывов, пожаров, затоплений, обвалов и оползней.

Биологические чрезвычайные ситуации

Эпидемия – широкое распространение инфекционной болезни среди людей, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости.

Пандемия – необычно большое распространение заболеваемости как по уровню, так и по масштабам распространения с охватом ряда стран, целых континентов и даже всего земного шара.

Все инфекционные болезни подразделяются на четыре группы:

• кишечные инфекции;
• инфекции дыхательных путей (аэрозольные);
• кровяные (трансмиссивные);
• инфекции наружных покровов (контактные).

Виды биологических ЧС

Эпизоотии. Инфекционные болезни животных – группа болезней, имеющая такие общие признаки, как наличие специфического возбудителя, цикличность развития, способность передаваться от зараженного животного к здоровому и принимать эпизоотическое распространение.

Все инфекционные болезни животных делятся на пять групп:

• Первая группа – алиментарные инфекции, передаются через почву, корм, воду. В основном поражаются органы пищеварительной системы. Возбудители передается через инфицированные корма, почву, навоз. К таким инфекциям относятся сибирская язва, ящур, сап, бруцеллез.
• Вторая группа – респираторные инфекции – поражение слизистых оболочек дыхательных путей и легких. К ним относятся: парагрипп, экзоотическая пневмония, оспа овец и коз, чума плотоядных.
• Третья группа – трансмиссивные инфекции, механизм их передачи осуществляется при помощи кровососущих членистоногих. К ним относятся: энцефаломиелиты, туляремия, инфекционная анемия лошадей.
• Четвертая группа – инфекции, возбудители которых передаются через наружные покровы без участия переносчиков. К ним относятся: столбняк, бешенство, оспа коров.
• Пятая группа – инфекции с невыясненными путями поражения, т.е. неквалифицированная группа.

Эпифитотии. Для оценки масштаба заболеваний растений применяются такие понятия эпифитотия и панфитотия.

Эпифитотия – распространение инфекционных болезней на значительные территории в течение определенного времени.

Панфитотия – массовые заболевания, охватывающие несколько стран или континентов.

Болезни растений классифицируются по следующим признакам:

• место или фаза развития растений (болезни семян, всходов, рассады, взрослых растений);
• место проявления (местные, локальные, общие);
• течение (острые, хронические);
• поражаемая культура;
• причина возникновения (инфекционные, неинфекционные).

Космос – один из элементов, влияющих на земную жизнь.

Сели

Сель (селевой поток) – это внезапно формирующийся в руслах горных рек временный грязевой, грязекаменный, водокаменный или вододревесный поток, возникающий при интенсивном таянии снега (льда), обильных продолжительных дождях, а также при прорыве воды из моренных озер.

Селевые потоки возникают при одновременном выполнении трех условий:

• наличия на склонах бассейна достаточного количества продуктов разрушения горных пород;
• наличия нужного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслу;
• наличия крутого уклона склонов водотока

Основными характеристиками селей являются максимальный расход селевого потока, объем селевого выноса (мощность), скорость движения селя, время движения.

Максимальный расход селевого потока (твердой и жидкой фазы) без заторов во время движения примерно в 1.2-1.4 раза больше расхода воды, а при заторах – в 3-5 раз больше. Величина максимального расхода селевого потока может составлять от нескольких десятков до нескольких тысяч м3/с.

В результате прохождения селя в низовья селевых русел выносятся от десятков и сотен тысяч до миллионов кубических метров селевой массы.

Скорость движения селя колеблется в пределах от 2 до 10 и более м/с. Продолжительность селей колеблется от десятков минут до нескольких часов. Плотность селевого потока составляет 1.2-1.9 т/м3, а максимальная сила удара селевого потока о препятствие – от 5 до 12 т/м3.

Закономерности природных явлений

ЧС природного характера

• Каждому виду ЧС способствует определенная пространственная приуроченность;
• Чем интенсивней опасное природное явление, тем оно реже случается;
• Каждая ЧС природного происхождения имеет предшественников – специфические признаки;
• Появление природной ЧС, при всей ее неожиданности, может быть предсказано;
• Часто можно предусмотреть как пассивные, так и активные меры защиты от природных опасностей.

Велика роль антропогенного влияния на проявление природных ЧС. Человеческая деятельность нарушает равновесие в природной среде. Сейчас, когда резко возросли масштабы использования природных ресурсов, стали очень ощутимо проявляться черты глобального экологического кризиса. Важный профилактический фактор, позволяющий сокращать число природных ЧС – соблюдение природного равновесия.

