Экстремальные осадки и снежно-ледниковые явления

Штормы и ураганы сопровождаются обычно обильными осадками. Рассмотрим условия выпадения экстремальных осадков. Максимальные значения интенсивности осадков выше летом. Чаще летом осадки выпадают вблизи океанов, на наветренных склонах гор, в наиболее влажных районах эква­ториального и тропического климатических поясов. В сухих районах возможны интенсивные осадки, но они, обычно, реже во времени. Рекорды минутной интенсивности принадлежат конвек­тивным (грозовым) ливням тропиков Центральной Амери­ки – до 20–25 мм/мин при средней интенсивности более 10–20 мм/мин. Конвективные ливни обычно охватывают небольшие территории (до 200 км²), непродолжительны (в тропиках до 2–4 ч, чаще до 1 ч; в средней полосе – до 30 мин), неравномерны, начинаются и заканчиваются рез­ко. Наибольший диаметр капель при таких ливнях: в тропи­ках – до 7–8 мм, в умеренных широтах – до 4–5 мм.

Фронтальные ливневые дожди длятся от не­скольких часов до 4 суток, с перерывами до 2–3 недель. Они охватывают территории площадью до сотен тысяч квадрат­ных километров. При тропических циклонах интенсивность ливней нередко превышает 150 мм/сут и достигает 500–800 мм/сут. Чаще всего ливень длится 5–10 часов и за 10–20 ч может вы­пасть вся годовая норма осадков. В районах, где эта норма особенно велика (например, на Филиппинах 2000–3000 мм), ее могут набирать интенсивные ливни в течение 60–70 ч. В субтропиках Средиземноморья атлантические циклоны могут давать ливни интенсивностью до 400–500 мм/сут.

В Батуми интенсивность ливней превышает 250 мм/сут, что отвечает нескольким метрам снега в близлежащих горах Аджарии. В умеренном климатическом поясе величины интенсивности еще меньше: в Англии, Молдавии, на Украине 100–200 мм/сут, в цент­ральных районах европейской части России – 50–100 мм/сут, в северных районах – до 50 мм/сут.

Экстремальное количество и продолжительность выпадения осадков оказываются опасными для лю­дей и различных объектов и также активизируют другие виды чрезвычайных ситуаций:

1) интенсивные ливни возбуждают наводнения, эрозию, сели и оползни в горах; несвоевременные и затяжные дожди вредоносны для урожая;

2) экстремально малые суммы осадков приводят к засухе, опасности лес­ных пожаров, обмелению рек, трудностям для судоходства и водоснаб­жения и т. д.

Рассмотрим опасные природные явления зимнего времени. По режиму и форме воздействия на людей и различные объекты снежно-ледниковые явления весьма разнообразны. Чрезвычайные ситуации связаны с эпизодическими собы­тиями – экстремальными снегопадами и метелями, холодами, массо­вым сходом лавин, крупными заторами льда на реках и т. п.

Снежный покров – это слой снега на поверхности земли, возникающий в результате снегопадов. Различают временный и устойчивый снежные покровы. Устойчивый снежный покров распространяется в районах со средней тем­пературой самого холодного месяца 0°С и ниже, неустой­чивый снежный покров и редкие снегопады возможны при температуре этого месяца +10–(+12)°С. Названным условиям со­ответствуют почти 2/3 площади суши, причем приблизитель­но на 1/4 суши снежный покров держится не менее четырех месяцев в году. Области с многолетней мерзлотой, подзем­ными льдами и наледями занимают около 1/7 суши, аква­тория с морскими льдами и айсбергами –1/4 поверхности морей и океанов. В районах, где зимой устанавливается снеж­ный покров, размещается 1/5 населения мира и еще почти столько же – в районах, где возможны неустойчивый снеж­ный покров и редкие снегопады.

Благодаря малой теплопроводности снежный покров пре­дохраняет почву от сильного вымораживания и озимые посевы от вымерзания. В нем содержатся снегозапасы, яв­ляющиеся источником пресной воды при таянии снега. Снеж­ный покров оказывает большое влияние на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Он используется в хозяйственных целях путем снегозадержания и снежной мелиорации.

Величина снежного покрова характеризует снежность зи­мы. По абсолютной снежности выделяют:

а) бесснежные районы (толщина снежного покрова менее 10 см),

б) малоснежные (с покровом 10–30 см, в континентальных районах – до 40–50 см),

в) многоснежные (с большой, более 0, 5 м снежного покрова).

В зимнее время циклоны вызывают интенсивные снегопады и метели. Метель, вьюга, буран (в азиатской части России), пурга (в северных районах России) – все эти понятия относятся к одному и тому же явлению природы.

Сильный снегопад (ГОСТ Р 22.0.03–95) – это продолжительное интенсивное выпадение снега из облаков, приводящее к значительному снижению видимости и затруднению снижения транспорта.

Снежные заносы – обильное выпадение снега при скорости ветра свыше 15 м/с и продолжительности снегопада более 12 часов.

