Възможно ли е да се спре ураган: изобретението на украински учен и други методи. Видове природни бедствия и методи за справяне с тях Начини за защита на населението от ураган

Всяка година атмосферни вихри, със скорост на вятъра, понякога достигаща 120 km/h, връхлитат тропическите морета, опустошавайки крайбрежието. В Атлантическия и източен Тихи океанте се наричат урагани, на западния бряг на Тихия океан - тайфуни, в Индийския океан - циклони. Когато нахлуят в гъсто населени райони, хиляди хора са убити, а материалните щети достигат милиарди долари. Ще успеем ли някога да обуздаем безмилостните стихии? Какво трябва да се направи, за да може ураганът да промени траекторията си или да загуби разрушителната си сила?

Преди да започнете да управлявате ураганите, трябва да се научите как точно да прогнозирате маршрута им и да определите физическите параметри, които влияят върху поведението на атмосферните вихри. След това можете да започнете да търсите начини да им повлияете. Все още сме в самото начало на нашето пътуване, но напредъкът в компютърното моделиране на ураганите ни позволява да се надяваме, че все още можем да се справим със стихиите. Резултатите от моделирането как ураганите реагират на дребни промени в първоначалното им състояние са много обнадеждаващи. За да разберем защо мощните тропически циклони са чувствителни към всякакви смущения, е необходимо да разберем какво представляват и как възникват.

Ураганите възникват от клъстери от гръмотевични бури над океаните екваториална зона. Тропическите морета доставят топлина и водни пари на атмосферата. Топлият, влажен въздух се издига, където водните пари кондензират и се превръщат в облаци и валежи. В същото време топлината, съхранявана от водните пари по време на изпарението от повърхността на океана, се освобождава, въздухът продължава да се нагрява и се издига по-високо. В резултат на това в тропиците се образува зона на ниско налягане, образуваща така нареченото око на бурята - спокойна зона, около която се завихря вихърът. След като надхвърли сушата, ураганът губи източника си на топла вода и бързо отслабва.

Тъй като ураганите стават повечетоенергия от топлината, отделена при кондензацията на водните пари над океана и образуването на дъждовни облаци, първите опити за опитомяване на непокорните гиганти се свеждат до изкуственото създаване на облаци. В началото на 60-те години. ХХ век този метод е тестван в експерименти, проведени от Project Stormfury, научна консултативна група, създадена от правителството на САЩ.

Учените са се опитали да забавят развитието на ураганите, като увеличат количеството на валежите в първата дъждовна ивица, която започва точно зад стената на окото на бурята - колекция от облаци и силни ветрове, заобикалящи центъра на урагана. За да се създадат изкуствени облаци, сребърен йодид беше изпуснат от самолет. Метеоролозите се надяваха, че разпръснатите частици ще станат центрове на кристализация на преохладени водни пари, издигащи се в студените слоеве на атмосферата. Очакваше се облаците да се образуват по-бързо, абсорбирайки топлината и влагата от повърхността на океана и замествайки стената на окото на бурята. Това ще доведе до разширяване на централната зона на спокойствие и отслабване на урагана.

Днес създаването на изкуствени облаци вече не се разглежда ефективен метод, защото Оказа се, че съдържанието на преохладени водни пари в въздушни масиах бурите са незначителни.

Чувствителна атмосфера

Съвременните изследвания на ураганите се основават на предположение, което направих преди 30 години, когато изучавах теория на хаоса като студент. На пръв поглед хаотичните системи се държат произволно. Всъщност тяхното поведение е подчинено определени правилаи силно зависи от началните условия. Следователно, на пръв поглед незначителни, случайни смущения могат да доведат до сериозни непредвидими последици. Например, малки колебания в температурата на океана, промени в големи въздушни течения и дори промени във формата на дъждовни облаци, въртящи се около центъра на урагана, могат да повлияят на силата и посоката му.

Високата чувствителност на атмосферата към незначителни форсирания и грешките, които се натрупват при моделирането на времето, затрудняват дългосрочното прогнозиране. Възниква въпросът: ако атмосферата е толкова чувствителна, възможно ли е по някакъв начин да се повлияе на циклона, така че да не достигне до населените места или поне да отслабне?

Преди дори не можех да мечтая да реализирам идеите си, но през последното десетилетие математическото моделиране и дистанционното наблюдение направиха големи крачки, така че дойде време да се заемем с широкомащабния контрол на времето. С финансиране от Института за напреднали идеи на НАСА, моите колеги и аз от националната консултантска фирма за изследване и проектиране Atmospheric and Environmental Research (AER) започнахме компютърно моделиране на урагани, за да разработим обещаващи методи за въздействие върху тях.

Симулация на хаос

Дори най-точните съвременни компютърни модели за прогнозиране на времето са несъвършени, но могат да бъдат много полезни при изучаването на циклони. За прогнозиране се използват числени методи за моделиране на развитието на циклони. Компютърът последователно изчислява индикаторите атмосферни условия, съответстващи на дискретни моменти от време. Предполага се, че общото количество енергия, импулс и влага в разглежданата атмосферна формация остава непроменена. Вярно е, че на границата на системата ситуацията е малко по-сложна, т.к необходимо е да се вземе предвид влиянието на външната среда.

