Курсач

Опасные Гидрологические Явления.


Опасные гидрологические явления (в дальнейшем - ОГЯ) делятся на несколько подклассов, различных по своему размаху и разрушительным способностям.
Это следующие явления:
1. Геолого-гидрологические: цунами.
2. Морские ОГЯ: шторма.
3. Речные ОГЯ: ледовые заторы, половодья и паводки, зажоры.

В нижеизложенном я постараюсь изложить суть этих явлений, их воздействие на окружающую среду, опасность для человеческого сообщества и методы прогнозирования.






Геолого-гидрологические опасные явления.

Ярчайшим представителем данного класса опасных гидрологических явлений является цунами. Цунами - это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме.


Наиболее распространённые причины возникновения цунами
Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным (то есть порождающим волну цунами) обычно является землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Проблема распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена, и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения. Наиболее сильные цунами генерируются в зонах субдукции.
Оползни. Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке (около 7 % всех цунами). Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 1100 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты более 524 м. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Но намного чаще происходят подводные оползни в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более 20 метров.
Вулканические извержения (около 5 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или дажекальдеру, в результате чего возникает длинная волна. Классический пример — цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в1883 году. Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в общей сложности 5000 кораблей, погибло 36 000 человек.
   

Признаки появления цунами.

Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами. Люди, находящиеся на берегу и не знающие об опасности, могут остаться из любопытства или для сбора рыбы и ракушек. В данном случае необходимо как можно скорее покинуть берег и удалиться от него на максимальное расстояние — таким правилом следует руководствоваться, находясь, например, в Японии, на Индоокеанском побережье Индонезии, Камчатке. В случае телецунами волна обычно подходит без отступления воды.
Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В цунамоопасных регионах есть правило, что если ощущается землетрясение, то лучше уйти дальше от берега и при этом забраться на холм, таким образом заранее подготовиться к приходу волны.
Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае.




                Опасность цунами.

Может быть непонятным, почему цунами высотой несколько метров может оказаться катастрофическим, в то время, как волны той же (и даже значительно большей) высоты, возникшие во время шторма, к жертвам и разрушениям не приводят. Можно назвать несколько факторов, которые приводят к катастрофическим последствиям:

Высота волны у берега в случае цунами, вообще говоря, не является определяющим фактором. В зависимости от конфигурации дна возле берега, явление цунами может пройти вовсе без волны, в обычном понимании, а как серия стремительных приливов и отливов, что также может привести к жертвам и разрушениям.
Во время шторма в движение приходит лишь поверхностный слой воды. Во время цунами — вся толща воды, от дна до поверхности. При этом на берег при цунами выплёскивается объём воды, в тысячи раз превышающий штормовые волны. Стоит также учесть тот факт, что длина гребня штормовых волн не превышает 100—200 метров, при этом у цунами длина гребня распространяется по всему побережью, а это не одна тысяча километров.
Скорость волн цунами, даже у берега, превышает скорость ветровых волн. Кинетическая энергия у волн цунами также в тысячи раз больше.
Цунами, как правило, порождает не одну, а несколько волн. Первая волна, не обязательно самая большая, смачивает поверхность, уменьшая сопротивление для последующих волн.
При шторме волнение нарастает постепенно, люди обычно успевают отойти на безопасное расстояние до прихода больших волн. Цунами приходит внезапно.
Разрушение от цунами может возрасти в гавани — там, где ветровые волны ослабляются, а следовательно, жилые постройки могут стоять у самого берега.
Отсутствие у населения элементарных знаний о возможной опасности. Так, во время цунами 2004 года, когда море отступило от берега, многие местные жители оставались на берегу — из любопытства или из желания собрать не успевшую уйти рыбу. Кроме того, после первой волны многие возвращались в свои дома — оценить ущерб или пытаться найти близких, не зная о последующих волнах.
Система оповещения о цунами есть не везде и срабатывает не всегда.
Разрушение береговой инфраструктуры усугубляет бедствие, добавляя катастрофические техногенные и социальные факторы. Затопление низменностей, долин рек приводит к засолению почв.


Прогнозирование цунами
Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера, хотя это ошибка, т. к. магнитуду не измеряют в баллах. Измеряют в баллах балльность, характеризующую интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.
Вторая возможность предупреждения о цунами - это предупреждение «по факту» — способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами — глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами — после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.
Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв в 2004 году. Также важное значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.






Речные опасные гидрологические явления:

К речным ОГЯ относятся явления, в основном связанные с таянием снегового и ледового покрова, это зажоры, заторы, паводки и половодья. Серьезные разрушения приносят редко, однако затрудняют перевозки грузов речным путем, а так же способны вызвать весьма значительные наводнения.



Зажоры - это  скопление шуги, донного льда и других видов внутриводного льда в русле реки в период осеннего шугохода и в начале ледостава, стесняющее живое сечение потока и приводящее к подпору (подъему уровня воды), снижению пропускной способности русла либо отверстий водопропускного сооружения и возможному затоплению прибрежных участков реки.