Все природные катастрофы взаимосвязаны, это землетрясения и цунами, тропические циклоны и наводнения, извержения вулканов и пожары, отравление пастбищ, гибель скота. Принимая меры защиты против природных катастроф, надо максимально сократить вторичные последствия, а при помощи соответствующей подготовки по возможности исключить их полностью. Изучение причин и механизмов природных ЧС являются предпосылкой успешной защиты от них, возможности их предсказания. Точный и своевременный прогноз – важное условие эффективной защиты от опасных явлений. Защита от стихийных явлений может быть активной (постройка инженерно-технических сооружений, реконструкция природных объектов и др.) и пассивной (использование укрытий),

Оползни

Оползень – это скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести.

Оползневые процессы являются наиболее распространенным видом гравитационных склоновых процессов, проявляющихся в смещении слоев горных пород с невысокой прочностью под воздействием природных или техногенных факторов. К числу этих факторов относятся климатический, гидрологический, сейсмотектонический, антропогенный и другие факторы.

Природными факторами, непосредственно влияющими на образование оползней, являются землетрясения, переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия, абразия и т.п.

Антропогенными факторами являются подрезка склонов при прокладке дорог, вырубка лесов и кустарников на склонах, производство взрывных и горных работ вблизи оползневых участков, неконтролируемые распашка и полив земельных участков на склонах и др.

Оползни могут происходить на всех склонах, начиная с крутизны 19-500. Однако, на трещиноватых глинистых грунтах оползни могут начаться и при крутизне 5-70. Для этого достаточно избыточного увлажнения горных пород.

Оползни характеризуются следующими параметрами:

• типом пород;
• влажностью пород;
• скоростью движения оползня по склону;
• объемом пород;
• максимальной длиной оползня по склону.

Как измеряют землетрясения в баллах

В разных странах принято по-разному оценивать интенсивность землетрясения.

• В России и некоторых других странах принята 12-балльная шкала Медведева — Шпонхойера — Карника.
• В Европе — 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала.
• В США — 12-балльная модифицированная шкала Меркалли.
• В Японии — семибалльная шкала Японского метеорологического агентства.

Шкала Рихтера

Первую шкалу магнитуды землетрясений предложил американский сейсмолог Чарльз Рихтер в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера. Шкала представляет собой логарифмическую шкалу, которая измеряет магнитуду землетрясений на основе амплитуды движения грунта, регистрируемой сейсмографами. Величина выражается в виде числа, причем каждое увеличение на единицу соответствует десятикратному увеличению движения грунта.

Сейсмограф — прибор, используемый для определения силы и направления и измерения землетрясения. Он состоит из сейсмометра — датчика, измеряющего движение грунта, — и устройства, которое записывает сигнал, производимый сейсмометром.

Проще говоря, сейсмограф подобен диктофону, который прослушивает землю и ведет запись. С той лишь разницей, что сейсмограф создает графический след волн землетрясения. Этот след затем можно проанализировать и определить величину и местоположение землетрясения.

Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника

Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64) — это способ измерения интенсивности землетрясения, который представляет собой описание последствий подземных толчков на поверхности Земли и на искусственных сооружениях. Шкала была разработана в 1970-х годах советскими геологами и используется в основном на территории бывшего Советского Союза и Восточной Европы.

Шкала варьируется от 1 до 12, при этом каждое увеличение на одну единицу соответствует увеличению интенсивности землетрясения. Каждый из уровней описывает количество повреждений зданий и степень движения грунта. Информация, полученная с помощью этой шкалы, используется агентствами по управлению стихийными бедствиями для планирования мер реагирования и восстановления, а также для оценки потенциального воздействия землетрясения.