При конструирането на модели състоянието на атмосферата се определя от пълен списък от променливи, характеризиращи налягане, температура, относителна влажностскорост и посока на вятъра. Количествените показатели съответстват на симулираните физични свойства, които се подчиняват на закона за запазване. Повечето метеорологични модели отчитат стойностите на изброените променливи в възлите на триизмерна координатна мрежа. Конкретен набор от стойности на всички параметри във всички точки на мрежата се нарича състояние на модела, което се изчислява за последователни моменти от време, разделени с малки интервали - от няколко секунди до няколко минути, в зависимост от разделителната способност на модела. Отчитат се движението на вятъра, процесите на изпарение, валежите, влиянието на повърхностното триене, инфрачервеното охлаждане и нагряване от слънчевите лъчи.

За жалост, метеорологични прогнозинесъвършен. Първо, първоначалното състояние на модела винаги е непълно и неточно, т.к Изключително трудно е да се определи за урагани, тъй като преките наблюдения са трудни. Сателитните снимки показват сложната структура на урагана, но не са достатъчно информативни. Второ, атмосферата се моделира само с помощта на възли на мрежата и малките детайли, разположени между тях, не се включват в разглеждането. Без висока разделителна способност моделираната структура на най-важната част от урагана - очната стена на бурята и околните области - е ненужно гладка. Освен това в математически моделиХаотичните явления като атмосферата бързо натрупват изчислителни грешки.

За да проведем нашето изследване, ние модифицирахме схема за инициализация, която се използва ефективно за прогнози - четириизмерна система за асимилиране на вариационни данни (4DVAR). Четвъртото измерение в заглавието е времето. Изследователи от Европейски център Medium-Range Weather Forecasts, един от най-големите метеорологични центрове в света, използва тази сложна технология, за да прогнозира времето ежедневно.

Първо, системата 4DVAR асимилира данните, т.е. комбинира показания от сателити, кораби и измервателни уреди в морето и във въздуха с данни от предварителна прогноза за състоянието на атмосферата, базирана на фактическа информация. Предварителната прогноза се дава за шест часа от момента на вземане на показанията на метеорологичните уреди. Данните, получени от пунктовете за наблюдение, не се натрупват за няколко часа, а се обработват незабавно. Комбинираните данни от наблюдения и предварителна прогноза се използват за изчисляване на следващата шестчасова прогноза.

На теория такава сложна информация най-точно отразява истинското състояние на времето, тъй като наблюденията и хипотетичните данни се коригират взаимно. Въпреки че този метод е статистически надежден, първоначалното състояние на модела и информацията, необходима за успешното му прилагане, все още са приблизителни.

Системата 4DVAR намира състояние на атмосферата, което от една страна удовлетворява уравненията на модела, а от друга страна се оказва близко както до прогнозираните, така и до наблюдаваните условия. За да се изпълни задачата, първоначалното състояние на модела се коригира в съответствие с промените, настъпили в продължение на шест часа наблюдения и моделиране. По-конкретно, откритите разлики се използват за изчисляване на реакцията на модела - как малките промени във всеки параметър влияят на степента на съответствие между симулацията и наблюденията. Изчислението с помощта на така наречения конюгатен модел се извършва в обратен ред на интервали от шест часа. След това програмата за оптимизация избира най-добрия вариант за промени в първоначалното състояние на модела, така че резултатите от по-нататъшните изчисления най-точно да отразяват действителното развитие на процесите в ураган.

Тъй като корекцията се извършва чрез апроксимиращи уравнения, цялата процедура - моделиране, сравнение, изчисляване с помощта на свързан модел, оптимизация - трябва да се повтаря до получаване на точно проверени резултати, които стават основа за изготвяне на предварителна прогноза за следващите шест -часов период.

След като изградим модел на вече преминал ураган, можем да променим неговите характеристики по всяко време и да наблюдаваме последствията от въведените смущения. Оказа се, че образуването на буря се влияе само от самоусилване външни влияния. Представете си чифт камертони, единият от които вибрира, а вторият е в спокойно състояние. Ако са настроени на различни честоти, тогава вторият камертон няма да се движи, въпреки въздействието на звуковите вълни, излъчвани от първия. Но ако и двата камертона са настроени в унисон, вторият ще влезе в резонанс и ще започне да вибрира с голяма амплитуда. По същия начин ние се опитваме да се „настроим“ на урагана и да намерим подходящ стимулиращ ефект, който да доведе до желания резултат.

Укротяване на бурята

Нашият изследователски екип AER проведе компютърни симулации на два опустошителни урагана през 1992 г. Когато единият, Иники, премина директно над хавайския остров Кауаи, той уби няколко души, причини огромни материални щети и изравни цели гористи площи. Месец по-рано ураганът Андрю удари Флорида на юг от Маями и превърна целия регион в пустиня.

Предвид несъвършенствата на съществуващите методи за прогнозиране, първият ни експеримент с моделиране беше неочакван успех. За да променим пътя на Иники, първо избрахме място на сто километра западно от острова, където ураганът щеше да бъде след шест часа. След това те събраха данни от възможни наблюдения и заредиха тази информация в системата 4DVAR. Програмата трябваше да изчисли най-малките промени в основните параметри на първоначалното състояние на урагана, които да променят маршрута си според нуждите. В този първоначален експеримент ние позволихме избора на всякакви изкуствено създадени смущения.

