Классификация и характеристика стихийных бедствий. 
Стихийные бедствия, характерные для Республики Беларусь

Под стихийным бедствием понимается катастрофическое природное явление или процесс, способный вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия.

Стихийные бедствия чрезвычайно разнообразны, поэтому, прежде чем перейти к детальному рассмотрению, их необходимо классифицировать. Используем общепринятую так называемую генетическую классификацию. Некоторые катастрофы возникают под земной поверхностью, другие — на ней, третьи — в водной оболочке (гидросфере), а последние в воздушной оболочке (атмосфере) Земли.

Какие процессы способствуют возникновению этих катастроф? Землетрясения и вулканические извержения, воздействуя снизу на земную поверхность, приводят к поверхностным катастрофам, таким, как оползни или цунами, а также пожары. Прочие поверхностные катастрофы возникают под воздействием процессов в атмосфере, где происходит выравнивание перепадов температур и давления и энергия передается водной поверхности.

Как и между всеми природными процессами, между стихийными бедствиями существует взаимная связь. Одна катастрофа оказывает влияние на другую, бывает, первая катастрофа служит спусковым механизмом последующих. Наиболее тесная зависимость существует между землетрясениями и цунами, извержениями вулканов и пожарами. Тропические циклоны почти всегда вызывают наводнения. Землетрясения также могут вызвать оползни. Те в свою очередь, могут перегородить речные долины и вызвать наводнения. Между землетрясениями и вулканическими извержениями связь взаимная: известны землетрясения, вызванные вулканическими извержениями, и, наоборот, вулканические извержения, обусловленные быстрым перемещением масс под поверхностью Земли. Тропические циклоны могут служить прямой причиной наводнений как речных, так и морских.

Генетическая зависимость природных катастроф можно показать следующим рисунком:

К стихийным бедствиям относятся: землетрясения, извержения вулканов, затопления и наводнения, цунами, массовые пожары (лесные, торфяные и др.), обвалы, селевые потоки, ураганы, бури, смерчи, град, засухи, оползни, циклоны, снежные заносы и лавины, длительные проливные дожди, сильные устойчивые морозы и т. д.

Град — одно из наиболее частых стихийных бедствий, представляющее разновидность атмосферных осадков, выпадающих в виде ледяных образований разной величины и формы. Как правило, бывает в теплое время года, обычно вместе с ливневым дождем, при грозе. Чаще всего от него страдают посевы (посадки) сельскохозяйственных культур и урожай многолетних насаждений. Крупный град причиняет существенный ущерб животноводству, особенно на отгонных пастбищах, вызывая гибель молодняка, а иногда и взрослых животных. Убытки, вызываемые градом в других видах имущества, могут выражаться в уничтожении парников и теплиц; в побитии стекол, шиферных, черепичных и даже железных крыш домов; разбитии стекол и нанесении вмятин кузову автомашин; обрыве линий электропередач, выведении из строя наружных телевизионных антенн и т. д.

Наводнение — значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море в период снеготаяния, ливней, ветровых нагонов воды, при заторах, зажорах и т. п. Зажор — скопление шуги (рыхлого губчатого льда в водной толще или на поверхности водоема. Образуется, главным образом, из кристалликов глубинного льда (внутриводного и донного)). Возникает до ледостава (преимущественно на горных и порожистых реках) с включением мелкобитого льда в русле реки; вызывает стеснение водного сечения, подъем уровня воды и затопление прибрежных участков. При наводнении происходят разрушения зданий, сооружений, размыв участков дорог, повреждения гидротехнических и дорожных сооружений.

Паводок — сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снега, ледников, обильных дождей. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье. Значительный паводок может вызвать наводнение.

Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водности реки, вызывающее подъем ее уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.

