Опа́сные метеорологи́ческие явле́ния. Метеорологические природные явления - ОБЖ: Основы безопасности жизнедеятельности Опасные природные явления метеорологического происхождения
Тема лекции: «Природные опасности и защита от них».
План.
Общие закономерности и классификация природных опасностей.
Геологические опасности.
Метеорологические опасности.
Гидрологические опасности.
Природные пожары.
Космические опасности.
1. Кприродным опасностям относятся стихийные явления, представляющие непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей (например, наводнения, землетрясения и т.д.).
Опасности природного характера угрожают обитателям Земли с начала цивилизации.
Несмотря на глубокие различия, все природные опасности подчиняются некоторым общим закономерностям :
Для каждого вида опасностей характерна определенная пространственная приуроченность.
Установлено, что чем больше интенсивность (мощность) опасности, тем реже она случается.
Каждому виду опасностей предшествуют некоторые специфические признаки (предвестники).
При всей неожиданности природной опасности ее проявление может быть предсказано и предусмотрены защитные мероприятия.
Между природными опасностями существует взаимосвязь (одно явление может быть причиной другого).
Антропогенное влияние может привести к усилению опасных воздействий.
Предпосылка успешной защиты от природных опасностей – изучение их причин и механизмов. Зная сущность процессов, можно их предсказывать. Своевременный и точный прогноз – важная предпосылка эффективной защиты.
По локализации природные опасности условно делят на группы:
геологические (землетрясения, извержения вулканов, оползни, сели, лавины);
метеорологические (бури, ураганы, смерчи, ливни, заморозки, град);
гидрологические (наводнения, цунами);
природные пожары (лесные, пожары степных и хлебных массивов, торфяные, подземные пожары горючих ископаемых);
космические (падение метеоритов).
2. Землетрясения – это 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.
Наука о землетрясениях - сейсмология .
Очаг землетрясения – это некоторый объем в толще Земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии. Центр очага – условная точка, именуемая гипоцентром . Проекция гипоцентра на поверхность Земли – эпицентр , вокруг которого происходят наибольшие разрушения.
Ежегодно на Земном шаре регистрируются сотни тысяч землетрясений. Примерно через каждые 30 секунд происходит одно землетрясение. Большинство из них относятся к слабым, и мы их не замечаем.
Силу землетрясений оценивают а) по сейсмической энергии и б) по интенсивности разрушений на поверхности Земли.
В 1935 г. Ч. Рихтер (профессор Калифорнийского технологического института) предложил оценивать энергию землетрясения магнитудой . Рихтер предложил 9-магнитрудную шкалу (в Японии используют 7-магнитудную шкалу). Значение магнитуды определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колебания грунта регистрируются специальными приборами – сейсмографами .
По международной шкале МSК-64 (Медведев-Шпонхейер-Керник) сила землетрясений оценивается в баллах в зависимости от интенсивности разрушений, возникающих на поверхности Земли (12-балльная шкала). Данная шкала принята в России.
Магнитуда обозначается арабскими цифрами, а интенсивность – римскими (например, интенсивность землетрясения, произошедшего 7.12.1988 г. в Спитаке, оценили в IX-X баллов).
Землетрясения распространены по земной поверхности очень неравномерно. Анализ сейсмических и географических данных позволяет наметить те области, где следует ожидать в будущем землетрясений и оценить их интенсивность. Карта сейсмического районирования – это официальный документ, которым должны руководствоваться проектирующие организации. В районах, подверженных землетрясениям, осуществляется сейсмостойкое или антисейсмическое строительство.
В настоящее время известны два сейсмических пояса:
Среднеземноморско-Азиатский (Португалия, Италия, Греция, Турция, Иран, Северная Индия)
Тихоокеанский (Сахалин, Курильская гряда).
В России наиболее опасные районы находятся в Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах, в Южной Сибири и на Северном Кавказе.
Антисейсмические мероприятия :
А) предупредительные, профилактические, осуществляемые до возможного землетрясения – изучение природы землетрясений, механизма, идентификация предвестников (рост слабых толчков, подъем воды в скважинах, повышение уровня радиации, беспокойное поведение животных); разработка методов прогноза, обучение населения, сейсмостойкое или антисейсмическое строительство, подготовка служб спасения;
Б) мероприятия, осуществляемые непосредственно перед, во время и после землетрясения, т.е. действия в чрезвычайной ситуации – аварийно-спасательные работы.
Действия населения при землетрясении
Не паниковать, действовать спокойно и предусмотрительно.
Удалиться от высоких зданий и линий электропередач.
С началом землетрясения люди, находящиеся в домах, должны срочно покинуть помещение (за 25-30 секунд) и выйти на открытое место (лифтом пользоваться запрещено! ).
При невозможности покинуть здание встать в дверной проем капитальной внутренней стены. Выключить газ, свет, воду. После прекращения подземных толчков покинуть помещение.
Включиться в работу по спасению людей.
Вулканическая деятельность.
Вулканическая деятельность возникает в результате постоянных активных процессов, происходящих в глубинах Земли. Около 200 млн. человек проживают в опасной близости к действующим вулканам.
Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканизмом.
Магма – это расславленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. Достигая земной поверхности, магма извергается в виде лавы.Лава отличается от магмы отсутствием газов, улетучивающихся при извержении. Вулканы представляют геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергается на земную поверхность магма. Магматические очаги находятся в мантии на глубине 50-70 км.
Вулканы подразделяются на:
Действующие;
Уснувшие;
Потухшие.
К уснувшим относятся вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения.
Потухшие – это вулканы без какой-либо вулканической активности.
Извержения вулканов бывают длительными и кратковременными.
Существует взаимосвязь вулканической деятельности и землетрясений. Сейсмические толчки, как правило, обозначают начало извержения. При этом опасность представляют лавовые фонтаны, потоки горячей лавы, раскаленные газы. Взрывы вулканов могут инициировать оползни, лавины, обвалы, на морях и океанах – цунами.
Профилактические мероприятия.
Мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительстве дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для перемешивания лавы с землей и превращения её в менее жидкую массу.
При начале вулканической деятельности, которую можно предсказать с помощью современной аппаратуры, необходимо эвакуировать близлежащее население.
Оползень – это скользящее смещение вниз по уклону под действием сил тяжести масс грунта, формирующих склоны холмов, гор, речные, озерные и морские террассы. Побудители оползневых процессов – землетрясения, извержения вулканов, строительные работы, атмосферные осадки, выветривание и т.д. Опасность оползней в том, что огромные массы почвогрунтов, внезапно смещаясь, могут привести к разрушению зданий и сооружений и большим жертвам.
Самый трагический оползень был в 1920 г. В Китае. После сильнейшего землетрясения в горах тысячи кубических метров леса завалили долины, засыпали города и селения, что привело к гибели 200 тыс. человек
Мероприятия по защите:
устройство инженерных сооружений (подпорные стенки);
охранно-ограничительные мероприятия (запрещение строительства, производства взрывных работ и др.).
В опасных местах предусматривается система наблюдения и оповещения населения, а также аварийно-спасательные службы.
Сели – кратковременные бурные паводки на горных реках, имеющие характер грязекаменных потоков. Причинами селей могут быть землетрясения, обильные снегопады, ливни, интенсивное таяние снега. Основная опасность – огромная кинетическая энергия грязеводных потоков, скорость движения которых может достигать 15 км/ч.
Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 часов, иногда 6-8 часов. Сели прогнозируются по результатам наблюдений за прошлые годы и по метеопрогнозам.
К профилактическим противоселевым мероприятиям относятся: строительство гидротехнических сооружений (селезадерживающих и селенаправляющих), спуск талой воды, лесопосадочные работы, регулирование рубки леса и т.д.
В селеопасных районах создаются автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатываются соответствующие планы мероприятий.
Снежная лавина – это снежный обвал, масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега. Снежные лавины распространены в горных районах. Опасность лавины – в большой кинетической энергии лавинной массы, обладающей огромной разрушительной силой. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, в среднем 20-30 м/с.