Ледовые заторы - это многослойное скопление льдин в русле, стесняющее живое сечение и вызывающее подъём уровня воды на заторном участке реки. Заторы формируются в местах, где вскрытие реки задерживается из-за повышенной толщины и прочности ледяного покрова (в местах зажоров во время замерзания), а также вследствие заклинивания русла ледяными полями в местах перегиба уклона (с большого на малый) или стеснения его специфическими русловыми формами (поворотами, островами и т. п.). На заторных участках крупных рек сосредотачивается от 50 до 200 млн. м; льда.
При формировании сильных заторов заторный уровень реки поднимается на 5–10 м, средних – от 3 до 5 м, слабых – до 3 м. Наибольшей устойчивостью (более 3 суток.) и высокими заторными подъёмами уровня воды отличаются заторы, образующиеся выше участка с ненарушенным ледяным покровом при дружном формировании весеннего половодья и расходах воды, близких к максимальным. Большая повторяемость заторов льда и заторные уровни на 5–10 м наблюдаются на крупных реках, текущих с юга. на север, а также на реках, верховья которых находятся в горах, а низовья – на равнине. На этих реках максимальные заторные уровни превышают подъём воды в весеннее половодье. Заторы представляют серьёзную опасность, вызывая катастрофические наводнения.
Разрушение заторов происходит как под действием силы потока воды, так и под влиянием солнечной радиации и паводочных вод, способствующих снижению прочности льда в заторах и размыву скоплений льда. Прорыв заторов, т. е. возобновление движения льда на заторном участке, сопровождается перемещением больших масс льда со скоростью более 1,5 м/с и образованием на берегах навалов льда высотой более 3 м.



Паводки - это  кратковременное и неравномерное поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снегов и обильных осадков. Следующие один за одним, они могут образовать половодье, которое потом легко перерастет в наводнение. Происходят паводки чаще всего в весенний период, когда снег начинает таять и уровень вод в реках постоянно и неравномерно поднимается.
Больше всего страдают от паводков районы, находящиеся в низинах, куда вода и устремляет свой бег. Более возвышенные территории страдают от паводка реже. Иногда случаются паводки и в осенний период, когда в верховьях рек начинаются обильные дожди, которые вызывают паводки в низовьях рек. Чем ниже располагается тот или иной населенный пункт, тем чаще он обычно страдает от неравномерных и кратковременных поднятий уровня воды в близлежащих реках и озерах. Паводки бывают как кратковременные, так и более длительные, несущие с собой множество разрушений, а часто и являющиеся губительными.


Половодье - одна из фаз водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон года, — относительно длительное и значительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.
Половодье вызывается усиленным продолжительным притоком воды, который может быть обусловлен:
весенним таянием снега на равнинах;
летним таянием снега и ледников в горах;
обильными дождями (например, летними муссонами).
Половодья, вызванные весенним снеготаянием, характерны для многих равнинных рек, которые делятся на 2 группы:
реки с преобладанием весеннего стока (например, Волга, Урал)
реки с преобладанием летнего стока (например, Анадырь, Юкон, Макензи).
Половодья, обусловленные летним таянием горных снегов и ледников, характерны для рек Средней Азии,Кавказа, Альп.
Половодья, вызванные летними муссонными дождями, характерны для рек Юго-Восточной Азии (Янцзы, Меконг)



Прогноз половодья.
Большое практическое значение имеет прогноз максимального уровня весеннего половодья, который выпускается 12 марта. Он помогает планировать работу организациям, связанным с водными объектами и принять меры для уменьшения ущерба в период возникновения опасных гидрологических явлений. Два раза в неделю (в период весеннего половодья) выпускаются гидрологические бюллетени, состоящие из гидрометеорологического обзора, прогноза на ближайшие дни и таблицы с фактическими и многолетними характеристиками.


Морские опасные гидрологические явления.

 К морским ОГЯ относятся, прежде всего, шторма. Шторма -  это очень сильный ветер, а также большое волнение на море.
Различают:
По интенсивности
1) сильный шторм со скоростью 24,5-28,4 м/с (10 баллов);
2) жестокий шторм со скоростью 28,5-32,6 м/с (11 баллов).
По месту образования
1) Субтропический шторм
2) Тропический шторм
3) Ураган (Атлантический океан)
4)  Тайфун (Тихий океан)


Буря может наблюдаться:
при прохождении тропического или внетропического циклона;
при прохождении смерча (тромба, торнадо);
при местной или фронтальной грозе.








Атмосферно-гидрологические опасные явления

К этим ОЯ относятся метели, градобития и грозы. Этот класс гидрологических ОЯ  по количеству зарегистрированных смертных случаев превосходят только наводнения.