Сель (от арабского «сайль» — бурный поток), грязевые или грязе-каменные потоки, внезапно возникающие в руслах горных рек вследствие резкого паводка, вызванного интенсивными ливнями, бурным снеготаянием и другими причинами. Могут производить огромные разрушения. Борьба с селями ведется преимущественно путем закрепления почвенного и растительного покрова, строительства специальных гидротехнических сооружений (например, плотин). Селевые потоки, оползни, горные обвалы способны вызвать крупные завалы и обрушения автомобильных и железных дорог, разрушение зданий и сооружений, населенных пунктов, затопление территории, поражение и гибель людей. Селевые потоки возникают в руслах горных рек, при этом резко повышается уровень воды в реке с большим содержанием камня, песка, обломков горных пород, ила. Горные обвалы, оползни представляют собой смещение (обрушение) по склону гор или возвышенностей масс горной породы.

Одним из наиболее опасных и разрушительных стихийных бедствий является землетрясение. Землетрясение представляет собой подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний. Интенсивность землетрясений оценивается в сейсмических баллах, для энергетической классификации землетрясений пользуются магнитудой. Известны два главных сейсмических пояса: Тихоокеанский, охватывающий кольцом берега Тихого океана, и Средиземноморский, простирающийся через юг Евразии от Пиренейского полуострова на запад до Малайского архипелага на востоке. В пределах океанов значительной сейсмической активностью отличаются срединно-океанические хребты. Наиболее известные катастрофические землетрясения: лиссабонское, 1755; калифорнийское, 1906; мессинское, 1908; ашхабадское, 1948; чилийское, 1960; армянское, 1988; иранское, 1990.

Сильные землетрясения носят катастрофический характер, уступая по числу жертв только тайфунам и значительно (в десятки раз) опережая извержения вулканов. Материальный ущерб одного разрушительного землетрясения может составлять сотни миллионов долларов США. Число слабых землетрясений гораздо больше, чем сильных. Так, из сотен тысч землетрясений, ежегодно происходящих на Земле, только единицы катастрофических. Они высвобождают около 1020 Дж потенциальной сейсмической энергии, что составляет 0,01% тепловой энергии Земли, излучаемой в космическое пространство. Территориальное распределение землетрясений неравномерно. Оно определяется перемещением и взаимодействием литосферных плит. Главный сейсмический пояс, в котором выделяется до 80% всей сейсмической энергии, расположен в Тихом океане в районе глубоководных желобов, где происходит подвигание холодных литосферных плит под континент. Остальная энергия выделяется в Евро-Азиатском складчатом поясе в местах столкновения Евро-Азиатской, Индийской и Африканской плит и в районах срединно-океанических хребтов в условиях растяжения литосферы. Очаги землетрясений располагаются на глубинах до 700 км, но большая часть (3-sleh-4) сейсмической энергии выделяется в очагах, находящихся на глубине до 70 км. Размер очага катастрофических землетрясений может достигать 100×1000 км. Его положение и место начала перемещения масс (гипоцентр) определяют путем регистрации сейсмических волн, возникающих при землетрясениях (у слабых землетрясений очаг и гипоцентр совпадают). Проекция гипоцентра на земную поверхность именуется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений (эпицентральная, или плейстосейстовая область). Интенсивность проявления землетрясений на поверхности измеряется в баллах и зависит от глубины очага и магнитуды землетрясения, служащей мерой его энергии. Максимальное известное значение магнитуды приближается к 9. Магнитуда связана с полной энергией землетрясения, но эта зависимость не прямая, а логарифмическая, с увеличением магнитуды на единицу энергия возрастает в 100 раз, т. е. при толчке с магнитудой 6 высвобождается в 100 раз больше энергии, чем при магнитуде 5, и в 10 000 раз больше, чем при магнитуде 4. Часто в средствах массовой информации, оповещающих о сейсмических катастрофах, отождествляется шкала магнитуд (Рихтера шкала) и сейсмическая шкала интенсивности, измеряемая в сейсмических баллах. Журналисты, сообщающие о 12 баллах «по шкале Рихтера», путают магнитуду с интенсивностью. Интенсивность тем больше, чем ближе очаг расположен к поверхности. Так, например, если очаг землетрясения с магнитудой, равной 8, находится на глубине 10 км, то на поверхности интенсивность составит 11—12 баллов; при той же магнитуде, но на глубине 40—50 км, воздействие на поверхности уменьшается до 9—10 баллов.