Как баллы MSK-64 соответствуют разрушениям на поверхности

• Не ощущается. Регистрируется только сейсмическими приборами.
• Очень слабые толчки. Замечают только некоторые люди, находящиеся в полном покое на верхних этажах зданий, и домашними животными.
• Слабое. Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение земли от проезжающего трамвая.
• Интенсивное. Большинство людей замечает такое землетрясение. Можно наблюдать легкое колебание или дребезжание предметов быта, оконных стекол. Могут скрипеть двери и/или стены.
• Довольно сильное. Ощущают многие даже вне зданий, а внутри — все. Шатается мебель, маятники часов останавливаются, могут появиться трещины в окнах и штукатурке.
• Сильное. Ощущается всеми. Предметы падают с полок, а картины — со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.
• Очень сильное. Появляются трещины в стенах домов, есть видимые повреждения.
• Разрушительное. Образуются видимые трещины на крутых склонах и в сырой почве. Памятники сдвигаются, фабричные трубы не выдерживают и падают. Дома сильно повреждаются.
• Опустошительное. Сильно повреждаются или рушатся каменные и кирпичные постройки. У деревянных домов нарушается геометрия.
• Уничтожающее. Трещины в земле достигают ширины в метр. Возникают оползни и обвалы со склонов. Каменные здания рушатся. Ж/д рельсы искривляются.
• Катастрофа. Появляются большие трещины в поверхностных слоях земли. Возникают многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома и мосты почти полностью разрушаются.
• Сильная катастрофа. Огромные изменения в земной коре: многочисленные трещины, обвалы, оползни. Меняется рельеф: возникают водопады, запруды, течение рек отклоняется. Ни одно сооружение не выдерживает.

Модифицированная шкала Меркалли в Европе и США

12-балльная европейская макросейсмическая шкала, также известная как шкала интенсивности Меркалли, была разработана в начале XX века итальянским сейсмологом Джузеппе Меркалли. Шкала также основана на наблюдении за воздействием землетрясения на окружающую среду и созданные человеком сооружения, такие как здания, дороги и мосты.

В то же время, определения различных уровней интенсивности в MSK-64 и Европейской шкалы могут немного отличаться. Например, MSK-64 основывается на количестве повреждений зданий в конкретном районе, в то время как определение того же уровня интенсивности по Европейской макросейсмической шкале учитывает и степень подвижек грунта, и количество повреждений искусственных сооружений.

В США тоже используют модифицированную шкалу Меркалли (Modified Mercalli Intensity, MMI). Она также основана на комбинации инструментальных показаний и наблюдений за воздействием землетрясения на окружающую среду и искусственные сооружения и варьируется от 1 (не ощущается) до 12 баллов (полный ущерб), но была изменена, чтобы лучше отражать последствия землетрясений именно в Соединенных Штатах.

Японская шкала сейсмической интенсивности

Японское метеорологическое агентство (JMA) использует для измерения интенсивности землетрясений собственную шкалу сейсмической интенсивности, также известную как шкала Синдо. Шкала Синдо варьируется от 0 до 7 баллов и учитывает как показания приборов, так и наблюдения за воздействием землетрясения на искусственные сооружения и окружающую среду.

Шкала Синдо была названа в честь японского сейсмолога Кийо Синдо, который разработал шкалу в 1950-х годах. Шкала была разработана для отражения интенсивности землетрясений в Японии, где последствия землетрясений для сооружений могут значительно отличаться из-за уникальной географии страны и стиля строительства.

Цунами – это морские длинные волны, возникающие, главным образом, в результате вертикального сдвига протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях.

Цунами является опасным природным явлением (или источником ЧС), если оно может привести к поражению людей, или если в зоне его действия находятся населенные пункты, хозяйственные объекты, сельскохозяйственные угодья и транспортные коммуникации. Волны цунами характеризуются большой разрушительной силой и большой площадью затопления прибрежных территорий.

В зависимости от причин возникновения различаются цунами, порождаемые подводными и прибрежными землетрясениями и цунами, порождаемые крупными извержениями вулканов и оползнями на морском дне.

Группы антисейсмических мероприятий

• Профилактические, предупредительные мероприятия – это изучение природы землетрясений, определение их предшественников, разработка методов прогнозирования землетрясений;
• Мероприятия, которые осуществляютсянепосредственно перед началом землетрясения, во время него и после его окончания. От уровня организации спасательных работ, обученности населения и эффективности системы оповещения зависит результативность действий в условиях землетрясений.

Очень опасным непосредственным следствием землетрясения является паника, во время которой люди от страха не могут осмысленно принять меры к спасению и взаимопомощи. Особенно опасна паника в местах наибольшего скопления людей – на предприятиях, в учебных заведениях и в общественных местах.

Гибель и травмы происходят при падении обломков разрушенных зданий, а также в результате нахождения людей в завалах и неполучения ими своевременной помощи. Вследствие землетрясений могут возникать пожары, взрывы, выбросы опасных веществ, аварии на транспорте и другие опасные явления.