Метели - это перенос ветром снега, поднятого с поверхности земли. На официальных метеорологических станциях отмечают позёмок, низовую метель и общую метель.
Позёмок — перенос снега ветром с поверхности снежного покрова в слое высотой 0.5-2 м, не приводящий к заметному ухудшению видимости (если нет других атмосферных явлений — снегопада, дымки и т. п. — горизонтальная видимость на уровне 2 м составляет 10 км и более). Может наблюдаться как в малооблачную погоду, так и при снегопаде. Возникает обычно при сухом несмёрзшемся снежном покрове и скорости ветра 5-6 м/с и более.
Низовая метель — перенос снега ветром с поверхности снежного покрова в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением горизонтальной видимости (обычно на уровне 2 м она составляет от 1 до 9 км, но в ряде случаев может снижаться до нескольких сотен метров). Вертикальная видимость при этом вполне хорошая, так что возможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Как и позёмок, может наблюдаться как в малооблачную погоду, так и при снегопаде. Возникает обычно при сухом несмёрзшемся снежном покрове и скорости ветра 7-9 м/с и более.
Общая метель — интенсивный перенос снега ветром в приземном слое атмосферы, достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба (количество и форму облаков) и невозможно установить, выпадает ли снег из облаков или переносится только снег, поднятый с поверхности снежного покрова. Горизонтальная видимость на уровне 2 м обычно составляет от 1-2 км до нескольких сотен и даже до нескольких десятков метров. Возникает обычно при сухом несмёрзшемся снежном покрове и скорости ветра 10 м/с и более.
Перед метелью или после неё (при ослаблении ветра), а также при отдалённой метели, когда поднятые в воздух частицы снега переносятся ветром на большое расстояние, может наблюдаться снежная мгла.

Среднегодовое число дней с метелью в некоторых городах России: Архангельск — 13, Мурманск — 37, Санкт-Петербург — 6, Москва — 11,Воронеж — 15, Ростов-на-Дону — 5, Астрахань — 2, Самара — 15, Казань — 31, Екатеринбург — 24, Сыктывкар — 18, Оренбург — 22, Омск — 29,Ханты-Мансийск — 35, Томск — 20, Иркутск — 10, Якутск — 2, Петропавловск-Камчатский — 38, Хабаровск — 14, Владивосток — 15.

Аналогом низовых метелей могут служить пыльные бури. Более того, в засушливых, но холодных в зимнее время районах, возможны своеобразные снежно-песчаные позёмки и даже бури, при которых пыль и песок переносятся вместе с сухим снегом.


Интенсивность метели

Интенсивность метели зависит от скорости и турбулентности снеговетрового потока, интенсивности снегопада, формы и размеров частиц снега, температуры и влажности воздуха. Общий твёрдый расход метели равен массе снега, переносимой через один метр фронта снеговетрового потока вдоль поверхности земли в течение 1 секунды. По максимальному снегопереносу выделяют следующие виды метелей.
Интенсивность Скорость ветра, м/с Максимальный снегоперенос, кг/(м с)
слабая 6—10 до 0,2
обычная 10—20 до 0,4
сильная 20—30 до 1,2
очень сильная 30—40 до 2,0
сверхсильная 40—90 более 2,0


Зоны разгона и отложения

В области действия метели можно найти места, откуда начинается перенос снега. Обычно, это леса, овраги, русла рек и другие препятствия, лежащие на пути ветра. На некотором расстоянии от них в воздушном потоке почти нет снега. Здесь находится зона разгона метели, где снеговетровой поток постепенно насыщается снегом. Длина зоны разгона зависит от пересечённости рельефа, наличия небольших препятствий, скорости ветра, состояния снежного покрова и времени действия метели, и варьирует от нескольких метров до нескольких километров. Таким образом в зоне разгона действует ненасыщенная метель, которая выметает на своём пути весь снег, поддающийся сдуванию. В этой зоне возникают такие формы снежного микрорельефа, как заструги и ветровые борозды. Именно эти места удобны для прокладки дорог, которые не будут заноситься снегом.
Как только снеговетровой поток оставляет позади зону разгона метели, он при малейшей возможности начинает отлагать снег. Этому способствуют неровности рельефа и шероховатость поверхности, любые преграды и заросли на пути метели, сами колебания скорости ветра. Здесь возникаютсугробы и снежные заносы.
В связи с этим, существует практическая задача снегорегулирования, то есть искусственного управления ветровым перераспределением снега. Оно требуется, с одной стороны, для защиты дорог и других объектов от снежных заносов, а с другой, для удержания снега от сноса ветром на полях и его накопления, чтобы увеличить запасы воды в почве и утеплить зимующие растения.