Методы защиты : использование снегоудерживающих щитов, посадка леса, искусственное провоцирование схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности (взрывы направленного действия, сильные источники звука) и др.
3. Метеорологические опасности:
заморозки (при понижении температуры воздуха в вегетационный период на поверхности почвы ниже 0 0 С);
сильные морозы или сильная жара;
сильный ветер (в том числе буря, ураган, смерч);
сильный дождь (при количестве осадков 50 мм и более в течение 12 часов и более);
сильный снегопад (при количестве осадков 20 мм и более за 12 часов);
сильные метели (при скорости ветра 15 м/с и более);
крупный град (диаметр градин 20 мм и более);
Ветер – это движение воздуха относительно земли. Движение воздуха направлено от высокого давления к низкому. Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре – циклон. Погода при циклоне более пасмурная, с сильными ветрами. Антициклон – область повышенного давления с максимумом в центре. Антициклон характеризуется малооблачной, сухой погодой и слабыми ветрами.
Для оценки силы ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море английский адмирал Ф. Бофорт в 1805 г. разработал условную шкалу, которая после изменений и уточнений в 1963 г. была принята Всемирной метеорологической организацией и широко применяется в синоптической практике (12-балльная шкала). По этой шкале 0 б. – штиль, скорость ветра 0-0,2 м/с.
9 б. – шторм или сильная буря, скорость ветра 20, 8-24,4 м/с, ветер срывает черепицу, небольшие повреждения.
12 б. – ураган, скорость ветра 32,7 м/с и более, ветер большой разрушительной силы.
Шквалы – кратковременные усиления скорости ветра до 20-30 м/с.
Тайфуны – ураганы, возникающие над Тихим океаном. Средняя продолжительность 9-12 дней.
Смерч – это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и распространяющийся в виде темного рукава или хобота по направлению к поверхности суши или моря. В верхней части имеет воронкообразное расширение, сливающееся с облаками. Как и ураганы, смерчи опознают со спутников погоды. Чаще возникают внезапно, их трудно предсказать.
В США смерчи над сушей называют торнадо .
4. Наводнение – это значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемое различными причинами. Наводнение – наиболее распространенная природная опасность.
По причинам возникновения наводнения бывают:
половодье; - паводковые; - ливневые; - заторные; - зажорные; - селевые; - нагонные; - при авариях на гидротехнических сооружениях.
Половодье – ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длинное увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды. Возникает из-за весеннего таяния снега, льда в горах.
Паводок – сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня вод. Возникает из-за дождей, зимних оттепелей с мокрым снегом.
Наводнения нередко вызываются загромождением русла крупными кусками льда при ледоходе – затор (бывает в конце зимы или весной.) или закупориванием русла внутренним рыхлым льдом под неподвижным ледяным покровом и образованием ледяной пробки –зажор (бывает в начале зимы).
Иногда наводнения возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счет задержки в устье приносимой рекой воды – нагонные наводнения .
Цунами – это гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна при сильных подводных землетрясениях (реже вулканических извержениях).
Действия населения при наводнении
Самый эффективный способ защиты – эвакуация. Перед эвакуацией нужно отключить в домах электроэнергию, газ, воду; взять запас продуктов, медикаменты, документы и убыть по указанному маршруту. При внезапном наводнении надо срочно покинуть дом и занять ближайшее безопасное возвышенное место, вывесив сигнальное белое или цветное полотнище.
После спада воды при возвращении домой нужно соблюдать меры безопасности: не соприкасаться с электропроводкой, не использовать продукты питания, попавшие в воду. При входе в дом провести проветривание. Запрещается включение газа и электричества.
5 . Средиприродных пожаров выделяют:
пожары степных и хлебных массивов;
торфяные;
подземные пожары горючих ископаемых.
В 90-97 случаях из 100 виновники возникновения пожара – люди, не проявляющие должной осторожности при пользовании огнем в местах работы и отдыха. Пожары от молний составляют 2% от общего количества.
Лесные пожары – это неконтролируемое горение растительности, стихийно распространяющееся по лесной территории. Крупные лесные пожары развиваются в период чрезвычайной опасности в лесу, при длительной и сильной засухе. Их развитию способствует ветреная погода и захламленность лесов.
В зависимости от характера возгорания и состава леса пожары подразделяются на низовые, верховые, почвенные. Почти все пожары в начале своего развития носят характер низовых и, если создаются определенные условия, переходят в верховые и почвенные. По скорости распространения огня низовые и верховые подразделяются на устойчивые и беглые от 0,02 м/с до 2 м/с. Интенсивность горения зависит от состояния запаса горючих материалов, уклона местности, времени суток и особенно силы ветра.
Беглые низовые пожары характеризуются быстрым продвижением кромки огня, когда горят сухая трава и опавшая листва. Они чаще происходят весной, обычно не повреждают взрослые деревья, но часто создают угрозу возникновения верхового пожара. При устойчивых низовых пожарах кромка продвигается медленно, образуется много дыма, что указывает на гетерогенный характер горения. Они типичны для второй половины лета.
Торфяной (подземный) пожар – при нем горит торфяной слой заболоченных и болотных почв. Скорость распространения – 1-3 м/мин. Характерная черта – беспламенное горение торфа с выделением большого количества тепла. Происходят от молний, самовозгорания торфа при неблагоприятных метеоусловиях (высокая температура воздуха, засуха).
6 . Среди серьезных опасностей, которые угрожают человеку и всему живому на Земле, следует выделить те, которые связаны со столкновениями планеты с космическими телами: астероидами, кометами, метеоритами.
Астероиды – это малые планеты, обращающиеся вокруг Солнца, диаметр которых колеблется в пределах 1-1000 км.
Комета – относительно небольшое, по сравнению с астероидом, небесное тело. Большинство комет движется вокруг Солнца по удлиненным эллипсам: при приближении к Солнцу под действием его тепла они выделяют газы, образующие светящуюся оболочку вокруг ядра – голову кометы, и развивают хвост, направленный в противоположную от Солнца сторону. При удалении кометы от Солнца хвост постепенно рассеивается в космическом пространстве.
Метеорит – малое твердое тело, влетевшее со скоростью в десятки км/с в земную атмосферу и не успевшее целиком испариться или распылиться в атмосфере Земли.
Болид – очень яркий метеор с длинным светящимся хвостом; полет болида иногда сопровождается сильным звуком и заканчивается выпадением на земную поверхность метеорита.
В настоящее время известно около 300 космических тел, которые могут пересекать орбиту Земли. Всего по прогнозам астрономов в Космосе существует ≈ 300 тыс. астероидов и комет. Встреча Земли с такими небесными телами представляет серьезную угрозу для всей биосферы. По расчетам, удар астероида диаметром около 1 км сопровождается выделением энергии, в десятки раз превосходящей весь ядерный потенциал, имеющийся на Земле.
Основное средство борьбы – ракетно-ядерная технология. Предлагается разработать систему планетарной защиты от астероидов и комет, которая основана на изменении траектории опасного космического объекта или разрушении его на несколько частей. Для этой цели предполагается использовать межконтинентальные баллистические ракеты с ядерной боеголовкой.
Лекция «Биологические и социальные чрезвычайные ситуации»
К биологическим ЧС относятся эпидемии, эпизоотии и эпифитотии.
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 земного шара.
Инфекционные болезни подразделяются на:
инфекции внутренних органов (вирусный гепатит (болезнь Боткина), бруцеллез, брюшной тиф, дизентерия, сальмонеллез);
инфекции дыхательных путей (туберкулез, различные пневмокониозы);
кровяные или трансмиссивные (ВИЧ);
инфекции наружных покровов (дерматиты, экзема, псориаз, грибковые заболевания).
В основу общебиологической классификации инфекционных заболеваний положено их разделение, прежде всего, в соответствии с особенностями возбудителя (антропонозы, зоонозы), а также разделение на трансмиссивные и нетрансмиссивные. Инфекционные болезни по виду возбудителя – вирусные болезни, риккетсиозы, бактериальные инфекции, протозойные болезни, гельминтозы, тропические микрозы, болезни системы крови.