Оказа се, че най-значимите трансформации са засегнали първоначалното състояние на температурата и вятъра. Типичните температурни промени в цялата решетка бяха десети от градуса, но най-забележимите промени - увеличение от 2°C - бяха в долния слой на запад от центъра на циклона. Според изчисленията промените в скоростта на вятъра възлизат на 3,2-4,8 км/ч. Скоростта на вятъра се увеличи до 20 мили в час (32 км/ч) на някои места в резултат на леко преориентиране на посоката на вятъра близо до центъра на урагана.

Въпреки че и двете компютърни версии на урагана Иники - оригиналната и разстроената версия - изглеждаха идентични по структура, малки промени в ключовите променливи бяха достатъчни, за да накарат урагана да се обърне на запад за шест часа и след това да се премести директно на север, оставяйки остров Кауай недокоснат. Относително малки изкуствени трансформации на началния етап на циклона бяха изчислени чрез система от нелинейни уравнения, описващи неговата активност, и шест часа по-късно ураганът пристигна на определеното място. На прав път сме! Последващото моделиране използва решетка с по-висока разделителна способност и програмира системата 4DVAR, за да минимизира имуществените щети.

В един експеримент усъвършенствахме програмата и изчислихме увеличението на температурата, което би могло да ограничи ветровете край бреговете на Флорида и да намали щетите, причинени от урагана Андрю. Компютърът трябваше да определи най-малките смущения в първоначалния температурни условия, което може да намали силата бурен вятърпрез последните два часа от шестчасов период. Системата 4DVAR е определила това По най-добрия начинограничете скоростта на вятъра - извършете големи трансформации на началната температура близо до центъра на циклона, а именно: променете я с 2-3 ° C на няколко места. По-малки промени в температурата на въздуха (под 0,5°C) са настъпили на разстояние от 800 до 1000 км от центъра на бурята. Смущенията доведоха до образуването на вълнообразни редуващи се пръстени от нагряване и охлаждане около урагана. Въпреки факта, че само температурата беше променена в началото на процеса, стойностите на всички основни характеристики бързо се отклониха от реално наблюдаваните. В немодифицирания модел ураганни ветрове (по-големи от 90 km/h) удариха южна Флорида до края на шестчасовия период, което не беше наблюдавано в модифицирания модел.

За да проверим надеждността на получените резултати, проведохме същия експеримент върху по-сложен модел с по-голяма разделителна способност. Резултатите бяха подобни. Шест часа по-късно обаче силните ветрове се възобновиха върху модифицирания модел, така че бяха необходими допълнителни интервенции за защита на южна Флорида. Вероятно е, за да се държи ураганът под контрол за определен период от време, трябва да се стартира серия от планирани смущения.

Кой ще спре дъжда?

Ако резултатите от нашето изследване са последователни и малките промени в температурата на въздуха в ураганния вихър наистина могат да повлияят на курса му или да отслабят силата на вятъра, тогава възниква въпросът: как да постигнем това? Невъзможно е незабавно да се загрее или охлади такова огромно атмосферно образованиекато ураган. Възможно е обаче въздухът около ураган да се нагрява и по този начин да се регулира температурата.

Нашият екип планира да изчисли точната структура и сила на атмосферното нагряване, необходимо за намаляване на интензитета на урагана и промяна на курса му. Несъмнено практическото изпълнение на такъв проект ще изисква огромно количество енергия, но тя може да бъде получена с помощта на орбитални слънчеви електроцентрали. Сателитите за производство на енергия трябва да бъдат оборудвани с гигантски огледала, които фокусират слънчевата радиация върху клетките на слънчевия масив. След това събраната енергия може да бъде изпратена до микровълнови приемници на Земята. Съвременните проекти на космически слънчеви станции са способни да разпространяват микровълни, които не нагряват атмосферата и следователно не губят енергия. За да се контролира времето, е важно да се изпращат микровълни от космоса на честоти, при които те се абсорбират по-добре от водните пари. Различни слоеве на атмосферата могат да бъдат нагрявани според предварително определен план, а зоните вътре в урагана и под дъждовните облаци ще бъдат защитени от нагряване, тъй като дъждовните капки абсорбират добре микровълновото лъчение.

В предишния ни експеримент системата 4DVAR откри големи температурни разлики, където не може да се приложи нагряване с микровълни. Затова беше решено да се изчислят оптималните смущения при условие, че температурата на въздуха в центъра трябва да остане постоянна. Получихме задоволителен резултат, но за да компенсираме постоянната температура в центъра, трябваше да я променим значително на други места. Интересно е, че по време на разработването на модела температурата в центъра на циклона се променя много бързо.

Друг начин за потискане на силните тропически циклони е директното ограничаване на навлизащата в тях енергия. Например, повърхността на океана може да бъде покрита с тънък, биоразградим филм от нефт, който може да спре изпарението. Освен това е възможно да повлияете на циклоните няколко дни преди да се приближат до брега. Мащабно преструктуриране на моделите на вятъра трябва да се предприеме на височини на струите, където промяната атмосферно наляганезначително влияе върху силата и траекторията на ураганите. Например, образуването на обратни следи от самолет със сигурност може да причини необходимите смущения в първоначалното състояние на циклоните.

Кой ще поеме кормилото?