Градобитие - нанесение градом повреждений растениям, животным и строениям. Град — вид атмосферных осадков, состоящих из сферических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, а иногда и больше. Описаны случаи выпадения градин в Китае и Индии размером более 20 см. Градины образуются в кучево-дождевых облаках при экстремальных условиях (большая скорость восходящего потока воздуха, большая водность облака, низкий уровень нулевой изотермы, значит, мощность переохлажденной части облака и т.д.). Градобитие обычно различаются по своей интенсивности (размеру и массе градин, выпадающих на единичную площадку в единицу времени), по величине причиненного ущерба (например, по площади и степени повреждения виноградных насаждений) и т.д. Выпадение града отмечается в теплый период года в любое время суток, но наиболее часто во 2-й половине дня и вечером. Средний и максимальный размер градин в разных районах земного шара различен. Ущерб от одного градобития исчисляется сотнями тысяч, а нередко десятками миллионов рублей. Он зависит от интенсивности градобития, вида и фазы развития растений, коэффициента использования земель под с.-х. культуры, плодородия почвы и рентабельности насаждений. От градобития особенно страдают сады и виноградники, которые теряют урожай не только в год выпадения града, но и в последующие 2—3 года вследствие механич. повреждений лозы. Для винограда наибольшую опасность представляют ливни с градом, выпадающие в первые фазы вегетационного периода, когда отмечается значительное повреждение почек, листьев, молодых и нежных частей куста и зеленых побегов, приводящее к резкому снижению урожая. Огромный ущерб приносит градобитие и в фазах роста и созревания ягод винограда. Оно наносит повреждения ягодам, часто вызывает их гниение или развитие на них грибных болезней, приводящих к высыханию гроздей. Исследования по градовым процессам ведутся почти в 60 странах мира; в СНГ, Болгарии, Венгрии, Югославии, США, Аргентине и др. странах, кроме широких исследований в этой области, на основе разработанного способа борьбы с градом осуществляются производств, работы по защите с.-х. культур от градобития.
Меры борьбы с градобитием: физические или физико-химических активные воздействия на градоносные и градоопасные облака с целью прерывания или предотвращения градообразования, изменяющие в них естественный ход микрофизич. и динамич. процессов. Осуществляются в основном внесением в облака различных реагентов при помощи ракет противоградовых, запускаемых с противоградовых установок.



Гроза - атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.
Гроза относится к одним из самых опасных для человека природных явлений, по количеству зарегистрированных смертных случаев только наводнения приводят к бо;льшим людским потерям.

Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 46 молний в секунду. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и субтропической зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер [1].
Среднегодовое число дней с грозой в некоторых городах России: Архангельск — 16, Мурманск — 5, Санкт-Петербург — 18, Москва — 27, Воронеж— 32, Ростов-на-Дону — 27, Астрахань — 15, Самара — 26, Казань — 23, Екатеринбург — 26, Сыктывкар — 21, Оренбург — 22, Уфа - 29, Омск — 26, Ханты-Мансийск — 17, Томск — 23, Иркутск — 15, Якутск — 14, Петропавловск-Камчатский — 0, Хабаровск — 20, Владивосток — 9.





                Опасные климатические явления


Климат – это природный ресурс, жизненно важный для нашего благосостояния, здоровья и процветания. Он влияет на жизнь и средства к существованию людей повсюду. Глобальное потепление представляет угрозу для общества по различным аспектам. Более сильные и продолжительные засухи представляют непосредственную угрозу для миллионов людей. Еще для миллионов людей это сказывается на уменьшении урожая сельскохозяйственных культур и рыбного промысла. Волны тепла, особенно в условиях городов, недавно привели к смерти тысяч людей, по большей части людей пожилого возраста и слабых физически. Экономика многих стран, особенно небольших островных государств, зависит от туризма. Они особенно зависят от подъема уровня моря, эрозии прибрежных зон, вторжения соленой воды, недостатка пресной воды и ухудшения состояния природной окружающей среды. Все это происходит в результате неблагоприятного воздействия изменения климата. Зимой 2006-2007 гг. многие основные курорты в Европейских Альпах пострадали от снижения финансовой прибыли, когда из-за более теплой погоды стало недостаточно снега.

Ниже я постараюсь разобрать каждое из опасных климатических явлений подробней, описать их суть и непосредственную угрозу для человечества.