Эпизоотии – инфекционные болезни животных. Эти болезни имеют такие признаки как наличие специфического возбудителя, цикличность развития, способность передаваться от зараженного животного к здоровому и принимать эпизоотическое распространение.
Эпизоотический очаг – место пребывания источника возбудителя инфекции на определенном участке местности, где при данной ситуации возможна передача возбудителей болезней восприимчивым животным.
По широте распространения эпизоотический процесс встречается в трех формах: спорадическая заболеваемость, эпизоотия, панзоотия.
Спорадия – единичные, несчастные случаи проявления инфекционной болезни, не связанные между собой единичным источником возбудителя инфекций (самая низкая степень интенсивности болезни).
При эпизоотии наблюдается средняя степень интенсивности болезни, которая сопровождается распространением болезней в хозяйстве, районе, области. Таким болезням свойственна общность источника возбудителя инфекции, одновременность поражения, периодичность, сезонность.
По эпизоотической классификации все инфекционные болезни животных делятся на 5 групп:
1 группа – алиментарные инфекции, передаются через почву, корм, воду. В основном поражаются органы пищеварительной системы. Возбудитель передается через инфицированные корма, навоз, почву (сибирская язва, ящур, сап, бруцеллез).
2 группа – респираторные инфекции (аэрогенные) поражение слизистых оболочек дыхательных путей и легких. Основной путь передачи – воздушно-капельный (птичий грипп, экзотическая пневмония, оспа овец и коз, чума плотоядных).
3 группа – трансмиссивные инфекции, передаются при помощи кровососущих членистоногих (энцефаломиелиты, туляремия, инфекционная анемия лошадей).
4 группа – инфекции, передающиеся через наружные покровы без участия переносчиков (столбняк, бешенство, оспа коров).
5 группа – инфекционные болезни с невыясненными путями заражения.
Панзоотия – высшая степень развития эпизоотии, характеризуется необычайно широким распространением болезни, охватывающей одно государство, несколько стран, материк.
Для оценки масштаба заболеваний растений применяют такие понятия как эпифитотия и панфитотия.
Эпифитотия – распространение инфекционных болезней растений на значительные расстояния в течении определенного промежутка времени.
Панфитотия – массовые заболевания, охватывающие несколько стран или континентов.
Наиболее опасными болезнями являются стеблевая ржавчина злаковых и фитофтороз картофеля.
Болезни растений классифицируются по следующим признакам:
Место или фаза развития у растений (болезни семян, всходов, рассады, зрелых растений);
Место появления (местные, локальные, общие);
Течение (острые, хронические);
Поражаемая культура;
Причина возникновения (инфекционные или нет).
Все патологические изменения в растениях проявляются в разнообразных формах: гнили, мумификации, увядание, налеты, наросты.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального строя
« Таганрогский Государственный Педагогический Институт »
Реферат на тему:
Выполнила:
Студентка 1 курса С12 группы
факультет социальной педагогики
Волчанская Наталья
Таганрог
2011год
Содержание:
- Введение.
Стихийные бедствия.
Ураганы, бури, смерчи.
- Заключение.
- Введение.
Стихийные бедствия угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации. Где-то в большей мере, в другом месте менее. Стопроцентной безопасности не существует нигде. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб.
В последние годы на планете все больше происходит природных катаклизмов. Чаще всего разрушения приносят: бури, ураганы, смерчи, торнадо.
В современном мире эта проблема является наиболее актуальной. Метеорологические опасные явления приносят колоссальный ущерб природе, жилищным постройкам и сельскому хозяйству.
Чрезвычайные ситуации природного характера (стихийные бедствия) в последние годы имеют тенденцию к росту. Гололед, снежные заносы, бури, ураганы и смерчи ежегодно навещают Россию.
Целью моего реферата является изучение природных чрезвычайных ситуаций.
Задача моей работы – рассмотрение классификации природных ЧС, действий населения во время ЧС.
- Стихийные
бедствия.
К стихийным бедствиям природного характера можно отнести: ураганы, смерчи, торнадо, снежные заносы и лавины, длительные проливные дожди, сильные устойчивые морозы.
За последние 20 лет XX века от стихийных бедствий в мире пострадало в общей сложности более 800 млн. человек (свыше 40 млн. человек в год), погибло более 140 тыс. человек, а ежегодный материальный ущерб составил более 100 млрд. долларов.
Наглядными примерами могут служить два стихийных бедствия в 1995 г.
- Сан-Анджело,
Техас, США, 28 мая 1995 года: смерчи и град
обрушились на город с 90-тысячным населением;
причиненный ущерб оценивается в 120 миллионов
американских долларов.
Аккра, Гана, 4 июля 1995 года: самые обильные за последние почти 60 лет осадки вызвали сильные наводнения. Около 200 000 жителей потеряли все свое имущество, еще более 500 000 не могли попасть в свои дома, и 22 человека погибли.
бури (9 - 11 баллов);
ураганы и бури (12 - 15 баллов);
смерчи, торнадо (разновидность смерча в виде части грозового облака).
- Ураганы,
бури, смерчи.
Бу?ря (што?рм) - очень сильный ветер , а также большое волнение на море . Также в ходе многочисленных наблюдений американскими учёными было установлено, что для районов, расположенных в северных широтах, снежной бурей можно считать зимний ураган, во время которого скорость ветра достигает 56 километров в час. При этом температура воздуха опускается до?7 °C. Территория распространения снежной бури может быть сколь угодно обширной.
Буря может наблюдаться:
- при прохождении
тропического или внетропического
циклона
;
при прохождении смерча (тромба, то рнадо );
при местной или фронтальной грозе .
К штормам относятся ветры скоростью более 20 м/с, то есть свыше 9 баллов по шкале Бофорта .
Различают:
по интенсивности:
- сильный шторм
со скоростью 24,5-28,4 м/с (10 баллов);
жестокий шторм со скоростью 28,5-32,6 м/с (11 баллов).
- Субтропический шторм
Тропический шторм
Ураган (Атлантический океан )
- Тайфун
(Тихий океан
).
Бури и ураганы возникают при прохождении глубинных циклонов и представляют собой движение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью. При урагане скорость движения воздуха превышает 32,7 м/с (более 118 км/ч). Проносясь над земной поверхностью, ураган ломает и вырывает с корнем деревья, срывает крыши и разрушает дома, линии электропередач и связи, здания и сооружения, выводит из строя различную технику. В результате короткого замыкания электросетей возникают пожары, нарушается снабжение электроэнергией, прекращается работа объектов, возможно возникновение других вредных последствий. Люди могут оказаться под обломками разрушенных зданий и сооружений. Летящие с большой скоростью обломки разрушенных зданий и сооружений и другие предметы могут нанести людям тяжелые травмы.
Начинаются ураганы с грозы, сталкиваются с пассатами - ветрами тропических широт. При ураганах ширина зоны катастрофических разрушений достигает нескольких сотен километров (иногда тысячи км.). Ураган длится 9 - 12 дней, причиняя большое количество жертв и разрушений. Поперечный размер тропического циклона значительно меньше - всего несколько сот километров, высота его - до 12-15 км. Давление в ураганах падает намного ниже, чем во внетропическом циклоне. При этом скорость ветра достигает 400-600 км/час. В сердцевине смерча давление падает очень низко, поэтому смерчи "всасывают" в себя различные, иногда очень тяжелые предметы, которые переносят затем на большие расстояния. Люди, оказавшиеся в центре смерча, погибают.
Достигая высшей стадии, ураган проходит в своем развитии 4 этапа: тропический циклон, барическая депрессия, шторм, интенсивный ураган.
Ураганы формируются, как правило, над тропической частью северной Атлантики, зачастую - от западного побережья Африки, и набирают силу, двигаясь к западу. Большое число зарождающихся циклонов развивается подобным образом, но в среднем только 3,5 процентов из них достигают стадии тропического шторма. Лишь 1-3 тропических шторма, обычно находящихся над Карибским морем и Мексиканским заливом, ежегодно доходят до восточного побережья США.