Ако метеоролозите се научат да управляват урагани в бъдеще, вероятно ще има сериозни политически проблеми. Въпреки факта, че от 1970 г. Конвенцията на ООН забранява използването на времето като оръжие, някои страни може да не устоят на изкушението.

Нашите методи обаче тепърва ще бъдат тествани върху атмосферни явления, които са безвредни в сравнение с ураганите. На първо място, експерименталните смущения за увеличаване на валежите трябва да бъдат тествани върху сравнително малка площ, наблюдавана от измервателни инструменти. Ако разбирате физиката на облаците, тяхното цифрово моделиране, техники за сравнителен анализ и Компютърни технологиище се развива с настоящите темпове, тогава нашият скромен опит може да бъде приложен на практика. Кой знае, може би след 10-20 години много страни ще се занимават с мащабен контрол на времето, използвайки атмосферно отопление от космоса.

Поради мястото, където живея, имах късмета да не наблюдавам природни бедствия. Но, въпреки това, това изобщо не означава, че те не съществуват. Нашият свят е подложен на опасни, разрушителни природни бедствия. Те могат да бъдат много опасни не само за хората, но и за всички живи същества. Следователно такива природни явления се наричат катастрофални.

Какво представляват природните бедствия?

земетресения;
вулканично изригване;
урагани;
торнадо;
лавини;
цунами.

Невъзможно е да се предвидят тези бедствия със сигурност и точност. Ето защо най-интересният въпрос, който вълнува всеки човек, е: какви мерки трябва да се вземат за борба природен феномен?

Земетресения

Точно земетресенияблагодарение на внезапността си те увличат най-голямото числоживее и причинява най-ужасните разрушения. Трябва да знаете предварително прогнозирамземетресения, също създават висококачествени служба за обществено предупреждение,изграждане в сеизмично активни зони инфраструктурас огромни изисквания за устойчивост. Дори древните китайци са измислили инструмент, който реагира на вибрациите на земята - когато има удари, топка пада от устата на дракона в устата на жабата, предупреждавайки хората за възможно земетресение.

Изригване

Второто място в причиняването на щети на хората е заето от вулканични изригвания . За щастие те съществуват различни силни страни, следователно не всеки от тях води до смъртта на хора и животни. Трябва да слушате много внимателно предупредителни услугиза бързо напускане на опасната зона.

Други природни бедствия

Не по-малко опасен урагани и торнада, те отнасят със себе си невероятен брой човешки животи. Те обаче могат да бъдат предупредени, така че много зависи от това колко бързо могат местните власти уведомявамнаселениеза предстоящо бедствие, а хората - да напуснат опасната зона. За опасността от интимност цунамихората, благодарение на определени услуги, също могат да бъдат предупредени. Това се улеснява от създаването автоматизирана система, благодарение на модерните комуникационни канали и сателитстанции. Ето спасение от лавиназависи изцяло от това колко сериозно човек приема предупрежденията специални услугиза предстоящото бедствие. За борба с лавините се появяват системи за защита, като снегозащитни щитове, строг забрана за обезлесяванена склонове, където вероятността от снежни потоци е повишена.

Следователно всеки човек трябва да има идея какви мерки трябва да се вземат за борбас природни явления.А също и за това как да се държим в дадена ситуация.

Както вече писах, появата на мащабни, стабилни и сравнително дълготрайни атмосферни вихри е много често срещано явление. Това е много естествено и следва от основните закони на хидродинамиката и дори не изисква никакви специални температурни условияили приток на енергия. Но не всяка вихрушка се превръща в сериозен ураган. Това изисква енергийно „захранване“ под формата на много топла вода на повърхността на океана, което води до обилно изпарение и конвекция в горните слоеве на тропосферата.

Първите експериментални опити за борба с ураганите са направени през 40-те и 50-те години на миналия век и са доста наивни, поради недостатъчно разбиране на физиката на процесите. Технологията беше подобна на засяването на облак: идеята беше да се унищожат стените на окото на ураган чрез засяване на водни капчици (обикновено йодидни соли), които биха паднали като дъжд. Но не се получи: стените на „окото“ непрекъснато се възстановяваха.

За да разберете защо подобни методи не работят, трябва да имате предвид, че въпреки че централната конвективна клетка („окото“ на урагана) играе жизненоважна роляв своята динамика съдържа само малка част от енергията си. Ако централната клетка бъде унищожена, бързото въртене на околния въздух ще продължи. Тъй като въртящият се въздух се трие в повърхността на океана, силата на Кориолис (поради въртенето на Земята) ще избута долните слоеве въздух към центъра на въртене. Ако в океана топла вода, това ще бъде придружено от интензивно изпарение и бързо ще доведе до възстановяване на конвективната клетка.

По същите причини голяма експлозия в центъра на ураган няма да работи: тя, разбира се, временно ще наруши конвекцията, но бързо ще се възстанови поради описаните по-горе причини.

Някои методи, които се разглеждат в момента, се основават на различна идея: създаване на изкуствени малки урагани, които да „изсмукват“ енергия от атмосферата и горния слой на водата. Един от по-екзотичните начини е нещо като " Междузвездни войни", загрейте горния слой вода или стълб въздух, използвайки микровълново лъчение от космоса, създавайки "семена" за атмосферен вихърумерен размер. Но това, разбира се, е доста несериозно.

