Опасные метеорологические явления и процессы

О пасное метеорологическое явление [18] – природные процессы и явления, возникающие в атмосфере под действием различных природных факторов или их сочетаний, оказывающие или могущие оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду.

Копасным метеорологическим явлениям и процессам относятся: сильные ветры, вихрь, ураган, циклон, шторм, смерч, шквал, продолжительный дождь, гроза, ливень, град, снег, гололёд, заморозок, сильный снегопад, сильная метель, туман, пыльная буря, засуха.

Опасные атмосферные вихри. В порядке уменьшения энергии и размеров
к ним относятся циклоны, тайфуны, шквалы, смерчи (торнадо). Циклон – общее название вихрей с пониженным давлением в центре. Циклоны могут иногда достигать в поперечнике 800 км и больше и двигаться со скоростью обычно 30-40 км/ч, редко до 100 км/ч. Факторами опасности при различных атмосферных вихрях являются, прежде всего, сильные ветры и интенсивные осадки.

Ураган – ветер большой разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого превышает 32 м/с. Скорость ветра является важной характеристикой урагана, которая для удобства выражается в баллах (таблица 2.13).

Таблица 2.13. Шкала ветров

Баллы	Скорость ветра		Характеристика ветра (название ветрового режима)	Признаки
	м/с	км/час
0	0	0	Штиль (полное затишье)	Дым идёт прямо
1	0,9	3,24	Тихий	Дым изгибается
2	2,4	8,64	Лёгкий	Листья шевелятся
3	4,4	15,84	Слабый	Листья двигаются
4	6,7	24,12	Умеренный	Листья и пыль летят
5	9,3	33,48	Свежий	Тонкие деревья качаются
6	12,3	43,30	Сильный	Качаются толстые ветки
7	15,5	55,8	Крепкий	То же
8	19,1	68,8	Буря	Стволы деревьев изгибаются
9	22,9	79,41	Шторм, буря	Ветви ломаются
10	26,4	95,0	Сильный шторм	Черепица и трубы срываются
11	30,5	110	Жестокий шторм	Деревья вырываются с корнем
12	34,8	122	Ураган	Везде повреждения
13	39,2	145	Сильный ураган	Большие разрушения
14	43,8	158	Сильный ураган	Большие разрушения
15	48,6	175	Жестокий ураган	Большие разрушения
16	53,6	193	Жестокий ураган	Большие разрушения
17	>58	>200	Жестокий ураган	Большие разрушения

 

Шквальные бури и смерчи (торнадо) – это вихри, возникающие в теплое время года на мощных атмосферных фронтах, но иногда и при особо интенсивной местной циркуляции.

Шквал [19] – резкое кратковременное усилие ветра до 20-30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления, связанное с конвективными процессами. Шквалы представляют собой горизонтальные вихри под краем наступающей полосы мощных кучево-дождевых облаков. Ширина шквала достигает сотен километров. Скорость движения воздуха в вихре складывается со скоростью движения фронта и местами достигает ураганной (до 60–80 м/с). Так образуются шквальные бури или штормы. Их ширина – километры, редко до 50 км, длина пути 20–200 км, редко до 700 км, длительность в каждой точке пути – от нескольких до 30 мин. Они сопровождаются мощными ливнями и грозами. Шквалы и местные шквальные бури характерны для всех территорий, охватываемых циклонической деятельностью. Шквалам подобны потоковые или струевые бури. Бури этого типа достигают скорости 40–50 м/с и длятся 12–24 часа, максимум до недели.

Смерч [20] – сильный маломасштабный атмосферный вихрь диаметром до 1000 м, в котором воздух вращается со скоростью до 100 м/c, обладающий большой разрушительной силойСмерч – это восходящий вихрь, состоящий из чрезвычайно быстро вращающегося воздуха, также частиц влаги, песка, пыли и других взвесей. Он представляет собой быстро вращающуюся воронку, свисающую из кучево-дождевого облака и ниспадающую как «воронкообразное облако». Смерч – это наименьшая по размерам и наибольшая по скорости вращения форма вихревого движения воздуха. Главная опасность смерча – огромная скорость вращения стенок; измеренные скорости достигали 115 м/с (420 км/ч), рассчитанные по разрушениям – более 300 м/с. Второй опасный фактор – перепад давления от нормального с внешней стороны трубки до половины нормального внутри неё, на расстоянии в несколько метров, которыми измеряется толщина стенки. Большая разность давления между периферией и внутренней частью воронки в связи с возникновением огромной центробежной силы вызывает эффект мощного всасывания всего, что находится на пути смерча. Чаще всего смерчи подразделяют по строению на плотные (резко ограниченные) и расплывчатые (неясно ограниченные). Кроме того, различают: смерчи – пылевые вихри; малые смерчи – короткого действия (до километра по длине пути); малые смерчи – длительного действия; смерчи – ураганные вихри; водные смерчи.