Метель (вьюга) – это перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью вет­ра, а участки аккумуляции снега – его направлением. В про­цессе метельного переноса снег движется параллельно поверхности земли. При этом основная масса его переносит­ся в слое высотой менее 1, 5 м. Рыхлый снег поднимается и переносится ветром при скорости 3–5 м/с и более (на вы­соте 0, 2 м). У метели коварный нрав – начинается она внезапно и очень быстро набирает силу.

Различают низовые (при отсутствии снегопада), верховые (при ветре лишь в свободной атмосфере) и общие метели, а также метели насыщенные, т. е. переносящие предельно возможное при данной скорости ветра количество снега, и ненасыщенные. Последние наблюдаются при нехватке сне­га или при большой прочности снежного покрова. Твердый расход насыщенной низовой метели пропорционален третьей степени скорости ветра, верховой метели – первой ее степе­ни.

При скорости ветра до 20 м/с метели относятся к слабым и обычным, при скорости 20–30 м/с – к сильным, при боль­шой скорости – к очень сильным и сверхсильным (фактиче­ски это уже штормы и ураганы). Слабые и обычные метели длятся до нескольких суток, более сильные – до несколь­ких часов.

Снегонакопление при метельном переносе во много раз превышает аккумуляцию снега, которая наблюдается в ре­зультате снегопадов при безветренной погоде. Отложение снега происходит в результате уменьше­ния скорости ветра вблизи наземных препятствий. Форма и размер запасов снега определяются формой и размером препятст­вий и их ориентацией по отношению к направлению ветра.

В целом по миру эти чрезвычайные ситуации находятся на 4-ом или 5-ом месте по величине наносимого ими ущерба. На­пример, в США сильные снегопады уступают по среднемноголетнему числу жертв лишь грозам и смерчам, а по эконо­мическому ущербу суммарно с морозами оказываются на первом месте. Больше всего снега выпадает на склонах вулкана Рейнир (штат Вашинктон, США) – в среднем 14, 6 м в год. Это достаточно, чтобы засыпать по самую крышу шестиэтажный дом. Велик разовый ущерб от экстремаль­ных снегопадов в обычно малоснежных Молдавии, Закав­казье, предгорьях Средней Азии. В России повсеместно распространены опасные природные процессы, связанные с холодными и снежными зимами. Это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации городов и дорог в среднем на 30 %, к увеличению риска многих ЧС в случае отказа систем теплоснабжения. Сильным снежным заносам подвержены, прежде все­го, многоснежные районы Заполярья, Сибири, Урала, Дальнего Вос­тока и Севера Европейской части. На территории всей страны ежегодно бывает в среднем 5–6 сильнейших буранов, способных парализовать же­лезные и автомобильные дороги, обрывать линии связи и электро­передач и т. д. На европейской части России среднее число дней с метелью – 30–40, средняя продолжительность метели – 6–9 ч.

Последствия снежных заносов могут быть достаточно тяжелыми. Чрезвычайные ситуации при снегопадах следующие:

а) слой сне­га толщиной 5–10 см существенно затрудняет движение на автодорогах;

б) слой снега 20–30 см – вызывает значительную задержку движения автотранспорта и железнодорожного транспорта, увеличивает в 2 раза количество аварий;

в) слой снега более 30 см почти полностью парализует (вызывает остановку) движение автомобильного транспорта и поездов, приводит к закрытию автодорог и аэропортов, школ, обрыв ЛЭП и линии связи, электро­снабжения, теплоснабжения, обрушению крыш домов;

г) люди, оказавшиеся на местности в изоляции из-за снежных заносов, подвергаются опасности обморожения и гибели, а в условиях буранов теряют ориентировку.

Защита городов и дорог от неблагоприятных и опасных снежно-ледовых явлений требу­ет удорожания строительства и эксплуатации на величину до 100–200 %. В многоснежных районах проектирование и строительство зданий, сооружений и коммуникаций, особенно дорог, долж­но проводиться с учетом уменьшения их снегозаносимости.

Дорожные службы Москвы рассчитаны на уборку снега 10–15 см в сутки без привлечения служб ЧС. Снеговые нагрузки могут ломать крыши домов, деревья, губить плантации и т. д., особенно в районах, где снегопады редки и сильны (юг США, Северная Африка, Турция и дру­гие страны Средиземноморья). Средние многолетние из максимальных за зиму снеговых нагрузок могут превышать 250 кг/м², нагрузки от разовых снегопадов – 100 кг/м². Здесь редкие ин­тенсивные снегопады способны вызвать чрезвычайные ситуа­ции комплексного характера (снеговые нагрузки; паводки снеготаяния; в горах лавины, активизация оползней и т. п.). Такие снегопады случаются раз в несколько лет или десяти­летий, длятся обычно до 2–4 сут, охватывают площадь в 1000 км² (вставка 13).

Дополнительный отрицательный эффект при снежных заносах возникает за счет сильного мороза, сильного ветра при метелях и обледенений.