Друга версия беше предложена от Моше Аламаро от Департамента по земни, атмосферни и планетарни науки (Масачузетския технологичен институт) в сътрудничество с руски и немски учени. Някога работих в този факултет (и защитих докторска степен там). Наскоро бях на тази тема. Идеята е да се монтират много стари авиационни двигателии насочват изпускателния си поток нагоре. Това трябва да инициира конвективната клетка на малък ураган, предотвратявайки превръщането му в много интензивен, като Катрина.

Аз съм доста скептичен по този въпрос. Това напомня на идеята зад изкуственото, контролирано изгаряне. горски територииза да не останат сухи дърва за голям пожар. Но ако гората съдържа само определено и ограничено количество горим материал, то горният слой на тропическия океан съдържа несравнимо повече топлинна енергия, отколкото във всички урагани, взети заедно за целия сезон. Опитът да се намали това количество с помощта на малки вихри е непродуктивно упражнение. Напротив, малките вихри могат да се слеят със себеподобните си и да образуват големи. Подобна процедура не би напомняла контролирано опожаряване на горска територия, а палене на големи огньове на територията на нефтено хранилище - съмнително начинание.

Има и друг проблем с подобна идея: образуването на ураган изисква много мащабно първоначално нагряване, което едва ли ще бъде създадено от няколко десетки самолетни турбини. Необходимо е конвективната клетка да "пробие" цялата тропосфера, а външните контури на урагана да са в така наречения "геострофичен режим" (когато градиентът на налягането се балансира от силата на Кориолис - тогава възниква стабилно въртене). Това се постига на разстояния от поне много десетки километри - това трябва да е диаметърът на първоначалното „семе“ за ураган.

Всъщност имаше прецеденти, когато такъв режим беше причинен от изкуствено нагряване: по време на масираната бомбардировка на Дрезден и Хамбург от съюзническата авиация през 1945 г. Тогава горящите градове се превърнаха в нещо като ураган, където в центъра нагоре имаше интензивна конвекция към стратосферата и по краищата се появи самоподдържащ се вихър, наподобяващ океански ураган. Но изразходването на толкова много енергия в средата на океана все още е проблематично.

Това обаче изобщо не е лошо от някои пазарни съображения: да кажем, че в Русия има много авиационно гориво и много стари изведени от експлоатация турбореактивни двигатели. Представянето на хиляди турбини, които непрекъснато духат в небето насред океана, е доста добър начин да се намали американският бюджет. Това няма да предотврати ураганите, но ще останат по-малко пари за някои нови приключения като Ирак - отново в полза на цялото човечество.

Третата група потенциални методи за справяне с ураганите е лишаването им от презареждане - рязко намаляване на изпарението на водата от повърхността на океана. За целта обмисляме различни начини. Един от тях е тънък слой органичен материал (нещо като маслен филм) на повърхността на водата, който би оцелял добре при бурно време, но би се самоунищожил, без да остави следи няколко дни по-късно. Подобна идея се проучва от известния експерт по ураганите Кери Еманюел от същия отдел (офисът ми беше на няколко врати от неговия, когато бях в MIT):
http://www.unknowncountry.com/news/?id=4849

Засега експериментите с повърхностни филми са в много ранен етап и също предизвикват скептицизъм. Друга идея, която все още е доста аморфна, е да се предизвика „анти-конвекция“ (повдигане) в океана, така че дълбоки, студени слоеве да се издигнат до повърхността на океана на мястото на урагана и да го отслабят. Според мен това като цяло е по-разумна посока, която може да се окаже доста разумна от гледна точка на разходите за енергия и не противоречи на никакви закони на физиката или познанията ни за ураганите и няма дългосрочни последствия върху заобикаляща среда. Но как това може да стане на практика остава много неясно.

Хората, живеещи на планетата в различни епохи, многократно са се сблъсквали с различни бедствия, не на последно място от които са торнадото и техните производни. Вятърът е много мощен елемент, трудно е да се спори с това. Силата му е достатъчна, за да разруши почти всяка конструкция, създадена от човека, да вдигне във въздуха и да транспортира автомобили, предмети и хора на огромни разстояния. Мащабни бедствия от този вид се случват сравнително рядко, така че всеки ураган, торнадо, тайфун или торнадо е изключително събитие, което привлича вниманието на света.

Урагани: причини за природни бедствия

Какво е ураган? Това явление се причинява от вятър с голяма скорост. Появата на урагани се обяснява просто: вятърът се появява поради разликите в атмосферното налягане. Освен това, колкото по-изразителна е амплитудата на налягането, толкова повече Посокавъздушен поток - от зона с високо налягане към място с по-ниско налягане.

По правило ураганите се причиняват от циклони и антициклони, които бързо се преместват от място на място. Циклоните се характеризират с ниско налягане, антициклоните, напротив, се характеризират с повишено налягане. Ветровете в такива огромни въздушни маси духат различни посоки, в зависимост от полукълбото.

Относително казано, всеки ураган е въздушен водовъртеж. Причините за ураганите се свеждат до появата на дадена област ниско налягане, в който въздухът нахлува с главоломна скорост. Такива явления се случват през всеки сезон, но в Русия най-често се появяват през лятото.