Мероприятия по уменьшению последствий ураганов и бурь. Необходимо:

укрепить наземные здания и сооружения;

закрыть двери, окна, чердачные помещения, вентиляционные отверстия;

с крыш, лоджий, балконов убрать все предметы;

отключить коммунально-энергетические сети и проверить системы водостоков;

из легких построек людей перевести в более прочные здания;

прекратить наружные строительные и погрузочно-разгрузочные работы, строительные краны развести и закрепить;

провести мероприятия по созданию запасов питьевой воды, не скоропортящихся продуктов питания, средств медицинской помощи, аварийных источников электроснабжения;

привести в готовность средства передвижения;

привести в готовность необходимые силы и средства (аварийно-спасательные формирования) на всех объектах в зоне урагана.

Рекомендации по поведению при ураганах и бурях. После получения предупреждения о приближении урагана или сильной бури (по радио, телевидению,
и другими способами) необходимо принять меры, направленные на уменьшение возможных последствий урагана: защитить окна; убрать в помещение или закрепить все предметы, находящиеся во дворе, создать запасы инструмента и материалов для защиты строений от ветра и дождя; привести в состояние готовности средства передвижения; обеспечить необходимые запасы питьевой воды, продуктов питания, медикаментов; позаботиться об аварийных источниках освещения, топлива, средствах приготовления пищи; подготовить средства пожаротушения и привести в готовность радиоприемники, работающие на элементах питания.

Во время урагана или сильной бури, находясь в здании, следует: остерегаться ранений осколками оконного стекла; при сильных порывах ветра отойти от оконных проемов и стать вплотную к простенку; в качестве защиты использовать прочную мебель или внутренний дверной проем; самым безопасным местом во время урагана являются подвальные помещения или внутренние помещения на первом этаже здания; нельзя выходить на улицу сразу после ослабления ветра, так как через несколько минут может возникнуть новый его порыв; при нахождении под открытым небом держаться
в отдалении от наземных зданий и сооружений, столбов, деревьев, мачт, проводов; если ураган застал под открытым небом, то укрыться в любой близлежащей выемке, лечь в неё на дно и плотно прижаться к земле.

Экстремальные осадки и снежно-ледниковые явления. Экстремальное количество и продолжительность выпадения осадков сами оказываются опасными для людей и различных объектов и возбуждают другие виды опасных чрезвычайных ситуаций:

интенсивные снегопады парализуют транспорт, вызывают повреждения деревьев, ЛЭП, зданий под снеговой нагрузкой, сход снежных лавин в горах, а при выпадении в обычно бесснежных районах или в теплое время года приносят ущерб сельскому хозяйству;

интенсивные ливни возбуждают наводнения, эрозию, сели и оползни в горах;

несвоевременные и затяжные дожди вредоносны для урожая;

экстремально малые суммы осадков означают засуху, опасность лесных пожаров, обмеление рек, трудности для судоходства и водоснабжения т. д.

Метель (вьюга) – перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью ветра, а участки аккумуляции снега – его направлением. В процессе метельного переноса снег движется параллельно поверхности земли. При этом основная масса его переносится в слое высотой менее 1,5 м. Дополнительный отрицательный эффект при снежных заносах возникает за счет сильного мороза, сильного ветра при метелях и обледенений. Наледи – это ледяные тела разной площади, мощности и формы, формирующиеся в результате последовательного излияния и замерзания природных (речных и подземных),
в меньшей степени – техногенных (хозяйственно-бытовых и промышленных) вод. Классификация наледей по площади и объёму приведена в таблице 2.14.