Экстремальные температуры воздуха устанавливаются при необычайно продолжительном сохранении ясной антициклонической погоды, а в поясе умеренного климата и в субтропиках – также при вторжении масс холодного воздуха из более высоких широт. Все эти события отражают те или иные отклонения и интенсивности атмосферной циркуляции от нормы. В многолетней их повторяемости проявляется 11-летняя и иная климатическая ритмичность. Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек на территориях протяженностью во многие сотни километров и на период от одной до многих недель.
Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклональной погоде, причем температура на возвышенных (теплее) и котловинных участках может различаться на 5–6° на западе Русской равнины, до 15–17° в горах Якутии. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже –30° увеличивается ломкость деталей машин). Экстремальные вторжения холодных масс, сопровождающиеся снегопадами, могут быть сравнительно кратковременны (немногие дни), но губительны для сельскохозяйственных культур в субтропическом поясе, а в весеннее время и в южной части умеренного пояса.
Явление понижения температуры воздуха ниже 0 °С вечером и ночью после дня с положительными температурами называется заморозками. В Европейской части России заморозки случаются весной или осенью, – тогда, когда вторгаются холодные воздушные массы или приходит антициклон, при котором интенсивное ночное тепловое излучение от земной поверхности охлаждает почву, растительный покров и воздух. Заморозки причиняют большой ущерб сельскому хозяйству, особенно в районах низин, где может застаиваться холодный воздух. Для борьбы с заморозками используют костры, образующие дым, который прикрывает земную поверхность и защищает её от охлаждения.
В мире среднегодовой ущерб морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.
Смертность пожилых и больных людей существенно возрастает как при морозах, так и при жаре, причем отклонение температуры от нормы более значимо, чем абсолютная ее величина. Имеет значение также скорость похолодания или потепления: при резких изменениях температуры число автокатастроф увеличивается на 25 % при холодных вторжениях, на 56 % при наступлении жаркой погоды.
Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой, в результате чего запасы влаги в почве сильно уменьшаются, растения плохо развиваются, а урожай может погибнуть полностью. Засуха – частое явление в тропических широтах, полупустынных и особенно степных зонах, где находится основная площадь пахотных земель, весной и летом вследствие длительного (до 2 месяцев) господства антициклонной погоды.
Засухи возникают тогда, когда в атмосфере долгое время сохраняется высокое давление воздуха, то есть стоит антициклон. Нисходящие потоки в атмосфере препятствуют возникновению дождей, а ясная погода приводит к нагреванию и иссушению воздуха и почв. Засухи – явление, существенное для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства и работы ГЭС. Они могут быть оценены различными геофизическими показателями – от дефицита осадков (по величине, продолжительности, распространению) до сложных коэффициентов, включающих величины отклонений от нормы температуры воздуха, осадков, влагозапасов в почве, а также экономическими показателями недобора урожая, потерь производства гидроэлектроэнергии и т. п. Засухи создаются отклонением интенсивности атмосферной циркуляции от нормы по причинам, кроящимся в колебаниях Солнечной активности и в автоколебаниях в системе «океан-атмосфера», особенно в энергоактивных зонах (Эль-Ниньо и других). Как правило, сильные засухи на одних территориях сопровождаются повышением осадков на других.
Засуха называется также суховей. Суховей – жаркий или очень тёплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Он способствует порче урожая зерновых и плодовых культур. Они дуют в Северном Казахстане, степях России и Украины.
Засухи почти всегда сопровождаются как суховеями, так и пыльными бурями, которые усиливают испарение влаги с поверхности почв, поэтому борьба с засухами, суховеями и пыльными бурями заключается в накоплении влаги в различных почвах. С этой целью проводится снегозадержание, создание полезащитных лесных полос, прудов и водоёмов в оврагах и балках, боронование почвы и другие агромероприятия. К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40–45 % площади континентов; здесь проживает более 1/3 населения планеты. На территориях, где засухи возможны хотя бы изредка, размещается 3/4 населения, в бывшем СССР под угрозой засух находилось 70 % площади пахотных земель. Для основных сельскохозяйственных районов России причиной засух служит аномальное развитие антициклонов арктического и субтропического происхождения, блокирующих обычные пути атлантических циклонов.
Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций, по наибольшему разовому количеству жертв и величине прямого экономического ущерба (десятки миллиардов долларов) они в числе крупнейших чрезвычайных ситуаций.
Большинство стихийных бедствий, к счастью, кратковременны. Землетрясение обычно длится не более минуты. Торнадо проносится над городом Среднего Запада за пять минут. Циклоны и ураганы бушуют над городами в течение часа. Даже длительность наводнений измеряется всего лишь несколькими днями. Но совсем по-другому обстоят дела с засухой и возникающим голодом вследствие неё. Эти стихийные бедствия могут длиться неделями, а их последствия накладывают отпечаток на поколения.