Сейсмические движения сложны, но поддаются классификации. Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире 12-балльная шкала MSK-64 (Медведева-Шпонхойера-Карника), восходящая к шкале Меркали-Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10-балльная шкала Росси—Фореля (1883), в Японии — 7-балльная шкала. Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем, «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик». В наиболее простом и удобном виде ощущения и наблюдения представлены в схематизированной краткой описательной шкале (вариант MSK), которой может пользоваться каждый. Балл — проявление на поверхности:

• 1 — не ощущается никем, регистрируется только сейсмическими приборами;
• 2 — ощущается иногда людьми, находящимися в спокойном состоянии;
• 3 — ощущается немногими, более сильно проявляется в помещении на верхних этажах;
• 4 — ощущается многими (особенно в помещении), в ночное время некоторые просыпаются. Возможны звон посуды, дребезжание стекол, хлопанье дверей;
• 5 — ощущается почти всеми, многие ночью просыпаются. Качание висячих предметов, трещины в оконных стеклах и штукатурке;
• 6 — ощущается всеми, осыпается штукатурка, легкие разрушения зданий;
• 7 — трещины в штукатурке и откалывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах. Толчки ощущаются в автомобилях;
• 8 — большие трещины в стенах, падение труб, памятников. Трещины на крутых склонах и на сырой почве;
• 9 — обрушение стен, перекрытий кровли в некоторых зданиях, разрывы подземных трубопроводов;
• 10 — обвалы многих зданий, искривление железнодорожных рельсов. Оползни, обвалы, трещины (до 1 м) в грунте;
• 11 — многочисленные широкие трещины в земле, обвалы в горах, обрушение мостов, только немногие каменные здания сохраняют устойчивость;
• 12 — значительные изменения рельефа, отклонение течения рек, предметы подбрасываются в воздух, тотальное разрушение сооружений.

Сильные землетрясения могут ощущаться на расстоянии 1000 и более километров. Так, в асейсмичной Москве время от времени наблюдаются толчки интенсивностью до 3 баллов, служащие «эхом» катастрофических карпатских землетрясений в горах Вранча в Румынии. Эти же землетрясения в близкой к Румынии Молдове ощущаются как 7—8-балльные.