Ураган по силе воздействия на окружающую среду не уступает землетрясениям: разрушаются строения, мачты линий электропередачи и связи, транспортные магистрали, ломаются и выворачиваются деревья, переворачиваются морские суда и автомобильный транспорт. Часто бури и ураганы сопровождаются ливнями и снегопадами, что еще больше осложняет ситуацию. В результате сильного ветра происходит ветровой нагон воды на устьевом участке рек, подтапливаются населенные пункты, пахотные земли, предприятия вынуждены остановить свое производство.
Многие ураганы зарождаются у западного побережья Мексики и движутся на северо-восток, угрожая прибрежным территориям Техаса.
Условия, необходимые для зарождения урагана, полностью неизвестны. Известно следующее: интенсивный ураган почти правильно округлый по форме, достигает иногда 800 километров в поперечнике. Внутри трубы сверхтеплого тропического воздуха находится так называемый «глаз» - пространство чистого голубого неба диаметром примерно 30 километров. Его окружает «стена глаза» - наиболее опасное и беспокойное место. Именно здесь завихряющийся внутрь, пропитанный влагой воздух устремляется вверх. При этом он вызывает конденсацию и выделение опасной скрытой теплоты - источника силы шторма. Поднявшись на километры над уровнем моря, энергия выбрасывается к периферийным слоям. В том месте, где расположена стена, восходящие потоки воздуха, смешиваясь с конденсацией, образуют сочетание максимальной силы ветра и неистовое ускорение
Облака тянутся вокруг этой стены в форме спирали параллельно направлению ветра, придавая, таким образом, урагану характерную форму и меняя проливной дождь в центре урагана на тропический ливень по краям.
Ураган на суше разрушает строения, линии связи и электропередач, повреждает транспортные коммуникации и мосты, ломает и вырывает с корнем деревья; при распространении над морем.
В декабре 1944 г. в 300 милях восточнее о. Лусон (Филиппины) корабли 3-го флота США оказались в районе близ центра тайфуна. В результате 3 эсминца затонуло, 28 других кораблей получили повреждения, 146 самолетов на авианосцах и 19 гидросамолетов на линкорах и крейсерах были разбиты, повреждены и смыты за борт, погибло свыше 800 человек.
От ураганных ветров небывалой силы и гигантских волн, обрушившихся 13 ноября 1970 г. на прибрежные районы Восточного Пакистана, пострадало в общей сложности около 10 млн. человек, в том числе примерно 0,5 млн. человек погибли и пропали без вести.
Ураган «Катрина» самый разрушительный ураган в истори и США . Произошёл в конце августа 2005 года. Наиболее тяжёлый ущерб был причинён Новому Орлеану в Луизиане , где под водой оказалось около 80 % площади города. В результате стихийного бедствия погибли 1836 жителей, экономический ущерб составил $125 млрд.
Обрушившийся в 1991 году на Бангладеш ураган унёс жизни 135 тысяч людей.
Смерч – одно из жестоких, разрушительных явлений природы. По мнению В.В. Кушина, смерч - это не ветер, а скрученный в тонкостенную трубу «хобот» дождя, который вращается вокруг оси со скоростью 300-500 км/ч. За счет центробежных сил внутри трубы создается разряжение, и давление падает до 0,3 атм. Если стенка «хобота» воронки рвется, наткнувшись на препятствие, то внутрь воронки врывается наружный воздух. Перепад давлений 0,5 атм. разгоняет воздушный вторичный поток до скоростей 330 м/с (1200 км/ч) и более, т.е. до сверхзвуковых скоростей. Смерчи образуются при неустойчивом состоянии атмосферы, когда воздух в верхних слоях очень холодный, а в нижних тёплый. Происходит интенсивный воздухообмен, сопровождаемый образованием вихря огромной силы.
Возникают такие вихри в мощных грозовых облаках и часто сопровождаются грозой, дождём, градом. Очевидно, нельзя сказать, что смерчи возникают в каждом грозовом облаке. Как правело, это происходит на гране фронтов – в переходной зоне между тёплой и холодной воздушными массами. Прогнозировать смерчи пока не удаётся, и поэтому их появление бывает неожиданным.
Смерч живёт недолго, так как довольно скоро холодная и тёплая воздушные массы перемешиваются, и таким образом поддерживающая его причина исчезает. Однако даже за непродолжительный период своей жизни смерч может произвести огромные разрушения.
До сих пор смерч не спешит раскрывать и другие свои тайны. Так, нет ответов на многие вопросы. Что представляет собой воронка смерча? Что придает ее стенкам сильное вращение и огромную разрушительную силу? Почему смерч устойчив?
Исследовать смерч не просто трудно, но и опасно - при непосредственном контакте он уничтожает не только измерительную аппаратуру, но и наблюдателя.
Сопоставляя описания смерчей (торнадо) прошлого и нынешнего столетий в России и других странах, можно видеть, что они развиваются и живут по одинаковым законам, но эти законы до конца не выяснены и поведение смерча кажется непредсказуемым.
Во время прохождения смерчей естественно все прячутся, бегут, и людям не до наблюдений, а тем более измерений параметров смерчей. То немногое о внутреннем строении воронки, что удалось узнать, связано с тем, что смерч, отрываясь от земли, проходил над головами людей, и тогда можно было видеть, что смерч представляет собой огромный пустотелый цилиндр, ярко освещенный внутри блеском молний. Изнутри раздается оглушительный рев и жужжание. Считается, что скорость ветра в стенках смерча доходит до звуковой.
Смерч может всосать и поднять ввысь большую порцию снега, песка и др. Как только скорость снежинок или песчинок достигает критического значения, они будут выброшены через стенку наружу и могут образовать вокруг смерча своеобразный футляр или чехол. Характерной особенностью этого футляра-чехла является то, что расстояние от него до стенки смерча по всей высоте примерно одинаково.
Рассмотрим в первом приближении процессы, возникающие в грозовых облаках. Обильная влага, попадающая в облако из нижних слоев, выделяет много тепла, и облако становится неустойчивым. В нем возникают стремительные восходящие потоки теплого воздуха, которые выносят массы влаги на высоту 12-15 км, и столь же стремительные холодные нисходящие потоки, которые обрушиваются вниз под тяжестью образовавшихся масс дождя и града, сильно охлажденных в верхних слоях тропосферы. Мощность этих потоков особенно велика из-за того, что одновременно возникают два потока: восходящий и нисходящий. С одной стороны, они не испытывают сопротивления окружающей среды, т.к. объем воздуха, идущего вверх, равен объему воздуха, уходящего вниз. С другой стороны, затраты энергии потоком на подъем воды вверх полностью восполняется при падении ее вниз. Поэтому потоки имеют возможность разгонять себя до огромных скоростей (100 м/с и более).
В последние годы была выявлена еще одна возможность подъема больших масс воды в верхние слои тропосферы. Часто при столкновении воздушных масс происходит образование вихрей, которые за свои относительно небольшие размеры получили название мезоциклонов. Мезоциклон захватывает слой воздуха на высоте от 1-2 км до 8-10 км, имеет диаметр 8-10 км и вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 40-50 м/с. Существование мезоциклонов установлено достоверно, структура их исследована достаточно подробно. Обнаружено, что в мезоциклонах на оси возникает мощная тяга, которая выбрасывает воздух на высоты до 8-10 км и выше. Наблюдателями было обнаружено, что именно в мезоциклоне иногда зарождается смерч.
Наиболее благоприятная обстановка для зарождения воронки выполняется при выполнении трех условий. Во-первых, мезоциклон должен быть образован из холодных сухих масс воздуха. Во-вторых, мезоциклон должен выйти в район, где в приземном слое толщиной 1-2 км скопилось много влаги при высокой температуре воздуха 25-35 о С. Третье условие - это выбрасывание масс дождя и града. Выполнение этого условия приводит к уменьшению диаметра потока от первоначального значения 5-10 км до 1-2 км и увеличению скорости от 30-40 м/с в верхней части мезоциклона до 100-120 м/с - в нижней части.