Вулканическая деятельность – это результат активных процессов, которые постоянно происходят в недрах Земли. Вулканизмом называется совокупность явлений, которые связаны с перемещением в земной коре и на ее поверхности магмы. Магмой (греч. густая мазь) называется расплавленная масса силикатного состава, которая образуется в глубине Земли. Когда магма достигает земной поверхности, она извергается в виде лавы.

В лаве отсутствуют газы, которые улетучиваются при извержении. Именно это отличает ее от магмы.

Вулканы подразделяются на:

• действующие;
• уснувшие;
• и потухшие.

Известны три основных типа извержений: эффузивный (гавайский), смешанный (стромболианский) и экструзивный (купольный).

Вулканическая деятельность и землетрясения взаимосвязаны: сейсмические толчки обозначают начало извержения. Вулканическая деятельность инициирует оползни, обвалы, лавины, цунами (на морях и океанах).

Оползни – это смещение по уклону масс грунта под действием силы тяжести. Скользящие вниз горные породы формируют склоны холмов, гор, речные и морские террасы. Оползни вызываются естественными и искусственными причинами. Естественные причины: подмыв оснований склонов водами, увеличение крутизны склонов, сейсмические толчки и др.

Искусственные причины: неправильная агротехника, вырубка лесов, слишком большой вынос грунта и т.п. Современные оползни на 80% связаны с антропогенным фактором.

В механизме оползневого процесса выделяют оползни сдвиги, выдавливания, гидродинамического выноса. Оползни различают по глубине залегания поверхностного скольжения: поверхностные (до 1м), мелкие (до 5м), глубокие (до 20м), очень глубокие (больше 20м). По скорости смещения оползни делятся на медленные, средние и быстрые. Именно последние из них являются причиной катастроф с множеством жертв. Масштаб оползней определяется площадью, вовлеченной в процесс. По мощности оползни определяются объемом смещающихся пород – от нескольких сотен кубометров до 1 млн. м3.

Сели – это бурные паводки на горных реках, грязекаменные потоки, вызываемые сильными ливнями, промывами перемычек водоемов, интенсивным таянием снегов, землетрясениями. Антропогенные факторы также способствуют возникновению селей.

Большая скорость грязевых потоков (15км/ч) представляет основную опасность. Сели подразделяются на сильные, средние и слабые потоки по мощности. Характеризуются селевые потоки линейными размерами, объемом, плотностью, структурой, скоростью движения, продолжительностью, повторяемостью.

Для профилактики селей строят селезадерживающие и селенаправляющие гидротехнические сооружения, закрепляют растительный слой на склонах гор и проводят другие противоселевые мероприятия.

Разновидность оползней – снежные лавины, смесь кристаллов снега и воздуха. Эти огромные массы снега, сползающие с горных склонов, уносят ежегодно в Европе около 100 человеческих жизней.

Причиной лавин может быть землетрясение. Большая кинетическая энергия, заключенная в лавине, обладает огромной разрушительной силой.

Лавины по характеру движения подразделяются на:

• склоновые,
• лотковые,
• прыгающие.

На горных склонах без леса создаются самые оптимальные условия для образования лавин.

Скорость схода снега может достигать от 20 до 100 м/сек. Прогнозировать точно время схода лавин невозможно.

Тайфуны

Тайфун – это мощный ураган, образующийся в Тихом океане и сопровождающийся интенсивными ливневыми дождями.

Тайфуны создают очаг поражения в прибрежной зоне и побережье, разрушая селения и города и затапливая целые районы. Попадая на сушу, тайфуны быстро затухают. Их приближение сопровождается очень сильным падением атмосферного давления.