Торнадо, буря, ураган: разлики

Силните ветрове могат да бъдат наричани с различни имена: тайфуни, урагани, бури, торнадо или бури. Те се различават не само по име, но и по скорост, начин на формиране и продължителност. Например, бурята е най-слабата ветровита форма. Вятърът духа със скорост около 20 m/s по време на буря. Феноменът продължава максимум няколко дни подред, а зоната на покритие е повече от сто километра, докато ураганът може да бушува около 12 дни, носейки хаос и разрушения. В този случай ураганният вихър лети със скорост 30 m/s.

Специално внимание заслужава торнадото, което многострадалните американци наричат торнадо. Това е мезоциклон, въздушен вихър, налягането в центъра на което пада до рекордно ниски нива. Фунията под формата на ствол или камшик се увеличава по време на движение и, всмуквайки пръст и предмети, променя цвета си на по-тъмен. надвишава 50 m/s, притежавайки огромна разрушителна сила. Диаметърът на вихровия стълб понякога е стотици метри. Колона, спускаща се от гръмотевичен облак, привлича предмети, коли и сгради с наистина гигантска сила. Торнадото понякога покрива стотици километри, унищожавайки всичко по пътя.

На руска територия понякога се наблюдават урагани, бури и торнада. По-специално, ураганите най-често се появяват в северните райони: Камчатка, Хабаровска територия, Чукотка и остров Сахалин. Но торнадото в Русия са рядко явление. Едно от първите споменавания на подобно явление датира от 15 век. Торнадото от 1984 г. причини значителни разрушения и в град Иваново. И през 2004 и 2009 г. ураганът не причини сериозни щети.

Силни ветрове в Русия

Въпреки че торнадото е рядкост в Русия, урагани и бури, разбира се, се случват. Тяхната сила, за щастие, не е толкова значителна, колкото известните „Камила“ или „Катрина“, но те също водят до разрушения и жертви. В допълнение към споменатите, заслужава да се отбележат най-забележимите урагани в Русия.

дата	Регион	Щета
		Загинаха 8 души, а 157 бяха ранени. Повече от 2 хиляди сгради и електропроводи са повредени. Скоростта на вятъра беше 31 м/с.
	Пермска област	Жилищни сгради в Перм и региона са повредени, водоснабдяването е нарушено, електропроводите са разрушени.
	Кемеровска област	Градушката унищожи масово обширни площи земеделски земи. Покривите на много жилищни сгради са отнесени от вятъра. Щетите възлизат на над 50 милиона рубли.
2001, септември		Един човек е загинал, 25 са ранени. Дървета са изкоренени, а някои и счупени. Покривите са повредени.
	Новосибирска област	Изпочупени са стъкла, откъснати са покриви. Вятърът надвишаваше скорост от 28 м/с. Унищожени са електрически стълбове и са нанесени щети на посевите от пшеница.
		Вятърът събори щитовете, 3-ма души загубиха живота си. Като цяло зоната на урагана се разпространи в централните райони на Русия. В Москва летището дори спря да работи. В района на Тула е преобърнат автобус, съборени са дървета и са нанесени щети на къщи.
	Иркутска област	Шестима души загинаха, а 58 души бяха тежко ранени. Повече от 200 стълба бяха съборени, оставяйки хиляди хора без електричество.
	Северна Европа	Ураганът засегна и Русия: в Москва пострадаха жилищни сгради, в Санкт Петербург Нева излезе от бреговете си, в Калининград се изсипа вихрушка. коледна елха. Псковска област беше почти напълно откъсната от електричество.
2006, март	На юг от Русия	Бедствието удари Владикавказ: много сгради бяха разрушени, много дървета бяха съборени, а 7 души бяха ранени от урагана. Освен това вятър със скорост над 30 m/s и тежък мокър сняг прекъснаха захранването в Кубан, Ростовска област, Дагестан, Адигея, Ставропол и Калмикия (в Елиста беше необходимо да се въведе
2006, май		Луда вихрушка, връхлитаща със скорост до 40 м/с, доведе до смъртта на 2 души и до голяма степен повреди електропроводи.
2006, август	област Чита	Циклонът от езерото Байкал донесе със себе си дъжд и силни бури. Хората останаха без електрозахранване, на две улици бяха наводнени канали, а покриви на къщи бяха откъснати. Тийнейджър загина от токов удар.
2007, май	Красноярски край	Нанесени са щети по автомобили и комуникациите са прекъснати за известно време.
2007, юни	Поволжието и Урал	52 души са ранени, трима са загинали. Вятърът събори жици и покриви. Падащи дървета повредиха електропроводи.
	Томска област	Шквалът отнесе покриви на къщи, има загинали (жена), 11 души са ранени. Въведен е извънреден режим.
2007, юли	Татарстан	Над 40 души пострадаха от бедствието селища, пострадали са жилищни и административни сгради.

Руски размер

Въз основа на информацията по-горе можем да заключим: в Русия има урагани, но техният мащаб е несравним с тези, които бушуват в други части на света. Защо природата е толкова милостива към руските простори? Последиците от ураганите върху руски територии, разбира се, са болезнени за жертвите, но все пак не са толкова фатални и обемни, колкото в САЩ или Австралия.