Для того чтобы иметь представление о последствиях смерчей, рассмотрим описание московского смерча 1904 г.
Над восточной частью Москвы 29 июня 1904 г. пронесся сильнейший вихрь.
В тот день была отмечена сильная грозовая деятельность в четырех районах Московской области: в Серпуховском, Подольском, Московском и Дмитровском, почти на протяжении 200 км. Грозы с градом и бурей наблюдались, кроме того, в Калужской, Тульской и Ярославской областях. Начиная с Серпуховского района, буря превратилась в ураган. Ураган усилился в Подольском районе, где пострадало 48 селений и имелись жертвы. Самые же страшные опустошения принес смерч, возникший к юго-востоку от Москвы в районе деревни Беседы. Ширина грозовой области в южной части Московского района определена в 15 км; здесь буря двигалась с юга на север, а смерч возник в восточной (правой) стороне грозовой полосы.
Смерч на своем пути произвел огромные разрушения. Были уничтожены деревни Рязанцево, Капотня, Чагино; далее ураган налетел на Люблинскую рощу, вырвал с корнем и сломал до 7 га леса, затем разрушил деревни Грайвороново, Карачарово и Хохловку, вступил в восточную часть Москвы, уничтожил Анненгофскую рощу в Лефортово, посаженную еще при царице Анне Иоановне, сорвал крыши домов в Лефортово, прошел в Сокольники, где повалил вековой лес, направился в Лосиноостровскую, где уничтожил 120 га крупного леса, и распался в районе Мытищ. Далее смерча не было, и отмечена только сильная буря. Длина пути смерча - около 40 км, ширина все время колебалась от 100 до 700 м.
По внешнему виду вихрь представлял собой столб, широкий внизу, постепенно сужавшийся в виде конуса и вновь расширявшийся в облаках; в других местах иногда он принимал вид просто черного крутящегося столба. Многие очевидцы принимали его за поднимающийся черный дым от пожара. В тех местах, где смерч проходил через Москва-реку, он захватывал столько воды, что обнажалось русло.
Сорванные крыши зданий летели в воздухе, как клочья бумаги. Были даже разрушены каменные стены. В Карачарово снесена половина колокольни. Вихрь сопровождался страшным гулом; его разрушительная работа продолжалась от 30 с до 1-2 мин. Треск валившихся деревьев заглушался ревом вихря.
Когда надвигалась воронка, становилось совершенно темно. Темноте сопутствовал страшный шум, рев и свист. Зафиксированы электрические явления необыкновенной интенсивности. В Сокольниках наблюдалась шаровая молния. Дождь и град также имели необыкновенную интенсивность. Градины с куриное яйцо отмечались неоднократно. Отдельные градины имели форму звезды и весили 400-600 г.
- Действия
населения при
угрозе и во время
ураганов, бурь и
смерчей.
С наветренной стороны зданий плотно закрываются окна, двери, чердачные люки и вентиляционные отверстия. Стекла окон оклеиваются, окна и витрины защищаются ставнями или щитами. С целью уравнивания внутреннего давления двери и окна с подветренной стороны зданий открываются.
Непрочные учреждения (дачные домики, навесы, гаражи, штабеля дров, туалеты) желательно закрепить, прикопать землей, убрать выступающие части или разобрать, придавив разобранные фрагменты тяжелыми камнями, бревнами. Нужно убрать все вещи с балконов, лоджий, подоконников.
Необходимо позаботиться о подготовке в местах укрытия электрических фонарей, керосиновых ламп, свечей, походных плиток, керосинок и примусов, о создании запасов продуктов питания и питьевой воды на 2-3 дня, медикаментов, постельных принадлежностей и одежды.
В домашних условиях жильцы должны проверить размещение и состояние электрощитов, газовых и водопроводных магистральных кранов и, в случае необходимости, уметь их перекрывать. Всех членов семьи необходимо научить правилам самоспасения и оказания первой помощи при травмах и контузии.
Радиоприемники или телевизоры должны быть постоянно включенными.
С получением информации о непосредственном приближении урагана или сильной бури жители населенных пунктов занимают ранее подготовительные места в зданиях или укрытиях, лучше всего в подвальных помещениях и подземных сооружениях (но не в зоне затопления).
Находясь в здании, следует остерегаться ранений осколками оконного стекла. При сильных порывах ветра необходимо отойти от окон и занять место в нишах стен, дверных проемах или стать вплотную к стене. Для защиты рекомендуется также использовать встроенные шкафы, прочную мебель и матрацы.
При вынужденном пребывании под открытым небом необходимо находиться в отдалении от зданий и занимать для защиты овраги, ямы, рвы, канавы, кюветы дорог. При этом нужно лечь на дно укрытия и плотно прижаться к земле, руками ухватиться за растения.
Любые защитные действия снижают число травм, наносящихся метательным действием ураганов и бурь, а также обеспечивают защиту от летящих осколков стекла, шифера, черепицы, кирпича и различных предметов. Следует также избегать нахождения на мостах, трубопроводах, в местах непосредственной близости от объектов, имеющих сильнодействующие ядовитые и легковоспламеняющиеся вещества (химические, нефтеперегонные заводы и базы хранения).
Во время бурь следует избегать ситуаций, при которых возрастает вероятность поражения электрическими разрядами. Поэтому нельзя укрываться под отдельно стоящими деревьями, столбами, близко подходить к опорам линий электропередачи.
В ходе и после урагана или бури не рекомендуется заходить в подверженные здания, а при необходимости это следует делать с осторожностью, убедившись в отсутствии значительных повреждений лестниц, перекрытий и стен, очагов пожара, утечек газа, порыва электропроводов.
Во время снежных или пыльных бурь покидать помещение разрешается в исключительных случаях и только в составе группы. При этом в обязательном порядке сообщается родственникам или соседям маршрут движения и время возвращения. В таких условиях допускается использования только заранее подготовленных автомобилей, способных двигаться при снежных, песчаных заносах, гололедице. При невозможности дальнейшего движения следует обозначить стоянку, полностью закрыть жалюзи и укрыть двигатель со стороны радиатора.
При получении информации о приближении смерча или обнаружении его по внешним признакам следует покинуть все виды транспорта и укрыться в ближайшем подвале, убежище, овраге, или лечь на дно любого углубления и прижаться к земле. При выборе места защиты от смерча следует помнить, что это природное явление часто сопровождается выпадением интенсивных ливневых осадков и крупного града. В таких случаях нужно принимать меры защиты и от поражения этими гидрометеорологическими явлениями.
После окончания активной фазы стихийного бедствия начинаются аварийно-спасательные и восстановительные работы: разборка завалов, поиск живых, раненых и погибших, оказание помощи тем, кто в ней нуждается, восстановление жилья, дорог, предприятий и постепенное возвращение к нормальной жизнедеятельности.
- Заключение
Я пришла к выводу, что существует большое разнообразие таких стихийных бедствий. Но самые опасные метеорологические явления - это бури, ураганы, смерчи.
Чрезвычайные ситуации природного характера могут повлечь за собой за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.
С точки зрения возможности проведения превентивных мероприятий опасные природные процессы, как источник чрезвычайных ситуаций, могут прогнозироваться с очень небольшой заблаговременностью.
В последние годы число стихийных бедствий постоянно растет. Это не может оставаться незамеченным. Руководство и органы МЧС из этого делают необходимые выводы.
- Список
использованной литературы.
и т.д.................
ЧС, вызванные метеорологическими процессами
ЧС, вызванные гидрологическими процессами
ЧС, вызванные природными пожарами
ЧС, вызванные геологическим процессами
ЧС, вызванные космическими явлениями
ЧС, вызванные температурно-влажностным состоянием среды
Прогнозирование природных ЧС
Предупреждение природных ЧС
Источниками ЧС могут быть опасные явления и процессы в неживой природе.