ЧС природного характера подразделяются

• Геофизические (эндогенные) опасные явления: извержения вулканов и гейзеров, землетрясения, выходы подземных газов на поверхность земли;
• Геологические (экзогенные) опасные явления: обвалы, осыпи, оползни, лавины, сели, склоновый смыв, просадка лессовых пород, эрозия почв, абразия, просадка (провал) земной поверхности в результате карста курумы, пыльные бури;
• Метеорологические опасные явления: ураганы (12 – 15 баллов), бури, шторма (9 – 11 баллов), смерчи (торнадо), шквалы, вертикальные вихри, крупный град, сильный дождь (ливень), сильный снегопад, сильный гололед, сильный мороз, сильная метель, сильная жара, сильный туман, засуха, суховей, заморозки;
• Гидрологические опасные явления: высокие уровни воды (наводнения), половодье, дождевые паводки, заторы и зажоры, ветровые нагоны, низкие уровни воды, ранний ледостав и появление льда на судоходных водоемах и реках;
• Морские гидрологические опасные явления: тропические циклоны (тайфуны), цунами, сильное волнение (5 баллов и более), сильное колебание уровня моря, сильный тягун в портах, ранний ледяной покров и припай, напор и интенсивный дрейф льдов, непроходимый (труднопроходимый) лед, обледенение судов и портовых сооружений, отрыв прибрежных льдов;
• Гидрогеологические опасные явления: низкие уровни грунтовых вод, высокие уровни грунтовых вод;
• Природные пожары: лесные пожары, торфяные пожары, пожары степных и хлебных массивов, подземные пожары горючих ископаемых;
• Инфекционные заболевания людей: единичные случаи экзотичных и особо опасных инфекционных заболеваний, групповые случаи опасных инфекционных заболеваний, эпидемическая вспышка опасных инфекционных заболеваний, эпидемия, пандемия, инфекционные заболевания людей невыявленной этиологии;
• Инфекционные заболевания животных: единичные случаи экзотичных и особо опасных инфекционных заболеваний, эпизоотии, панзоотии, энзоотии инфекционные заболевания сельскохозяйственных животных невыявленной этиологии;
• Инфекционные болезни растений: прогрессирующая эпифитотия, панфитотия, болезни сельскохозяйственных растений невыявленной этиологии, массовое распространение вредителей растений.

Чрезвычайные ситуации метеорологического характера

Вызываются следующими причинами:

• Ветром, бурей, ураганом, смерчем;
• Сильным дождем;
• Крупным градом;
• Обильным снегопадом;
• Метелями со скоростью выше 15м/с;
• Заморозками;
• Морозами и жарой.

Ветер – это движение воздуха относительно Земли. Воздух движется из области высокого давления к области низкого.

Неравномерность нагревания приводит к циркуляции атмосферы, влияющей на погоду и климат планеты. Направление ветра разделяется азимутом стороны горизонта, откуда он дует, измеряют его в м/с, км/ч, в узлах или баллах по шкале Бофорта. Она принята в 1963г. Всемирной метеорологической организацией.

Циклическая деятельность атмосферы – основная причина возникновения ураганов, бурь и смерчей. Атмосферу подразделяют на тропосферу,стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу в зависимости от распределения температуры.

Область низкого давления в атмосфере с минимумом в центре называется циклоном. В поперечнике он может достигать нескольких тысяч километров, а скорость его перемещения – от 30 до 200км/ч. Подразделяют циклоны в зависимости от их зарождения на тропические и внетропические. Циклон имеет следующую структуру:

• центральная его часть, где самое низкое давление, слабые ветры и облачность, называется «глаз бури (урагана)»;
• внешняя часть циклона, где максимальное давление, ураганные скорости воздушных потоков – «стена циклона», сменяющаяся периферической частью, в которой резко снижается давление атмосферы и ослабевают ветры.

В Северном полушарии в циклоне воздушные массы движутся против часовой стрелки, в Южном полушарии – по часовой. При циклоне преобладают пасмурная погода с сильными ветрами.

Ураган (тайфун) – это ветер огромной разрушительной силы и продолжительный по времени. Его скорость равна 32м/с и более (по шкале Бофорта – 12 баллов). Ураганы подразделяются в зависимости от места возникновения циклонов на внетропические и тропические. Тропические ураганы движутся в основном в меридиональном направлении, а внетропические – с запада на восток.

Возникают ураганы в любое время года, но на территории России они проходят преимущественно в августе и сентябре. Определенная цикличность их происхождения способствует более точному их прогнозированию. Синоптики дают ураганам имена, в основном женские, или используют четырехзначную нумерацию.

Сопровождаются ураганы ливнями, снегопадами, градом, электрическими разрядами. Они могут стать причиной возникновения пыльных и снежных бурь.

Буря (шторм) – это очень сильный и продолжительный ветер со скоростью 20м/с. Бури приносят значительно меньшие разрушения и убытки, чем ураганы.

Вам также будет интересно ознакомиться с материалами:

“Действия населения при урагане, смерче или буре“.

Смерчи

Основным поражающими факторами смерча является скоростной напор ветра и разрежение воздуха внутри вихря.

В очаге поражения смерчем происходит разрушение зданий и сооружений, опрокидывание и разрушение транспортных средств, вырывание с корнем деревьев, поражение людей и животных, а также перенос на достаточно большие расстояния различных предметов, людей и животных. На пути движения смерч всасывает в себя небольшие озера и другие водоемы вместе с населяющей их флорой и фауной, которые переносятся затем на большие расстояния и выпадают на землю вместе с дождем.