Таблица 2.14. Классификация наледей по площади и объёму

Категория	Наледи	Площадь, м^2	Мощность, м	Объём, м^3	Мощность, м
I	Очень малые	100–1000	1,0	800–10000	<0,75
II	Малые	100–10 000	1,21	800–10 000	0,75–1,0
III	Средние	1000–100000	1,48	10 000–1000 000	1,0–1,3
IV	Большие	10 000–1 000000	1,75	100 000–10 000 000	1,3–1,7
V	Очень большие	100 000–10 000 000	2,21	500 000–100 000 000	1,7–2,0
VI	Гигантские	1 000 000–10 000 000	2,7	1 000 000–100 000 000	>2,4

Грозы, градобития. Гроза [21] – атмосферное явление, связанное с развитием мощных кучево-дождевых облаков, сопровождающееся многократными электрическими разрядами между облаками и земной поверхностью, звуковыми явлениями, сильными осадками, нередко с градом.

Грозы – наиболее распространённое опасное атмосферное явление. Грозы
– интенсивные ливни, сопровождаемые молниями (электрические разряды),
а иногда – градом, и возникающие при особенно быстром поднятии теплого влажного воздуха. Начинается гроза с воздушного столба, образующего высокое белое облако, его толщина достигает 10 км. Внизу это грозовое облако плоское, оно всегда раздаётся вверх и в стороны. Когда верхняя его граница достигает стратосферы, облако как бы сплющивается и принимает форму наковальни. Поднимается ураганный ветер, в передней части облаков может возникнуть шквал – резкое усиление ветра, происходящее внезапно. Гроза – это атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках и между облаками и землей возникают сильные электрические разряды – молнии, сопровождаемые громом, и выпадают интенсивные ливневые осадки, нередко град, наблюдается усиление ветра, часто до шквала и смерчей, и ливневые наводнения. Молнии представляют собой электрический искровой разряд большой мощности в атмосфере, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающийся громом. Обычно наблюдаются линейные молнии, длина которых составляет несколько сот метров. Молнии могут проходить
в сами облака (внутриоблачные), или ударять в землю (наземные).

Температура молнии достигает 30000 °С, которая разогревает окружающий воздух, что он стремительно расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер. Длительность молнии составляет от десятых до сотых долей секунды. Вспышка молнии распространяется в воздушной среде со скоростью света, так что мы видим её практически в то же мгновение, когда происходит разряд, а грохот расширяющегося воздуха пролетает километр примерно за три секунды. Если молния и гром следуют один за другим сразу же, то можно сказать, что гроза где-то рядом, а если вспышка молнии опережает раскаты грома, то гроза находится на каком-либо расстоянии. Чем дальше гроза, тем дольше не гремит гром после молнии. Вспышки невидимых
и неслышимых молний при отдаленной грозе, освещающих изнутри облака, называются зарницами. Особый вид молнии – шаровая, своеобразное электрическое явление, природа которой ещё не выявлена.

Опасность молнии заключается в том, что электрический заряд поражает не только то, во что попадает, но и всех, кто находится или что находится рядом. Поэтому во время грозы нужно немедленно прекращать движение и искать укрытие. Грозу безопаснее переждать в ложбине, канаве, яме. Если поблизости нет никаких углублений, нужно лечь на землю и ждать, пока гроза не прекратится. Во время грозы не рекомендуется: бегать, опасно прятаться под кроной одинокого раскидистого дерева. Надежное убежище – гуща леса. Подмечено: в одни деревья молнии ударяют чаще, в другие – реже, а третьи почти не трогают. Особенно значительны «боевые» шрамы у дуба. Кроме него, наиболее часто молнии поражают тополь, ель, сосну, реже березу, липу и почти не трогают орешник. На воде молния бьет так же, как и на суше, – купаться в грозу рискованно.

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. Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности.

Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклональной погоде, причем температура на возвышенных (теплее)
и котловинных участках может различаться на 5–6 °C на западе Русской равнины, до 15–17 °C в горах Якутии. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий. Явление понижения температуры воздуха ниже 0°С вечером и ночью после дня
с положительными температурами называется заморозками.