Под опасными природными явлениями понимается событие природного происхождения или результат протекания природного природных процессов, которые по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать поражающее воздействие на людей, объекты экономики и окружающую природную среду.
Ежегодно только экономический ущерб от разрушений в результате природных ЧС превышает 200 млрд. долларов США.
В природных ЧС часто используется понятие «стихийное бедствие»
Стихийное бедствие – это разрушительное природное и (или) природно-антропогенное явление или процесс значительного масштаба, в результате которого может возникнуть или возникла угроза жизни и здоровью людей, произойти разрушение или уничтожение материальных ценностей и компонентов окружающей природной среды
Особенность стихийных бедствий состоит в том, что ини часто возникают внезапно, мало управляемые и контролируемые по сравнению с другими ЧС.
Они могут быть источником других ЧС (после наводнения часты вспышки гепатита А).
Чс, вызванные метеорологическими процессами
Опасные метеорологические явления – природные процессы и явления, возникающие в атмосфере под действием различных природных факторов или их сочетаний, оказывающие или могущие оказать поражающее воздействие на людей, животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду.
К опасным метеорологическим явлениям относят: опасные ветры, грозы, молнии, град, засухи, ливни, гололед, туман.
Опасные ветры
Ветры являются причиной многих стихийных бедствий.
Причина ветров – неравномерный нагрев различных областей вращающейся Земли.
Экватор нагревается больше, полюса – меньше. Нагретый воздух поднимается вверх, образуя область пониженного давления и ветер должен дуть с севера ни юг, но здесь вмешиваются различные физические силы, которые изменяют направление ветра.
Разрушительная сила ветра зависит от его силы. Опасность для человека, животных и окружающей среды представляет сильный ветер.
Сильный ветер – это движение воздуха относительно поверхности со скоростью 14 м/с.
При дальнейшем усилении ветра возникают: бури, ураганы, шквалы, смерчи.
Буря – движение воздуха со скоростью 14-33 м/с. Длительность от нескольких часов до нескольких суток. Ширина фронта до сотен км. Рушатся линии связи, электропередач, ломаются ветки деревьев или вырываются с корнем, сносятсякрыши строений, и др.
Ураган - скорость движения воздуха более 32 км/ч. Появляется внезапно. Несет в себе колоссальную энергию сопоставимой с энергией ядерного взрыва мощностью 36 Мт. Сопровождается грозой, ливнем, градом.
Вихрь - атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикально или наклонной оси. Может поднять в воздух легкие предметы.
Смерч – сильный атмосферный вихрь диаметром 1000м, в котором воздух вращается со скоростью 100 м/с. Обладает большой разрушительной силой. При достижении поверхности земли смерч становится похожим на воронку. Внутри смерча воздух сильно разряжен и сооружения, оказавшиеся на его пути разрушаются со взрывом. Он поднимает на большую высоту крупные предметы и даже целые озера.
Шквал – кратковременное усиление ветра до скорости 14 м/с. сопровождающееся резким понижением температуры, возникают внезапно в кучево-дождевых облаках.
Кроме перечисленных видов ветров существуют еще пыльные и снежные бури, которые также приносят значительный материальный ущерб.
Результаты взаимодействия некоторых атмосферных процессов, которые характеризуются определенными сочетаниями нескольких метеорологических элементов, называются атмосферными явлениями.
К атмосферным явлениям относятся: гроза, метель, пыльная бурая, туман, смерч, полярное сияние и др.
Все метеорологические явления, за которыми осуществляются наблюдение на метеорологических станциях, разделяются на такие группы:
гидрометеоры , представляют собой сочетание редких и твердых или тех и других вместе частиц воды, взвешенных в воздухе (облака, туманы), которые выпадают в атмосфере (осадки); которые оседают на предметах возле земной поверхности в атмосфере (роса, иней, гололедица, изморозь); или поднятых ветром с поверхности земли (вьюга);
литометеоры , представляют собой сочетание твердых (не водных) частичек, которые поднимаются ветром с земной поверхности и переносятся на некоторое расстояние или остаются взвешенными в воздухе (пыльная поземка, пылевые бури и др.);
электрические явления, к которых належат проявления действия атмосферного электричества, которые мы видим или слышим (молния, гром);
оптические явления в атмосфере, которые возникают в результате отражения, преломление, рассеяние и дифракции солнечного или месячного света (гало, мираж, радуга и др.);
неклассифицированные (разные) явления в атмосфере, которые тяжело отнести к какому-нибудь виду, указанного выше (шквал, вихрь, смерч).
Вертикальная неоднородность атмосферы. Важнейшие свойства атмосферы
По характеру распределения температуры с высотой атмосфера разделяется на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера.
На рисунке 2.3 представленный ход изменения температуры с удалением от земной поверхности в атмосфере.
А– высота 0 км, t = 15 0 С; В – высота 11 км, t = -56,5 0 С;
C – высота 46 км, t = 1 0 С; D – высота 80 км, t = -88 0 С;
Рисунок 2.3 – Ход температуры в атмосфере
Тропосфера
Мощность тропосферы в наших широтах достигает 10-12 км. В тропосфере сосредоточена основная часть массы атмосферы, поэтому здесь наиболее ярко проявляются разнообразные явления погоды. В этом слое наблюдается непрерывное снижение температуры с высотой. Оно составляет в среднем 6 0 С на каждые 1000 г. Солнечные лучи сильно нагревают земную поверхность и прилегающие нижние слои воздуха.
Тепло, которое идет от земли, поглощается водяным паром, углекислым газом, частицами пыли. Выше воздух более разрежен, водного пара в нем меньшее, а излучаемое снизу тепло уже поглощено нижними слоями – поэтому воздух там холоднее. Отсюда постепенное падение температуры с высотой. Зимой поверхность земли сильно охлаждается. Этому способствует снежный покров, который отражает большую часть солнечных лучей и вместе с тем излучает тепло в более высокие слои атмосферы. Поэтому, воздух возле поверхности земли очень часто холоднее, чем вверху. Температура с высотой немного повышается. Эта так называемая зимняя инверсия (обратный ход температуры). В летнее время земля нагревается солнечными лучами сильно и неравномерно. От наиболее нагретых участков поднимаются воздушные струйки, вихри. На смену воздуху, что поднялся, притекает воздух со стороны менее нагретых участков, в свою очередь, замещаясь воздухом, который опускается сверху. Возникает конвекция, которая вызывает перемешивание атмосферы в вертикальном направлении. Конвекция уничтожает туман и уменьшает запыленность нижнего слоя атмосферы. Таким образом, благодаря вертикальным движениям в тропосфере происходит постоянное перемешивание воздуха, который обеспечивает постоянство его состава на всех высотах.
Тропосфера – это место постоянного формирования облаков, осадков и других явлений природы. Между тропосферой и стратосферой находится тонкий (1 км) переходный пласт, названный тропопаузой.
Стратосфера
Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. Стратосфера характеризуется ростом температуры с высотой. До высоты 35 км рост температуры происходит очень медленно, выше 35 км температура растет быстро. Рост температуры воздуха с высотой в стратосфере связан с поглощением солнечной радиации озоном. На верхней границе стратосферы температура резко колеблется в зависимости от времени года и широты места. Разрежение воздуха в стратосфере приводит к тому, что небо там почти черного цвета. В стратосфере всегда хорошая погода. Небо безоблачное и лишь на высоте 25-30 км появляются перламутровые облака. В стратосфере также имеет место интенсивная циркуляция воздуха и наблюдаются вертикальные его перемещения.
Мезосфера
Над стратосферой находится слой мезосферы, приблизительно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля. Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развитая турбулентность. На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются серебристые облака. Наиболее вероятно, что они состоят из ледяных кристаллов. На верхней границе мезосферы давление воздуха раз в 200 меньшее, чем у земной поверхности. Таким образом, в тропосфере, стратосфере и мезосфере вместе, до высоты 80 км, находится более чем 99,5 % всей массы атмосферы. На выше расположенные слои приходится незначительное количество воздуха.