Разрушения зданий и сооружений возникают вследствие подъема и отбрасывания предметов, больших давлений сжатия и разрежения, взрывания, раздробления, раздавливания, раскалывания и других воздействий.

Возможными вторичными поражающими факторами являются пожары, заражения атмосферы и местности, взрывы и воздействие летящих элементов, обломков и осколков строительных конструкций, а также других предметов.

Землетрясения могут приводить как к катастрофическим последствиям, связанным с массовой гибелью людей и животных, разрушением зданий и сооружений, и необратимыми изменениями природной среды, так и происходить незаметно для людей и животных, не вызывая перенапряжения строительных конструкций зданий и сооружений и не оказывая никакого воздействия на природную среду. Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные, наведенные, моретрясения и землетрясения, связанные с ударом космических тел о Землю.

Очаг землетрясения – пространство (объем) в толще земной коры или верхней части мантии, внутри которого происходит разрушение, сдвиг или вспарывание трещин и выделение сейсмической энергии.

Интенсивность землетрясения – характеристика проявления землетрясения в эпицентре или за его пределами. Интенсивность землетрясения измеряется в баллах путем сопоставления данных, полученных на основании показаний сейсмических приборов, характера разрушений зданий и сооружений, причиненного ущерба природной среде и поведения людей и животных при землетрясении с данными, приведенными в цифровой шкале.

Обвалы

Обвалом называется отделение массы горных пород на крутом склоне с углом больше угла естественного откоса, происходящее вследствие потери устойчивости склона под влиянием различных факторов (выветривание, эрозия и абразия в основании склона и др.).

Обвалы относятся к гравитационному движению горных пород без участия воды. Чаще всего обвалы появляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Обвалы могут быть вызваны взрывными работами, неправильным ведением горных и строительных работ, заполнением горных речных долин водой при создании водохранилищ, вырубкой лесов на склонах гор и другой деятельностью человека.

Обвалы часто происходят на склонах, нарушенных тектоническими процессами и процессами выветривания. Легко возникают обвалы тогда, когда на склоне массива слоистой структуры пласты падают в том же направлении, что и поверхность склона, или когда высокие склоны горных ущелий и каньонов разбиты вертикальными и горизонтальными трещинами на отдельные блоки.

Одной из разновидностей обвалов являются вывалы – обрушение отдельных глыб и камней из скальных грунтов, слагающих отвесные склоны и откосы выемок.

Снежные лавины

Снежная лавина (снежный обвал) – это массы снега, пришедшие в движение под воздействием силы тяжести и низвергшиеся по горному склону (иногда пересекающие дно долины и выходящие на противоположный склон).

По характеру движения в зависимости от подстилающей поверхности различают: осовы, лотковые и прыгающие лавины.

В зависимости от свойств образующего снега лавины могут быть сухими, влажными или мокрыми, и движение их происходит по снегу (или ледяной корке), по воздуху, по грунту или же имеет смешанный характер.

Непосредственное воздействие лавин на инженерные сооружения, технику, людей определяется их основными характеристиками: размерами лавины, скоростью движения, силой удара, дальностью выброса, повторяемостью лавин и плотностью лавинного снега.

Размеры лавины характеризуются массой (т) или объемом (м3).

В зависимости от количества вовлеченного в движение снега объем (масса) лавины может изменяться от нескольких десятков до нескольких миллионов кубометров снега. Скорость лавины может достигать 50-100 м/с, а сила удара – 40 т/м2 (а при наличии в теле лавины инородных включений – до 200 т/м2). Дальность выброса лавины зависит от высоты падения и примерно в 2,5 раза больше нее. Повторяемость схода лавин определяется как частота схода лавин в данном лавинном очаге в среднем за многолетний период (среднемноголетняя) и за осенний и зимний периоды (внутригодовая). Плотность лавинного снега составляет 200-400 кг/м3 для лавины из сухого снега и 300-800 кг/м3 для лавины из мокрого снега.

Лесные и торфяные пожары

Под лесным пожаром понимается любое неконтролируемое горение растительности, стихийно распространяющееся по лесной территории.

Массовыми называют лесные пожары, возникающие на обширных лесных площадях в течение короткого промежутка времени.