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. Засуха называется также суховей. Суховей – жаркий или очень тёплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Существуют четыре основных вида засухи:

постоянная засуха, сезонная засуха, непредсказуемая засуха, 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.

Природные пожары

Природный пожар – неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде.[22] Природные пожары подразделяются на лесные и степные пожары.

Лесные пожары принято подразделять на низовые, верховые и подземные (торфяные). В свою очередь низовые и верховые пожары могут быть устойчивыми и беглыми (таблица 2.15).

Низовой пожар – пожар, распространяющийся по земле и по нижним ярусам лесной растительности. При низовом пожаре горят лесная подстилка, травяно-кустарничковый покров, подрост и подлесок. Низовой пожар чаще всего возникает
в лиственных лесах, при этом высота пламени доходит до 1,5-2 метров, а скорость распространения обычно не превышает 1-3 метров в минуту, температура огня в зоне пожара составляет 400-900 °С.

Таблица 2.15. Характеристика лесных пожаров

Параметры пожара	Значения показателей силы пожара
	Слабого	Среднего	Сильного
Низовой пожар
Скорость распространения огня, м/мин	До 1	1–3	Более 3
Высота пламени, м	До 0,5	0,5–1,5	Более 1,5
Верховой пожар
Скорость распространения огня, м/мин	До 3	3–100	Более 100
Подземный пожар
Глубина прогорания, м	До 25	25–50	Более 50

 

Верховой пожар наиболее опасен. Он начинается при сильном ветре
и охватывает кроны деревьев. Огонь продвигается по кронам деревьев, скорость его распространения в безветренную погоду может достигать 3-4 км/ч, в ветреную – 25-30 км/ч и более. Проводником горения, при верховых пожарах, служит слой хвои, листвы и ветвей кронового пространства. Температура в зоне огня повышается до 1100 °С. Ветер разносит горящие искры, которые создают новые очаги пожара за несколько десятков, а то и сотен метров от основного очага.

Подземный (торфяной) пожар представляет собой пожар, при котором горит торфяной слой заболоченных и болотных почв. Он характеризуется низкой скоростью продвижения (около 0,5 м/мин). Характерной особенностью торфяных пожаров является беспламенное горение торфа с накоплением большого количества тепла. Торфяные пожары характерны тем, что их очень трудно тушить. Причиной возникновения (возгорания) торфяного пожара является перегрев поверхности торфяного болота (осушенного или естественного) лучами солнца или в результате небрежного обращения людей с огнем. Кроме того, торфяные пожары могут возникать в результате процессов самонагревания, которые характеризуются температурой самонагревания, т.е. наименьшей температурой, при которой
в веществе (торф, недосушенное сено, слегка увлажнённые древесные опилки, листья) или материале (тепловая изоляция, выполненная из минераловатных плит, опилок) возникают практически различимые экзотермические процессы окисления, разложения и т.п., которые могут привести к самовозгоранию, одним из таких процессов является микробиологический процесс окисления. Так, в торфе уже при 10-18 °С начинает активизироваться жизнедеятельность микроорганизмов, заканчивающаяся при 70 °С, приводя к саморазогреву, тлению и возгоранию. Питательной средой микроорганизмов служат водорастворимые вещества.

По многолетним данным, лесные пожары в России по видам распределяются следующим образом: низовые составляют 98 % от годового количества пожаров
и охватывают 81,4 % площади, верховые – 1,5 % и охватывают 18,6 % площади, почвенные – 0,5 %, их площадь 0,02 %. В отдельные засушливые годы количество почвенных пожаров возрастает до 2 %.

Важную роль при осуществлении комплекса превентивных мероприятий играет мониторинг и прогнозирование динамики и последствий лесных пожаров и чрезвычайных лесопожарных ситуаций.

Мониторинг пожарной опасности в лесах и лесных пожаров включает в себя[23]:

наблюдение и контроль за пожарной опасностью в лесах и за лесными пожарами;

организацию системы обнаружения и учета лесных пожаров, системы наблюдения за их развитием с использованием наземных, авиационных или космических средств;

организацию патрулирования лесов;

прием и учет сообщений о лесных пожарах, а также оповещение населения
и противопожарных служб о пожарной опасности в лесах и лесных пожарах специализированными диспетчерскими службами.