Термосфера
Верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами и потому носит название термосферы. В ней различаются, однако, две части: ионосферу, которая простирается от мезосферы к высотам порядка тысячи километров, и экзосферу, которая расположенная над ней. Экзосфера переходит в земную корону.
Температура здесь увеличивается и достигает на высоте 500-600 км + 1600 0 С. Газы здесь сильно разрежены, молекулы редко сталкиваются друг с другом.
Воздух в ионосфере чрезвычайно разрежен. На высотах 300-750 км его средняя плотность порядка 10 -8 -10 -10 г/м 3 . Но и при такой маленькой плотности 1 см 3 воздух на высоте 300 км еще содержит около одного миллиарда молекул или атомов, а на высоте 600 км - свыше 10 миллионов. Это на несколько порядков больше, чем содержание газов в межпланетном пространстве.
Ионосфера, как говорит самое название, характеризуется очень сильной степенью ионизации воздуха - содержание ионов здесь во много раз большее, чем в ниже расположенных слоях, несмотря на большую общую разреженность воздуха. Эти ионы представляют собой в основном заряженные атомы кислорода, заряженные молекулы оксидов азота и свободные электроны.
В ионосфере выделяется несколько слоев или областей с максимальной ионизацией, в особенности на высотах 100-120 км (пласт Е) и 200-400 км (пласт F). Но и в промежутках между этими пластами степень ионизации атмосферы остается очень высокой. Положение ионосферных слоев и концентрация ионов в них все время меняются. Сосредоточение электронов в особо большой концентрации называют электронными облаками.
От степени ионизации зависит электропроводность атмосферы. Поэтому в ионосфере электропроводность воздуха в общем в 10-12 раз большее, чем у земной поверхности. Радиоволны подвергаются в ионосфере поглощению, преломлению и отражению. Волны длиной более 20 м вообще не могут пройти сквозь ионосферу: они отражаются электронными облаками в нижней части ионосферы (на высотах 70-80 км). Средние и короткие волны отражаются выше расположенными ионосферными слоями.
Именно вследствие отражения от ионосферы возможная далекая связь на коротких волнах. Многоразовое отражение от ионосферы и земной поверхности позволяет коротким волнам зигзагообразно распространяться на большие расстояния, огибая поверхность Земного шара. Так как положение и концентрация ионосферных слоев непрерывно меняются, меняются и условия поглощения, отражения и распространение радиоволн. Поэтому для надежной радиосвязи необходимо непрерывное изучение состояния ионосферы. Наблюдение над распространением радиоволн и есть средством для такого исследования.
В ионосфере наблюдаются полярные сияния и близкое к ним по природе свечение ночного неба - постоянная люминесценция атмосферного воздуха, а также резкие колебания магнитного поля - ионосферные магнитные буры.
Ионизация в ионосфере проходит под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Ее поглощение молекулами атмосферных газов приводит к возникновению заряженных атомов и свободных электронов. Колебание магнитного поля в ионосфере и полярные сияния зависят от колебаний солнечной активности. С изменениями солнечной активности связаны изменения в потоке корпускулярной радиации, которая идет от Солнца в земную атмосферу. А именно корпускулярная радиация имеет основное значение для указанных ионосферных явлений. Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений. На высотах близко 800 км она достигает 1000°.
Говоря о высоких температурах ионосферы, имеют в виду то, что частицы атмосферных газов двигаются там с очень большими скоростями. Однако плотность воздуха в ионосфере так мала, что тело, которое находится в ионосфере, например спутник, не будет нагреваться путем теплообмена с воздухом. Температурный режим спутника будет зависеть от непосредственного поглощения им солнечной радиации и от отдачи его собственного излучения в окружающее пространство.
Экзосфера
Атмосферные слои выше 800-1000 км выделяются по названию экзосферы (внешней атмосферы). Скорости движения частиц газов, в особенности легких, здесь очень большие, а вследствие чрезвычайной разреженности воздуха на этих высотах частицы могут облетать Землю по эллиптическим орбитам, не сталкиваясь между собою. Отдельные частицы могут при этом иметь скорости, достаточные для того, чтобы преодолеть силу тяжести. Для незаряженных частиц критической скоростью будет 11,2 км/с. Такие в особенности быстрые частицы могут, двигаясь по гиперболическим траекториям, вылетать из атмосферы в мировое пространство, "выскальзывать", рассеиваться. Поэтому экзосферу называют еще сферой рассеяния. Выскальзыванию поддаются преимущественно атомы водорода.
Недавно предполагалось, что экзосфера, а с ней вообще земная атмосфера, заканчивается на высотах порядка 2000-3000 км. Но наблюдения с помощью ракет и спутников показали, что водород, который выскальзывает из экзосферы, образовывает вокруг Земли так называемую земную корону, которая простирается более чем до 20000 км. Конечно, плотность газа в земной короне ничтожно маленькая.
С помощью спутников и геофизических ракет установлено существование в верхней части атмосферы и в околоземном космическом пространстве радиационного пояса Земли, который начинается на высоте нескольких сотен километров и простирается на десятки тысяч километров от земной поверхности. Этот пояс состоит из электрически заряженных частиц - протонов и электронов, захваченных магнитным полем Земли, которые двигаются с очень большими скоростями. Радиационный пояс постоянно теряет частицы в земной атмосфере и пополняется потоками солнечной корпускулярной радиации.
По составу атмосфера делится на гомосферу и гетеросферу.
Гомосфера простирается от поверхности земли до высоты около 100 км. В этом слое процентное содержание основных газов не изменяется с высотой. Остается постоянным и молекулярный вес воздух.
Гетеросфера располагается выше 100 км. Здесь кислород и азот находятся в атомарном состоянии. Молекулярный вес воздуха с высотой уменьшается.
Имеет ли атмосфера верхнюю границу? Атмосфера не имеет границы, а, постепенно разрежаясь, переходит в межпланетное пространство.
Довольно легко устать от одной и той же погоды, стоящей на дворе изо дня в день, тем не менее, резкие перемены могут по-настоящему шокировать людей. Ниже представлены одни из самых редких метеорологических явлений: некоторые из них прекрасны, другие смертельно опасны, но все они без исключения внушают людям благоговение.
10. Разноцветный снег
Морозным утром 2010 года жители Ставрополя, Россия проснулись и увидели разноцветный снег, выстилавший их улицы. Люди были ошеломлены, когда они увидели светло-фиолетовые и коричневые снежные сугробы. Другие люди, которые слышали историю, возможно, думали, что это была выдумка, однако учёные, исследовавшие этот вопрос, подтвердили, что это был снегопад, состоявший из снега множества цветов.
Он не был токсичен, но эксперты предупредили, что глотать снег любого цвета не стоит, так как он, скорее всего, был загрязнён пылью, перенесённой из Африки. Пыль достигла головокружительных высот в верхних слоях атмосферы, где она смешалась с обычными снежными облаками. Это взаимодействие послужило причиной выпадения красиво окрашенного снега. Это был не первый раз, когда произошло нечто подобное - в 1912 году чёрный снег выпал на Аляске и в Канаде. Чёрный цвет был обусловлен вулканическим пеплом и горными породами, которые также смешались со снежными облаками.
9. «Деречо» (Derecho)
В 2012 году огромный и сильный шторм, состоявший из нескольких гроз и сильных ветров, оставил за собой след разрушения по всему Среднему Западу и среднеатлантическому региону. Этот ужасающий тип шторма называется деречо, а в данном случае уровень шторма был повышен до «супер деречо» из-за его силы.
Основной причиной супершторма была сильная жара, стоявшая в этой области в сочетании с пульсацией в струйном течении. Штат Вирджиния перенёс массовое отключение электроэнергии, кабели лопались, как веточки, грузовики переворачивались на бок, будто они были сделаны из картона. Погибло 13 человек.