Факт е, че за да възникне ураган, въздухът, изпълнен с топлина и водни частици, трябва да влезе в контакт със студен въздух. И това със сигурност трябва да се случи върху хладна повърхност. Ето защо най-често торнадо и урагани се появяват в крайбрежните райони на южните морета. Русия не се вписва в такава схема.

"Когато океанът е ядосан..."

Ураганът в морето се нарича буря. В началото на 19 век адмирал от английския флот на име Бофор разработи специална скала, която се използва за измерване на силата на вятъра и до днес. Тази рейтингова система се прилага както в морето, така и на сушата. Скалата е с 12-степенна градация. Вече от сила 4 се издигат вълни с височина до един и половина метра, след това във вятъра вече не е възможно да се говори и е много трудно да се върви срещу въздушния поток. При буря със сила 9 вятърът се усилва до 24 m/s, а вълните достигат височина от 10 метра. Максимален 12-степенен ураган унищожава всичко по пътя си. Първи потърпевши са малки и средни плавателни съдове, за които почти няма шанс да оцелеят при такъв вятър. Морето се пени буйно и бушува. Ураганът се носи със скорост над 32 м/с.

Тайфуните също са свързани с океаните. Това е циклон, който се появява над повърхността на Атлантическия океан и е получил името си в Азия. В превод думата означава прекалено силен вятър. На Сахалинска областДо осем тайфуна връхлитат през годината. Има и тихоокеански ураганни тайфуни. Този вид бедствие има най-катастрофалните последици.

Някои тропически циклони се наричат супертайфуни поради необичайния им характер и ужасна сила. Пример за такъв ураган е тайфунът Джорджия. Той внезапно удари южната част на Сахалин през 1970 г. и безмилостно унищожи всичко, което можеше. За съжаление не беше възможно да се избегнат жертви.

Най-смъртоносните урагани в света

Често можем да видим примери за урагани дори през последните 20 години. Десетте най-разрушителни елемента включват следното:

“Полин”, който бушува в Мексико през 1997 г.
"Мич", който унищожи страни през 1998 г Централна Америка; Силата на урагана понякога достигаше 320 км/ч, а човешките жертви наброяваха десетки хиляди.
Ураганът от категория 5 Кена опустоши град Наярит; вятърът изкоренява дървета, разрушава сгради и пътища и само за късмет няма загинали хора.
Тайфунът Иван удари Съединените щати през 2004 г. и причини щети за милиарди долари.
Уилма унищожи бреговете на Куба и Съединените щати през 2005 г.; отне 62 човешки жертви.
Огромна вихрушка с дължина 900 км връхлетя огромните пространства на Съединените щати през 2008 г.; За 14-те часа на бедствието са нанесени колосални щети; вятър с такава сила се наричаше "Ike".
“Charlie” направи турне в Ямайка, Куба и САЩ през 2004 г.; Силата на вятъра достигна 240 км/ч.
През 2012 г. ураганът Санди уби 113 души; Бедствието бушува в източната част на Съединените щати, като особено засегна щата Ню Йорк.

Торнадо с женски образ

Интересно е, че най-разрушителните последици от ураганите се наблюдават от тези елементи, които са кръстени на жени.

Това са най-капризните и непредсказуеми урагани, напомнящи на дама в истеричен пристъп. Може би това е предразсъдък, но преценете сами:

Един от най-лошите урагани в историята е Катрина. Този смъртоносен вятър връхлетя Съединените щати през 2005 г. Мащабни наводнения, около 2 хиляди човешки живота, стотици безследно изчезнали - това е почитта, събрана от стихията през онази съдбовна година.
По-ранен, но не по-малко страшен ураган удари Индия и Бангладеш през 1970 г. Наричаха го странно - „Бълха“. Повече от 500 хиляди души загинаха от наводнения, причинени от безпрецедентна буря.
Китайският тайфун с романтичното име „Нина“ изтри големия язовир Банкяо от лицето на земята, причинявайки наводнение, което по груби оценки уби 230 хиляди души.
Камил помита над Мисисипи през 1969 г. Метеоролозите не успяха да измерят силата на вятъра, тъй като уредите бяха унищожени от бушуващата стихия. Смята се, че поривите на урагана са достигали 340 км/ч. Стотици мостове бяха повредени, много къщи бяха повредени, 113 души се удавиха и хиляди бяха ранени.

За да бъдем честни, трябва да се отбележи, че най-лошият ураган, наречен Сан Каликсто, няма нищо общо с женски имена. Въпреки това той стана най-смъртоносният в историята. Десетки хиляди хора загинаха, почти всички сгради бяха разрушени, а вятърът разкъса кората на дърветата, преди да ги изкорени. Огромно цунами отнесе всичко, което блокира пътя му. Съвременни експертиСмята се, че силата на урагана е била поне 350 км/ч. Това ужасно събитие се случи през 1780 г. в Карибите.

Буря! Скоро идва буря! Или как да измерим силата на торнадо

За измерване на силата на вятъра отново се използва скалата на Бофорт, леко модифицирана, усъвършенствана и разширена. Устройство, наречено анемометър, измерва скоростта на въздушните течения. Например последният ураган Патриша, регистриран в Тексас, беше със сила 325 км/ч. Това беше достатъчно, за да помете голям влак във водата.