Продолжительность землетрясений различна, часто число подземных толчков образует рой землетрясений, включающих предшествующие (форшоки) и последующие (афтершоки) толчки. Распределение наиболее сильного толчка (главного землетрясения) внутри роя носит случайный характер. Магнитуда сильнейшего афтершока на 1,2 меньше, чем у основного толчка; эти афтершоки сопровождаются своими вторичными сериями последующих толчков. Например, землетрясение, произошедшее на о. Лиссав Средиземном море, длилось три года, общее число толчков за период с 1870 по 1873 год составило 86 тысяч. Из огромного числа происходящих ежегодно землетрясений только одно имеет магнитуду, равную или более 8, десять — 7—7,9, сто — 6—6,9. Всякое землетрясение с магнитудой свыше 7 может стать крупной катастрофой. Однако оно может остаться и незамеченным, если произойдет в пустынном районе. Так, грандиозная природная катастрофа — Гоби-Алтайское землетрясение (1957; магнитуда 8,5, интенсивность 11—12 баллов) — остается почти не изученной, хотя из-за огромной силы, малой глубины очага и отсутствия растительного покрова это землетрясение оставило на поверхности наиболее полную и многообразную картину (возникли два озера, мгновенно образовался огромный надвиг в виде каменной волны высотой до 10 м, максимальное смещение по сбросу достигло 300 м и т. п.). Территория шириной 50—100 км и длиной 500 км (как Дания или Голландия) была полностью разрушена. Если бы это землетрясение произошло в густонаселенном районе, число жертв могло измеряться миллионами. Последствия одного из самых сильных землетрясений (магнитуда могла составлять 9), произошедшего в Лиссабоне в 1755 г. и захватившего территорию свыше 2,5 млн км2, были столь грандиозны (погибли 50 тысяч из 230 тысяч горожан, в гавани выросла скала, прибрежное дно стало сушей, изменилось очертание побережья Португалии) и так поразили европейцев, что Вольтер откликнулся на него «Поэмой о гибели Лиссабона» (1756 г., русский перевод 1763 г.). По-видимому, впечатление от этой катастрофы было столь сильным, что Вольтер в поэме оспаривал учение о предустановленной мировой гармонии. Сильные землетрясения, как бы они ни были редки, никогда не оставляют современников равнодушными. Так, в трагедии В. Шекспира «Ромео и Джульетта» (1595) кормилица вспоминает землетрясение 1580 г., которое, судя по всему, пережил сам автор. Если землетрясения происходят в море, то они могут вызвать разрушительные волны — цунами, наиболее часто опустошающие побережья Тихого океана, как это произошло в 1933 г. в Японии и в 1952 г. на Камчатке. Общее число жертв землетрясений на планете за последние 500 лет составило около 5 млн человек, почти половина из них приходится на Китай. Так, в 1556 г. в китайской провинции Шэньси при землетрясении с магни-тудой 8,1 погибли 830 тысяч человек, в 1976 г. в районе Таншан к востоку от Пекина землетрясение с магнитудой 7,8 вызвало гибель 240 тыс. чел., по официальным китайским данным (по данным американских сейсмологов, до 1 млн человек). Исключительно тяжелые последствия связаны также с землетрясениями в 1737 г. в Калькутте (Индия), когда погибли 300 тысяч человек, в 1908 г. в Мессине (Италия) — 120 тысяч человек, в 1923 г. в Токио — 143 тысячи человек. Большие потери при землетрясениях обычно связаны с высокой плотностью населения, примитивными методами строительства, особенно характерными для бедных районов. При этом совсем не обязательно, чтобы землетрясение было сильным (например, в 1960 г. в результате сейсмического толчка с магнитудой 5,8 погибло до 15 тысяч человек в Агадире, Марокко).

Естественные явления, сопровождающие землетрясения, — оползни, трещины — играют меньшую роль. Катастрофические последствия землетрясения можно предотвратить, улучшив качество построек, так как большая часть людей гибнет под их обломками. Полезно также воспользоваться советом — во время землетрясения не выбегать на улицу, а лучше укрыться в дверном проеме или под крепкой плитой, или доской (столом), способными выдержать вес обрушивающегося груза.

Оползни — это скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Возникают вследствие подмыва склона, переувлажнения (особенно при наличии чередования водоупорных и водоносных пород), сейсмических толчков и др. Они наносят большой ущерб сельскохозяйственным угодьям, промышленным предприятиям, населенным пунктам. Иногда оползни сопровождаются гибелью людей и животных. Сведения об оползнях известны с древнейших времен. Полагают, что самым крупным в мире по количеству оползневого материала (масса 50 млрд т, объем около 20 км3) был оползень, произошедший в начале нашей эры в долине реки Саидмаррех на юге Ирана. Оползневая масса обрушилась с высоты 900 м (гора Кабир-Бух), пересекла долину реки шириной 8 км, перевалила через хребет высотой 450 м и остановилась в 17 км от места возникновения. При этом за счет перекрытия реки образовалось озеро длиной 65 км и глубиной 180 м.