Наличие достоверного прогноза распространения и развития лесного пожара позволяет оценить угрозу природной среде, объектам экономики и населенным пунктам, принять необходимые меры по предотвращению ущерба, спланировать работу противопожарных сил.

Организация борьбы с лесными пожарами, правовые основы охраны и защиты лесов от пожаров, полномочия субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, федеральных органов исполнительной власти установлены Лесным кодексом Российской Федерации.

Общие основы тактики тушения лесных пожаров разделяются на последо­вательно осуществляемые тактические операции (рисунок. 2.6).

Рисунок 2.6. Тактические приемы тушения лесных пожаров

Наиболее сложной и трудоемкой является локализация пожара, представляющая собой решающую фазу работ по его тушению. Локализация лесного пожара в большинстве случаев проводится в два этапа[24]. На первом осуществляется остановка распространения пожара путем непосредственного воздействия на его горящую кромку, что дает возможность выиграть время и сосредоточить силы
и средства на более трудоемких работах второго этапа – прокладке заградительных полос и канав, а также дополнительной обработке периферии пожара для исключения возможности возобновления его распространения.

Способы локализации и ликвидации лесного пожара (рисунок 2.7) зависят от его вида (низовой, верховой, почвенный), силы и масштабов, характеристики местности, метеорологических условий, наличия сил и средств для тушения.

Рисунок 2.7. Способы локализации и ликвидации лесного пожара

Захлестывание, засыпка грунтом или заливка (особенно с помощью ранцевой аппаратуры) кромки пожара водой или растворами химикатов обеспечивает выполнение лишь первой стадии локализации пожаров – временной остановки их распространения. Поэтому локализованными считаются только те пожары, вокруг которых проложены заградительные минерализованные полосы или канавы, надежно преграждающие пути дальнейшего распространения горения либо когда
у руководителя тушением пожара имеется полная уверенность, что применявшиеся способы локализации пожаров надежно исключают возможность их возобновления.

Дотушивание пожара заключается в ликвидации очагов горения, оставшихся на пройденной пожаром площади после его локализации.

Окарауливание пожара состоит в непрерывном или периодическом осмотре «пройденной» пожаром площади с целью предотвратить возобновление пожара от скрытых очагов, не выявленных при дотушивании.

Руководитель тушения пожара во всех случаях должен исходить из необ­ходимости обеспечения наиболее быстрой локализации пожара находящимися в его распоряжении силами и средствами, используя имеющиеся на местности препятствия для распространения пожара и возможности применения наиболее эффективных средств и способов тушения в сложившейся конкретной обстановке.

Крайне трудоемким процессом является тушение развившихся лесных поч­венно-торфяных пожаров, особенно, когда они «срастаются» с пожарами разра­батываемых торфяных залежей (торфополей) и штабелей заготовленного торфа.

Очаг только что возникшего почвенно-торфяного пожара может быть быстро потушен проливкой водой участка горящего торфа, отделением его от краев об­разующейся воронки и складыванием на выгоревшей площади.

В случаях многоочаговых торфяных пожаров, обычно возникающих на тор­фянистых почвах в результате низового пожара, тушение возможно лишь путем локализации всей площади, на которой находятся очаги. Такую локализацию производят с помощью канавокопателей или взрывчатых материалов с подачей затем в проложенную канаву воды из местных водоисточников. При наличии достаточного количества средств водяного пожаротушения одновременно следует производить
и обработку водой поверхности горящего торфа.

При тушении торфяных пожаров могут успешно использоваться пожарные насосные станции типа ПНС-110. Станция может подавать воду из открытых водоисточников по магистральным рукавным линиям на расстояние более одного километра и непосредственно питать 2-4 пожарных автомобиля, заполнять искусственные водоемы или канавы, прорытые вокруг торфяных пожаров.

В случае если огонь остановить не удалось, и он приближается к населенному пункту, следует, помимо принятия всех противопожарных мер, необходимо приступить к эвакуации населения. Вывод или вывоз людей следует производить
в направлении, перпендикулярном распространению огня, при этом, для защиты органов дыхания возможно применение ватно-марлевой повязки или полотенца намоченных водой. При этом двигаться следует не только по дорогам, но и вдоль ручьев и рек, а при необходимости и по самой воде.