Причины засухи и голода, как правило, носят комплексный характер. Существуют четыре основных вида засухи:
Постоянная засуха, характерная для пустынь – мест, с засушливым климатом, где растения не растут без ирригации;
Сезонная засуха характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами;
Непредсказуемая засуха, наступающая при неожиданном уменьшении осадков;
Невидимая засуха, которая является пограничным состоянием, когда высокие температуры способствуют усиленному испарению, так что даже регулярные дожди не в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.
Засуха часто приводит к голоду. И естественные причины голода, не поддающиеся влиянию человека, порой находятся вне пределов пострадавших районов. Могут пересохнуть истоки главной реки, снабжающей водой обширные территории. Истоки реки могут быть расположены за сотни километров от места засухи, даже за пределами данного государства. Наиболее часто в мире подвержен засухам и наводнениям Китай. Совсем немного отстала от него Индия. В этих странах есть обширные участки земли, орошаемые водами рек, истоки которых лежат за границами государства. А потребности различных стран в воде часто противоречат друг другу, что и является причиной ужасных засух и голода. В СССР чаще всего засухи поражали Среднее и Нижнее Поволжье и бассейн р. Урал. Наиболее засушливыми были 1891, 1911, 1921, 1931, 1936, 1946, 1954, 1957, 1967, 1971, 1972, 1975 гг.
В Индии летом 1987 г. недостаток питьевой воды испытывали около 250 млн чел., многие ГЭС резко уменьшили или прекратили выработку электроэнергии. В начале 1990 г. скудность зимних осадков в субтропиках Средиземноморья породила засуху, дефицит воды для бытового водоснабжения, засоление грунтовых вод в Италии и Греции и т. д.
Засухи подталкивают процесс опустынивания – уменьшения продуктивности возделываемых земель и пастбищ под воздействием их антропогенной перегрузки. От наступления пустынь страдают около 100 стран и 12 % населения Земли, опустыниванию подвергаются 5–7 млн га в год. В целом пустыни и опустыненные земли занимают 1/5 территории обжитых материков. На них размещается более 850 млн человек.





Термокарст - процесс неравномерного проседания почв и подстилающихгорных пород вследствие вытаивания подземного льда; просадки земной поверхности, образующиеся при протаивании льдистых мёрзлых пород и вытаивании подземного льда. В результате образуются воронки, провалы, аласы, внешне напоминающиекарстовые формы рельефа. Преимущественно распространён в области развития многолетнемёрзлых горных пород. Термин введён в обращение М. М. Ермолаевым.

Необходимым условием развития термокарста является наличие подземных льдов в виде мономинеральных залежей или текстурообразующего льда в рыхлых отложениях. Достаточным условием для начала развития термокарста или причиной возникновения термокарста служит такое изменение теплообмена на поверхности почвы, при котором либо глубина сезонного оттаивания начинает превышать глубину залегания подземного льда или сильнольдистых многолетнемёрзлых пород, либо происходит смена знака среднегодовой температуры и начинается многолетнее оттаивание мёрзлых толщ.

Процесс развития термокарста по-разному протекает в случае оттока воды из термокарстовых понижений и в случае их обводнения. Если вода не скапливается в понижении (сточный термокарст), этот процесс носит затухающий характер. Там, где оттаявшие осадки оседают на дне в виде кочек и других блоков породы, закрывают не вытаявшую льдистую породу, затем заносятся мелкозёмом, зарастают и промерзают сверху и снизу, со стороны мёрзлой породы, термокарст обычно прекращается. Если же отложения сезонноталого слоя эродируются (выносятся водой), то вытаивание подземных льдов может возобновиться и прогрессивно развиваться. В этом случае термокарст обычно сопровождается процессом термоэрозии. При зарождении бессточного термокарстового понижения процесс развивается иначе. Появление в понижении воды, аккумулирующей солнечное тепло, приводит к повышению температуры поверхности пород дна водоема, что, в свою очередь, обычно приводит к увеличению глубины сезонноталого слоя. При этом происходит дальнейшее вытаивание подземного льда (ледяных жил, пластовых залежей) и углубление водоёма. В итоге это может привести к полному вытаиванию подземного льда и возникновению под водоёмом несквозного (при малой мощности мерзлоты — сквозного) подозёрного талика. Развитие бессточного термокарста возможно в любых, даже самых суровых, мерзлотных условиях.

Формы термокарстового рельефа и микрорельефа зависят от того, какие типы льдов и льдистых пород подвергаются оттаиванию, а также от особенностей распространения льда в мёрзлых породах, форм их локализации и т. д. В Западной Сибири, где термокарст развивается главным образом на участках, содержащих пластовые залежи подземных льдов, термокарстовыекотловины называются хасыреями. В Якутии такие котловины, образовавшиеся при вытаивании пород «ледового комплекса» с повторно-жильными льдами, носят название аласов. Если вытаивание жил происходит при хорошем оттоке воды, а блоки пород, вмещающие жилы льда, сложены малольдистыми достаточно прочными породами, то формируются останцы пород — байджерахи.


Термокарстовые формы рельефа наиболее широко распространены в субарктическом поясе северных приморских низменностей. С удалением на юг признаки развития процесса постепенно затухают. За пределами термокарста встречаются реликтовые термокарстовые формы рельефа, часто существенно преобразованные процессами денудации, эрозии и т. д.


Термоэрозия - термин, использующийся для обозначения эрозии (в первую очередь овражной эрозии) в области многолетней (вечной) мерзлоты. Своеобразие процесса термоэрозии заключается в сочетании теплового и механического воздействия текущей воды на многолетнемёрзлые горные породы. Определяющими фактором развития термоэрозии являются важнейшие характеристики многолетнемерзлых пород: температура, литологический состав, льдистьсь грунтов, форма залегания подземного льда, особенности криотекстуры и пр. Термоэрозия тесно связана с процессамми термокарста и термоабразии.