Масштабы катастрофы при оползнях зависят от степени застроенности и заселенности территории, подверженной оползням. Наиболее разрушительными из когда-либо зарегистрированных были оползни, произошедшие в 1920 г. в Китае в провинции Ганьсу на обжитых лессовых террасах, что привело к гибели 100 тысяч человек. В Перу в 1970 г. в результате землетрясения с горы Невадос-Уаскаран сорвались со скоростью 240 км-sleh-час вниз по долине огромные массы горных пород и льда, частично разрушив г. Ранрахирка, и пронеслись через г. Юнгай, в результате чего погибли 25 тысяч человек.

Оползни — обычное явление в тех местностях, где активно проявляются процессы эрозии склонов. Они происходят в том случае, когда массы породы, слагающие склоны гор, теряют опору в результате нарушения равновесия пород, вызванного подмывом водой, ослаблением прочности пород при выветривании и переувлажнении осадками и подземными водами, вследствие сейсмических воздействий, а также строительной и хозяйственной деятельности, проводимой без учета геологических условий. Крупные оползни возникают чаще всего в результате сочетания нескольких таких факторов. Например, на склонах гор, сложенных чередующимися водоупорными (глинистыми) и водоносными породами (песчано-гравийными или трещиноватыми известняками), особенно если эти пласты наклонены в одну сторону или пересечены трещинами, направленными по склону. Почти такую же опасность возникновения оползней таят в себе создаваемые человеком отвалы пород вблизи шахт и карьеров.

Разрушительные оползни, движущиеся в виде беспорядочной груды обломков, называют камнепадами; если блок перемещается по некоторой ранее существовавшей поверхности как единое целое, то оползень считается обвалом; оползень в лессовых породах, поры которых заполнены воздухом, приобретает форму потока (оползень течения). Для прогноза и контроля развития оползней проводят детальные геологические исследования и составляют карты, на которых указаны опасные места.

Первоначально при картировании методами аэрофотосъемки выявляют участки скопления обломочного оползневого материала, которые на аэрофотоснимках проявляются характерным и очень четким рисунком. Определяются литологические особенности породы, углы склона, характер течения подземных и поверхностных вод. Ведется регистрация движения на склонах между опорными реперами, вибраций любой природы (сейсмических, техногенных и т. п.). Если вероятность возникновения оползней велика, то осуществляются специальные мероприятия по защите от оползней: укрепление оползневых склонов берегов морей, рек и озер подпорными и волноотбойными стенками, набережными. Сползающие грунты укрепляют сваями, расположенными в шахматном порядке, проводят искусственное замораживание грунтов, высаживают растительность на склонах.

Для стабилизации оползней в мокрых глинах проводят их предварительное осушение методами электроосмосалибо нагнетанием горячего воздуха в скважины. Крупные оползни можно предотвратить дренажными сооружениями, перекрывающими путь поверхностным и подземным водам к оползневому материалу. Поверхностные воды отводятся канавами, подземные — штольнями или горизонтальными скважинами. Несмотря на дороговизну этих мероприятий, их осуществление дешевле, чем ликвидация последствий произошедшей катастрофы.

Цунами представляют собой морские волны, возникающие, главным образом, в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях. Скорость распространения цунами от 50 до 1000 км-sleh-ч; высота в области возникновения от 0,1 до 5 м, у побережий от 10 до 50 м и более. Цунами производят опустошительные разрушения на суше (например, в 1933 г. у берегов Японии).

Извержение вулкана также представляет собой стихийное бедствие большой разрушительной силы. Вулкан — это 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. Различают действующие, уснувшие и потухшие вулканы, а по форме — центральные, извергающиеся из центрального выводного отверстия, и трещинные, аппараты которых имеют вид зияющих трещин или ряда небольших конусов. Основные части вулканического аппарата: магматический очаг (в земной коре или верхней мантии); жерло — выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности; конус — возвышенность на поверхности Земли из продуктов выброса вулкана; кратер — углубление на поверхности конуса вулкана.