На характер и масштабы лесных пожаров, в первую очередь, оказывает влияние состояние находящихся в лесу горючих материалов, их количество, структура и степень готовности к воспламенению, температура и относительная влажность воздуха, осадки, ветер, рельеф местности, время суток.

Лесные пожары в зависимости от вида сгорающих при их распространении материалов делятся на низовые, верховые и подземные.

Сильные низовые лесные пожары часто возникают в древостоях I и II классов пожарной опасности: сосняках, лишайниках, вересковых.

Верховой пожар возникает от низового при воспламенении полога леса и характерен для сосняков, сосново-еловых и сосново-лиственных древостоев.

Высокая температура пламени, задымленность и загазованность среды не позволяет людям без специальных средств индивидуальной защиты подходить к фронту верхового пожара на расстояние менее 100 м, что сильно затрудняет борьбу с ним.

Подземный (торфяной) пожар распространяется по находящемуся в земле слою торфа, вначале заглубляясь на 0,3-1,5 м, а затем перемещаясь в стороны от очага горения. При этом торф выгорает в глубину на десятки метров.

Деревья в районе подземного пожара погибают от сгорания корней. Из-за выгорания торфа под верхним слоем почвы образуются значительные пустоты, опасные для людей и техники, работающих в районе пожара.

Одновременно в очаге могут наблюдаться пожары различных видов или пожар одного вида может вызвать образование пожара другого вида. По скорости распространения огня и высоте пламени лесные пожары подразделяют на слабые, средние и сильные (см. таблицу).

Характеристики силы пожара

Пассивные и активные профилактические мероприятия

Пассивные методы заключаются в постройке дамб, лавинорезов, снегодержателей, посадках леса.

Активные способы включают в себя искусственное провоцирование схода лавины в определенном месте и в нужное время. Это обстрел лавин снарядами и взрывы направленного действия, а также использование сильных источников звука.

Поражающим фактором обвала является движение (падение) больших масс горных пород. Основной характеристикой, влияющей на негативные последствия, является объем обвалившихся масс горных пород.

Отличительной особенностью обвалов является стремительность движения горных масс при обвале.

Обвалы причиняют большой ущерб, разрушая населенные пункты, промышленные предприятия, дороги и другие сооружения, могут приводить и к человеческим жертвам.

Буря – это ветер, скорость которого составляет 20-32 м/с (70-115 км/ч).

Ураган – это ветер, скорость которого составляет более 32 м/с (более 115 км/ч).

Бури подразделяются на вихревые (пылевые) и потоковые.

В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.

По составу частиц, вовлеченных в движение, бури бывают пылевые, песчаные, снежные и др.

В зависимости от скорости ветра бури классифицируются на три типа:

• буря (20 м/с и более );
• сильная буря (26 м/с и более);
• жестокая буря (30,5 м/с и более ).

По этому же показателю ураганы классифицируются на:

• ураган (32 м/с и более );
• сильный ураган (39 м/с и более );
• жестокий ураган (48 м/с и более ).

Поражающим фактором оползня является движущаяся масса грунта. Породы, составляющие основу оползня, могут быть самые различные – от глинистых масс до скальных. Объем пород, смещаемых при оползнях, колеблется в очень больших пределах – от нескольких сот до миллионов кубических метров. Деформации земляной массы при оползнях достигают 100-1200 м вдоль склона и 80-180 м вглубь массива.

Где чаще случаются землетрясения

В мире есть несколько районов, которые подвержены землетрясениям больше других.

Эти районы подвергаются более высокому риску землетрясений из-за наличия активных линий разломов и границ плит. Однако землетрясения могут произойти в любой точке мира, даже в районах, традиционно не считающихся подверженными высокому риску.

В 2023 году в Турции случилось крупнейшее с 1939 года землетрясение. Страна расположена на границе Африканской и Евразийской плит, которые сталкиваются и вызывают значительную тектоническую активность в регионе. Это приводит к высокой частоте землетрясений, в том числе средней и большой магнитуды. Западные и восточные регионы Турции особенно подвержены риску, а такие города, как Стамбул, Измир и Бурса, уязвимы к последствиям землетрясений. В связи с этим Турция предпринимает шаги по смягчению последствий землетрясений с помощью введения особых строительных норм, сейсмической модернизации зданий и планирования готовности к стихийным бедствиям.

Вероятность землетрясения в России зависит от конкретного региона. Некоторые части России, такие как полуостров Камчатка и острова Сахалин, расположены в сейсмически активных районах и подвержены более высокому риску землетрясений. Другие части России, такие как Северо-Европейская равнина, расположены в регионах с более низкой сейсмической активностью и подвержены меньшему риску.