Среди естественных факторов развития овражной термоэрозии многие исследователи выделяют:
усиление поверхностного стока во время снеготаяния
увеличение мощности сезонно-талого слоя в отдельные теплые годы
понижение базиса эрозии за счет врезания долинной сети при термоабразии
влияние сгонно-нагонного режима для прибрежных районов
 

Среди факторов, вызывающих овражную термоэрозию в ходе хозяйственного освоения территории, ведущими являются:

нарушение растительного покрова, предохраняющего грунт от размыва и контролирующего глубину протаивания грунтов.
перераспределение снегонакопления вдоль линейных сооружений и в ветровой тени зданий, приводящее к увеличению поверхностного стока.
тепловое воздействие сооружений и соответственное увеличение мощности сезонно-талого слоя.



На отдельных участках склонов отмечается формирование специфических термоэрозионных форм — узких щелеобразных первичных врезов с вертикальными стенками. Со временем ширина врезов по верху увеличивается и их поперечный профиль приобретает V-образную форму. Процесс образования подобных форм, тоннельная термоэрозия, описан и на Аляске - tunnel erosion. Развиваются подобные формы на участках с характерным двучленным строением рыхлых отложений. Высокольдистые суглинки и алевриты, мощностью от 2 до 5 метров, подстилаются разнозернистыми песками. После формирования вреза сток проходит по поверхности нижнего слоя. Распластывание водотока по поверхности нижнего слоя с образованием ниш и тоннелей отмечено в Якутии, на Севере Западной Сибири, на Чукотке.


Смерч (торнадо) — атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных и также отличных по природе явлений, например смерче-вихрей и пыльных (песчаных) вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300—400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20—30 м, а при прохождении воронки над сушей может достигать 1,5—3 км. Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, взрываются изнутри из-за разности давлений. Это явление усиливает разрушения от смерча, затрудняет определение параметров в нем. Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нем может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Это движение может давать скорости в десятки км/ч, обычно 20—60 км/ч. Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, подобной той, которую взорвали в США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945. Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917 года за 7 часов 20 минут прошёл по территории США 500 км, убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составляла 0,4—1 км, внутри неё была видна бичеподобная воронка. Другим знаменитым случаем торнадо является смерч Трех Штатов (Tristate tornado), который 18 марта 1925 года прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана, проделав путь в 350 км за 3,5 часа. Диаметр его расплывчатой воронки колебался от 800 м до 1,6 км.
В Северном полушарии вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Это может быть связано с направлениями взаимных перемещений масс воздуха по сторонам от атмосферного фронта, на котором формируется смерч. Известны и случаи обратного вращения. На соседних со смерчем участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается.[4]
В месте контакта основания смерчевой воронки с поверхностью земли или воды может возникать каскад — облако или столб пыли, обломков и поднятых с земли предметов или водяных брызг. При формировании смерча наблюдатель видит, как навстречу опускающейся с неба воронке с земли поднимается каскад, который затем охватывает нижнюю часть воронки. Термин происходит от того, что обломки, поднявшись до некоторой незначительной высоты, не могут уже удерживаться потоком воздуха и падают на землю. Воронку, не касаясь с землёй, может окутывать футляр. Сливаясь, каскад, футляр и материнское облако создают иллюзию более широкой, чем есть на самом деле, смерчевой воронки.
Иногда вихрь, образовавшийся на море, называют смерчем, а на суше — торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы.


Тропический циклон — циклон, образовавшийся в тропических широтах — атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре. В отличие от внетропических циклонов, часто сопряжён со штормовыми скоростями ветра. В мире ежегодно наблюдается около 80 тропических циклонов. Для формирования тропического циклона необходима высокая температура воды, сила тропических циклонов намного больше, чем внетропических.
На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами, а в Северной и Южной Америке — ураганами (исп. hurac;n, англ. hurricane), по имени индейского бога ветра Huracan. Принято считать, согласно шкале Бофорта, что шторм переходит в ураган при скорости ветра более 117 км/ч.

Тропические циклоны выделены в отдельную группу, так как они отличаются от прочих внетропических циклонов своим возникновением, развитием и некоторыми особенностями структуры.

Обычно тропические циклоны имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами) размер, составляющий около 200—300 километров в диаметре, в то же время давление в центре циклона опускается до 0,95 (а иногда и до 0,9) атмосфер, оба эти фактора обеспечивают очень большие барические градиенты. Ветры достигают силы шторма и урагана. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли) является причиной возникновения вращения циклона, следовательно ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, а южного полушария — по часовой стрелке.