Деречо встречаются очень редко в среднеатлантическом регионе, случаясь только раз в четыре года или около того. Ещё один чрезвычайно разрушительный деречо случился в США в 2009 году. Шторм покрыл расстояние в 1600 километров в течение одного дня, оставив позади несколько убитых и ещё больше тех, кто получил ранения. Во время этого шторма на землю обрушились 45 ужасных торнадо.
8. Снежная гроза
Жители восточного побережья США наблюдали обычную метель в 2011 году, когда они вдруг стали свидетелями вспышек молний и раскатов грома, которые смешались со снегом. Снежная гроза происходила прямо перед их глазами.
Снежная гроза имитирует внутренние процессы обычной грозы путем формирования посредством восходящего движения влажного воздуха. Это сочетание воздуха с низкой влажностью и более высоко расположенного более холодного воздуха вызывает молнии и грозу. Именно поэтому снеговые грозы происходят настолько редко, учитывая, что в нижнем слое обычно не бывает тёплой температуры во время выпадения снега.
Метеорологи отметили, что появление снеговой грозы, скорее всего, означает, что будут выпадать обильные снегопады. Исследователи обнаружили, что существует более чем 80-процентный шанс того, что снег глубиной как минимум 15 сантиметров выпадет в радиусе 112 километров от вспышки молнии, случающейся во время метели.
7. Красочная солнечная буря
Мы все знакомы с явлением северного сияния, которое обычно появляется в виде голубых и зелёных завихрений в небе. Тем не менее, иногда солнечные бури настолько сильны, что они вызывают появление калейдоскопа цветов и их даже становится возможным увидеть в тех регионах, где люди никогда не видели их раньше. В 2012 году одна из этих интенсивных солнечных бурь создала особенно красивое сияние над кратерным озером в штате Орегон. Учёные предположили, что два облака светящихся частиц запущены в сторону Земли солнечными пятнами, крупнее нашей планеты по размеру. Интенсивность полярных сияний позволила людям увидеть их на огромном расстоянии, вплоть до штатов Мэриленд и Висконсин. Кроме того, они также показали красивое шоу в Канаде по пути вниз от Арктики.
6. Двойной торнадо
Торнадо происходят каждый год во всём мире, однако двойные торнадо происходят лишь раз в 10 - 20 лет. Когда они появляются, они вызывают огромные разрушения. Город Пилгера (Pilger) в штате Небраска знает не понаслышке, какой огромный ущерб могут нанести эти торнадо в течение нескольких минут. Двойное торнадо, обрушившееся на город в 2014 году, унесло жизнь ребёнка и нанесло травмы девятнадцати другим людям.
Существуют некоторые разногласия относительно того, как именно образуются двойные торнадо. Некоторые эксперты считают, что процесс окклюзии способствует формированию этих вихрей. Окклюзия происходит, когда один торнадо оказывается в окружении холодного влажного воздуха. Когда этот «завернутый» торнадо начинает ослабевать, это может привести к образованию второго торнадо. Это обычно происходит, когда в исходном шторме присутствует много энергии.
Другие утверждают, что штормы с множественными вихрями или даже отдельные суперселлы являются причиной образования двойных торнадо. Какой бы ни была причина, все эксперты сходятся во мнении, что двойные торнадо смертельно опасны и в случае этого явления людям необходимо срочно искать место для укрытия.
5. Вихревой шквал (Gustnado)
Вихревой шквал это термин, используемый для обозначения краткосрочного торнадо, который абсолютно изолирован от основной грозы, из которой обычно появляются стандартные торнадо. В 2012 сильная гроза породила вихревой шквал из-за ветра высокой скорости на юго-востоке штата Висконсин. Это редкое явление ошеломило местное пожарное отделение, которое бросилось на помощь людям, оказавшимся в буре.
Вихревой шквал не настолько сильный, как торнадо и образуется, когда ливень увлекает вниз холодный воздух изнутри бури. Холодный воздух, который толкается вниз дождём, сильно ударяется о землю, а затем извергает порыв ветра, который, в свою очередь, становится вихревым шквалом. Сильный вихревой шквал обычно образуется, когда множество холодных порывов, сформированных на земле, смешиваются с горячим воздухом. Вихревые шквалы продолжаются лишь несколько минут, тем не менее, они вполне способны нанести серьёзные повреждения на окружающей их территории.
4. Инверсия
Сразу после Дня благодарения в 2013 году посетители Гранд-Каньона заметили что-то странное - каньон быстро наполнялся густым туманом. Туристы остались в восторге, когда туман накатил на парк и в конечном итоге сформировал то, что выглядело как водопад облаков. Эта аномалия погоды известна как инверсия.
Инверсия обусловлена холодным воздухом, который опускается близко к земле, в то время как более теплый воздух движется над ним. Инверсия на Гранд-Каньоне началась, когда шторм прошёл через эту территорию как раз перед праздником, в результате чего земля замёрзла. Когда в область переместился более теплый воздух, образовалось красивое явление инверсии. Рейнджеры в парке подтвердили, что инверсии более мелкого размера встречаются здесь довольно часто, однако более крупные, которые заполняют весь каньон, случаются лишь раз в десять лет или около того. Эта инверсия длилась целый день и туман рассеялся только когда начало темнеть.
3. Солнечное цунами
2013 был хорошим годом для редких метеорологических явлений. В середине года два спутника зарегистрировали, как что-то необычное происходило на поверхности Солнца. Цунами катилось по его поверхности в результате реакции на выброс материи в пространство.
Впрыск и последующее солнечное цунами дало учёным более глубокое понимание динамики цунами, а также того, как они происходят на Земле. Японский спутник Хиндое (Hindoe) и Обсерватория солнечной динамики (Solar Dynamics Observatory) играют важную роль в исследовании событий, которые происходят на Солнце. Они оба изучают его ультрафиолетовое излучение, чтобы установить точные условия на поверхности.
{banner_ads_inline}
Хиндое также собрал достаточно данных, чтобы специалисты смогли, наконец, выяснить, почему солнечная корона на тысячи градусов горячее его поверхности. Именно в течение этого исследования учёные узнали об ударных волнах, следующих за выбросом материи. Этот инцидент был очень похож на движение цунами на Земле после того, как произошло землетрясение. Ударные волны очень редки, из-за чего солнечные цунами также являются редким явлением.
2. Суперрефракция
Также в 2013 году люди, живущие на севере штата Огайо, проснулись однажды утром и были ошеломлены, обнаружив, что они могли видеть всё вплоть до канадской береговой линии. Это абсолютно невозможно в нормальных условиях из-за того, как изогнута Земля. Тем не менее, местные жители могли видеть всю территорию до Канады из-за редкого природного явления, известного как суперрефракции, в ходе которой лучи света сгибаются вниз к поверхности Земли. Лучи сгибаются таким образом из-за изменений в плотности воздуха. В ходе этого изгиба света далеко расположенные объекты можно с лёгкостью увидеть, потому что они отражаются в лучах света. Свет от солнца согнулся вниз настолько сильно над озером Эри (Lake Erie), что рефракция сделала канадскую береговую линию видимой на расстоянии более чем в 80 километров.
1. Атмосферное блокирование
Атмосферное блокирование вполне возможно является самым редким метеорологическим явлением на Земле, что очень хорошо, так как оно также является одним из самых опасных. Оно происходит, когда система высокого давления застревает и не может перейти из одного места в другое. В зависимости от типа системы это может либо привести к наводнению или к чрезвычайно жаркой и сухой погоде.
Примером атмосферного блокирования является сильная жара в Европе 2003 года, которая убила 70 000 человек. Антициклон, который застрял в этом случае, был очень мощным и заблокировал любые фронты сброса давления. В 2010 году 15 000 россиян погибли в результате жары, вызванной другим атмосферным блокированием. А в 2004 году атмосферное блокирование на Аляске вызвало такие высокие температуры, что ледники начали таять и в этом районе начались крупные лесные пожары. Однако это не всегда означает гибель и мрак - в ходе другого атмосферного блокирования в 2004 году положительные эффекты были отмечены в штате Миссури, так как температуры оставались приятными и в конечном итоге дали фантастические урожаи.