Современные вулканы расположены вдоль крупных разломов и тектонически подвижных областей (главным образом на островах и берегах Тихого и Атлантического океанов). Активные действующие вулканы: Ключевская сопка и Авачинская сопка (Камчатка, Российская Федерация), Везувий (Италия), Исалько (Сальвадор), Мауна-Лоа (Гавайские о-ва) и др. Лава — раскаленная жидкая или очень вязкая, преимущественно силикатная, масса, изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов. При застывании лавы образуются эффузивные горные породы.

Ураган — ветер силой 12 баллов по шкале Бофорта, т. е. свыше 35 м-sleh-с. Шторм — буря, длительный, очень сильный ветер, свыше 9 баллов по шкале Бофорта и скоростью более 20 м-sleh-с, наблюдается обычно при прохождении циклона; сопровождается сильным волнением на море и разрушениями на суше. Циклон — область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре. Поперечник циклона достигает нескольких тысяч километров. Характеризуется системой ветров, дующих против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой — в Южном. Погода при циклонах преобладает пасмурная с сильными ветрами. Смерч — атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности Земли, в виде темного облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Существует недолго, перемещаясь вместе с облаком; может причинить большие разрушения. Смерч над сушей называют также тромбом (в США — торнадо).

Засуха — продолжительный и значительный недостаток осадков, чаще при повышенной температуре и пониженной влажности воздуха. Вызывает снижение запасов влаги в почве и, как следствие, ухудшение роста, а иногда и гибель растений. Причиняет наибольший ущерб сельскому хозяйству. Наблюдается в различные периоды года, от чего зависит величина потерь. В зависимости от количества осадков в период вегетации культур засухи подразделяются на сильные, средние и слабые: при сильных — выпадает не более 50% нормы осадков; при средних — 50—75%; при слабых — более 75%. Меры борьбы: агротехнические (специальная обработка почвы) и мелиоративные (орошение) мероприятия, полезащитное лесоразведение.

Пожар — неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей. Подземные пожары возникают в подземных выработках шахт или в массиве полезного ископаемого от внешних тепловых импульсов (экзогенные) и в результате самовозгорания (эндогенные). Пожары уничтожают здания, сооружения, оборудование и другие материальные ценности. При невозможности выхода из зоны пожара от ожогов различной степени или от отравления продуктами горения происходят поражения и гибель людей.

Взрыв — освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Взрыв приводит к образованию сильно нагретого газа с очень высоким давлением, который при расширении оказывает механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. В твердой среде сопровождается ее разрушением и дроблением. При взрыве часто возникает ударная или взрывная волна, несущая дополнительные разрушения.

Взрывы происходят за счет освобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии (ядерный взрыв), электромагнитной энергии (искровый разряд, лазерная искра и др.), механической энергии (при падении метеоритов на поверхность Земли, извержении вулканов и др.).

Проектируемые взрывы осуществляются в основном промышленными взрывчатыми веществами и лежат в основе многих технологических процессов.

В ряде случаев взрывную волну сопровождают пожары.

Выход подпочвенных вод — выход грунтовых вод на поверхность земли, вызванный чрезмерным переувлажнением почвы. Может быть внезапным, периодически повторяющимся и постоянным. Внезапныйпроисходит в результате прошедшего поблизости наводнения или паводка; периодический, как правило, — вследствие регулярных половодий или паводков; постоянный появляется обычно в зоне оросительного канала, искусственного озера, водохранилища и т. д. Внезапный выход подпочвенных вод наносит значительный материальный ущерб имуществу: затопляются и разрушаются подвальные помещения, фундаменты, подземные коммуникации. Это один из распространенных страховых случаев.

Лавина (снежный обвал) — масса снега, падающая или соскальзывающая с крутых склонов гор аналогично обвалу. Скорость движения в среднем 20—30 м-sleh-с. Падение лавины сопровождается образованием воз Среди стихийных бедствий наибольшую опасность Республике Беларусь представляютураганы, наводнения, лесные и торфяные пожары, ливни, засухи, смерчи. Они ежегодно наносятнародному хозяйству республики огромный ущерб, иногда и с человеческими жертвами.