Скорость ветра в спиральных завихрениях воздуха достигает 240—320 км/ч. В штилевом центре, «глазе» циклона находится тёплый воздух, который опускается к поверхности земли (или воды). Размеры такого глаза в поперечнике могут быть от 6,5 до 48 км. Наличие в центре тёплого воздуха способствует понижению атмосферного давления у поверхности. Тёплый влажный воздух закручивается спиралью вокруг «глаза». Конденсация вызывает образование кучево-дождевых облаков, сопровождаемое выделением тепла, что в свою очередь усиливает спиральное восхождение воздуха вокруг центра циклона.
В нижних слоях воздушные массы втекают внутрь циклона, в высоких слоях эта конвергенция (сходимость) поля ветра перекрывается ещё более сильной дивергенцией (расходимостью). Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами.

От мощных облаков свободна только небольшая (диаметром от 8 километров) внутренняя часть циклона, называемая глазом бури или глазом тайфуна.



Тропические циклоны возникают главным образом во внутритропической зоне конвергенции над перегретыми океаническими площадями. При этом такая зона конвергенции должна находиться не менее чем в 5° от экватора (в подавляющем большинстве случаев не менее чем в 10° от экватора), чтобы отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) была достаточно велика.
Сформировавшиеся тропические циклоны движутся вместе с воздушными массами с востока на запад, при этом постепенно отклоняясь к высоким широтам.
Основной источник энергии тропических циклонов — выделение тепла при конденсации водяного пара в восходящем воздушном потоке, этим так же объясняется то, что попадая на сушу, они быстро затухают. Также известно, что для зарождения циклона температура у поверхности воды должна подняться минимум до 27 °C.
Часть тропических циклонов выходит за пределы тропиков, поворачивая при этом к востоку и их свойства в дальнейшем приближаются к свойствам внетропических циклонов.
Ураганная активность в Атлантике обычно наблюдается с начала июня по конец ноября, время существования тропических циклонов может достигать трех недель. По подсчётам метеорологов, в районе Атлантики в среднем за сезон образуется 10 тропических штормов, из них 6 превращаются в ураганы, а два — в сильные ураганы.


Почти все тайфуны формируются в области до 30° от экватора (но могут формироваться и в средних широтах, для этого требуется высокая температура воды, обычно недостижимая в этих широтах), причем 87 % всех тайфунов и ураганов формируются в области до 20° от него. Так как вращение тропических циклонов инициируется и поддерживается за счет силы Кориолиса, то циклоны почти никогда не возникают и не перемещаются в области 10° от экватора, где сила Кориолиса слаба. Возникновение тропических циклонов в этой области возможно только если имеются другие факторы вызывающие вращение, однако такие условия очень редки и вероятность возникновения тропического циклона в этих широтах оценивается как менее чем один циклон в течение века.
Тропические циклоны возникают обычно в следующих районах:
северное полушарие: Тихий океан к востоку от Филиппин и Южно-Китайское море, Тихий океан к западу от Калифорнии и Мексики, Атлантический океан к востоку от Больших Антильских островов, Индийский океан Бенгальский залив и Аравийское море.
южное полушарие: Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи, Индийский океан к востоку от Мадагаскара и к северо-западу от Австралии.
В сентябре 1947, сентябре 1969, январе 1982, сентябре 1983 и в январе 1995 года в Средиземном море наблюдались циклоны по своей структуре схожие с тропическими циклонами, однако относительно природы этих циклонов единого мнения в среде ученых нет.



Характерные для тропических циклонов большие скорости ветра (до 70 метров в секунду, с порывами до 100 м/с) и огромное количество осадков (до 1000 мм в сутки) приводят к катастрофическим опустошениям на суше и бурному волнению на море.
Наводнения при прохождении тропических циклонов вызываются не только осадками, но и нагоном морской воды на низменные берега.










Вывод:
В процессе выполнения этой работы я много узнала о гидрологических и климатических неблагоприятных явления, особенностях этих явлений, о методах прогнозирования и его методах.
Например, некачественно проведенная работа в Магаданской области на реке Магадан. Из-за некачественной работы по установлению а в последствии не вовремя устраненных заторов произошло значительное затопление по берегам реки, которое привело к значительному материальному ущербу. Также одно из самых трагических и опасных гидрологических бедствий случилось в Керчи 11 ноября 2007 года. Эта трагедия стала также экологическим бедствием мирового масштаба - в связи с различными факторами был нанесен ощутимый вред экологической ситуации, судоходству, затонуло несколько судов, находившихся в то время на рейде.
Также важно продолжать исследования областях науки, занимающихся изучением процессов, вызывающих эти явления - так как от этого зависят человеческие жизни. России нужно увеличить финансирование в работах по исследованию, изучению, прогнозированию и предотвращению опасных гидрогических и климатических явлений.







Список литературы:

1) К. С. Воскресенский. Современные рельефообразующие процессы на равнинах Севера России — Москва: Географический факультет МГУ, 2001

2) Шур Ю. Л. Верхний горизонт толщи мерзлых пород и термокарст — Новосибирск: Наука,1988

3) Гляциологический словарь / Под ред. В. М. Котлякова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984

4) Бровкин В. В. Атмосферные явления — классификация и описание.