Общая сейсмическая опасность в России считается от умеренной до высокой. В прошлом страна пережила несколько значительных землетрясений, включая Камчатское землетрясение 1952 года магнитудой 9,0 и Сахалинское землетрясение в Нефтегорске 1995 года магнитудой 7,5.

Сель представляет собой грозную силу. Поток, состоящий из смеси воды, грязи и камней, стремительно несется вниз по реке, выдергивая с корнем деревья, срывая мосты, разрушая плотины, обдирая склоны долины, уничтожая посевы. Находясь вблизи от селя, можно ощущать содрогание земли, запах сернистого газа от трения камней друг о друга, слышать сильный шум, подобный грохоту камнедробилки.

Опасность селей не только в их разрушительной силе, но и во внезапности их появления. В обжитых местах сель появляется неожиданно. Из-за большой скорости течения, время от момента возникновения селя в горах, до момента выхода его в предгорье, исчисляется подчас 20-30 минутами.

Первичный поражающий фактор:

• разрушение и снос зданий, сооружений, дорог, мостов, водопроводных и канализационных сетей, линий связи и электропередач;
• размывы;
• затопление территории;
• пожары;
• завалы посевов, садов, пастбищ, магистральных каналов оросительных систем.

При огромных селях с 1 км2 селеносного бассейна в среднем сносится 20-50 тыс. м3 твердого материала, или 50-120 тыс. т.

На территории Российской Федерации тайфуны наблюдаются в районах Дальнего Востока, Приморья, Сахалина и Курильских островов.

Основными поражающими факторами тайфуна являются скоростной напор ветра и огромные морские волны.

Возможными вторичными факторами являются заражение атмосферы и местности, воздействие летящих по воздуху и распространяющихся с волнами элементов, обломков и осколков строительных конструкций, а также других предметов.

Смерч – это вихревое движение воздуха, возникающее в грозовом облаке и распространяющееся в виде гигантского черного рукава или хобота с разрежением воздуха внутри.

Смерч у поверхности земли имеет воронку диаметром около 30 м и высотой 800-1500 м. Смерч перемещается со скоростью до 20 м/с (72 км/ч) на расстояние до 40-60 км.

Кто исследует землетрясения

Существует множество компаний и организаций, которые занимаются исследованиями землетрясений — как частные, так и государственные.

• Геологическая служба США (USGS) — научное агентство правительства США, которое предоставляет информацию о землетрясениях и других стихийных бедствиях. Геологическая служба США управляет Передовой национальной сейсмической системой (ANSS), национальной сетью сейсмических приборов, которые отслеживают землетрясения в США.
• Обсерватория Земли Ламонт-Доэрти — исследовательское подразделение Колумбийского университета, специализирующееся на науках о земле и окружающей среде, включая исследования землетрясений.
• Калифорнийский технологический институт (Калтех) — ведущий исследовательский университет, где находится сейсмологическая лаборатория, которая проводит исследования землетрясений и оценку сейсмической опасности.
• Японское метеорологическое агентство (JMA) — национальное метеорологическое агентство Японии, отвечает за мониторинг землетрясений и их исследования в Японии.
• Научно-геологические компании, такие как Schlumberger, Halliburton и CGG — используют методы сейсмической съемки для изучения подповерхностной структуры Земли.
• Инженерные и консалтинговые компании, такие как Arup, MWH Global и GHD — специализируются на оценке сейсмической опасности и снижении рисков, а также на сейсмостойком проектировании и модернизации зданий.
• Технологические компании, такие как Early Warning Labs, ShakeAlert и MyShake — разрабатывают и внедряют системы раннего предупреждения землетрясений, используя сочетание сенсорных сетей, машинного обучения и других передовых технологий.

В России работают несколько организаций, которые занимаются исследованиями и мониторингом землетрясений.

• Институт физики Земли — ведущий российский научно-исследовательский институт, специализирующийся на геофизике, в том числе на изучении землетрясений.
• Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) — государственное учреждение, ответственное за мониторинг и прогнозирование опасных природных явлений, включая землетрясения.
• Институт динамики геосфер — научно-исследовательский институт РАН, который специализируется на геодинамике, сейсмологии и изучении землетрясений.
• Дальневосточное отделение РАН — филиал Российской академии наук, который проводит исследования в различных областях, включая сейсмологию и изучение землетрясений в Дальневосточном регионе.