Разрушителната сила на вятъра започва от 8 бала. Това съответства на въздушна скорост от 60 км/ч. При такъв вятър се чупят дебели дървета. Тогава вятърът се усилва до 70-90 км/ч и започва да руши огради и малки постройки. Буря със сила 10 изкоренява дървета и разрушава постоянни сгради. Силата на вятъра достига 100-110 км/ч. Засилвайки се, стихията изхвърля като кибритени кутийки железни коли и събаря стълбове. Ураган с мощност 12 причинява тотални разрушения, връхлитайки със скорост над 130 км/ч. За щастие ураганите в Русия са толкова смъртоносни, че са изключително редки.

Катастрофални последици

Ураганът е сериозна стихия, така че веднага след като вятърът спре, не трябва да напускате убежището, трябва да изчакате няколко часа, преди да излезете на светло. Последствията от торнадо, урагани и бури са много впечатляващи. Сред тях са паднали дървета, откъснати покриви, наводнена канализация, разрушени пътища, повредени електрически стълбове. В допълнение, вълните, причинени от вятъра, могат да се превърнат в цунами, помитайки всичко живо и построено от хората. Когато язовирите са разрушени, глобалните наводнения са неизбежни, а ако отпадъчните води попаднат в резервоари за питейна вода, това често провокира неконтролиран растеж на инфекциозни заболявания и дори епидемии.

Но животът постепенно ще започне да се възстановява, защото аварийните спасителни звена ще се заемат с работа, а обикновените жители също могат да помогнат. За да се минимизират максимално последствията и поне да се избегнат човешки жертви, има правила за поведение преди, по време и след бедствие.

Правила за поведение в извънредни природни условия

Правилните и обмислени действия по време на ураган могат да спасят живота както на самия човек, така и на неговите близки. След като метеоролозите открият ураган и изчислят траекторията му, тази информация задължително се съобщава на населението. Обикновено се подава стандартен сигнал „Внимание!“. Необходимата обществена информация се предава по всички телевизионни и радио канали.

Подготвителният етап включва следните действия:

източниците на информация остават включени, за да не се пропуснат важни точки;
студенти в задължителентрябва да се изпрати у дома;
ако ураганът вече започва да бушува, тогава учениците се приютяват в мазетата;
необходимо е да се подготвят запаси от вода, храна и лекарства за около 3 дни;
трябва да има фенери, лампи, свещи, преносими печки;
стъклото е залепено на кръст или във формата на звезда;
витрините са защитени с големи щитове;
балконите се почистват от предмети и боклуци, които могат да бъдат отнесени от вятъра;
первазите на прозореца трябва да са празни;
в селата добитъкът се кара в укрепена плевня, оборудвана с храна и вода; летните постройки са максимално обезопасени;
прозорците от наветрената страна се затварят плътно, а от другата страна, напротив, остават отворени.

Какви действия трябва да предприемете в случай на ураган, когато чуете за приближаването му? Първо изключете електроуредите и газовите котлони и оправете крановете. Второ, вземете куфар с най-необходимите неща и документи. След това преместете запасите от храна, лекарства и вода в безопасно убежище и се приютете там със семейството си. Ако няма такъв подслон, тогава в къщата трябва да се скриете под надеждни мебели, в ниши, врати. В никакъв случай не трябва да се приближавате до прозорци, които първо трябва да бъдат завесени.

В случай, че елементите ви намерят на открито, всяко дере или депресия може да служи като убежище. Мостовете или по-скоро местата под тях могат да се превърнат в отличен подслон. Трябва да стоите далеч от билбордове, съборени жици, тесни проходи (опасност от струпване на хора), ниски места, тъй като има вероятност от наводнение. Преди урагана определено трябва да се споразумеете с близките си за място за среща в случай на различни непредвидени обстоятелства.

След края на елемента:

Не палете кибрит, тъй като може да има изтичане на газ;
Не трябва да се използва необработена вода, тъй като може да е силно замърсена;
Трябва да разберете дали вашите съседи се нуждаят от първа помощ.

Ураганите в Русия се случват рядко, но все пак е необходимо да се знаят тези правила, тъй като природните бедствия, дължащи се на изменението на климата, са склонни да променят местоположението си.

Защита на населението при урагани, бури, торнада

Ураганите, бурите и торнадото са вятър метеорологични явления, по своите разрушителни ефекти често са сравними със земетресения. Основният показател, който определя разрушителния ефект на ураганите, бурите и торнадото, е високоскоростното налягане на въздушните маси, което определя силата на динамичния удар и има ефект на хвърляне.

От гледна точка на скоростта на разпространение на опасността, ураганите, бурите и торнадата, като се има предвид в повечето случаи наличието на прогноза за тези явления (предупреждения за бури), могат да бъдат класифицирани като извънредни събития с умерена скорост на разпространение. Това дава възможност за провеждане на широк набор от превантивни мерки както в периода, предшестващ непосредствената заплаха от възникване, така и след възникването им – до момента на прякото въздействие.

Тези времеви мерки се разделят на две групи: предварителни (превантивни) мерки и работа; оперативни защитни мерки, провеждани след обявяване на неблагоприятна прогноза, непосредствено преди даден ураган (буря, торнадо).

Предварителни (превантивни) мерки и работа се извършват с цел предотвратяване на значителни щети много преди началото на въздействието на ураган, буря и торнадо и могат да обхващат дълъг период от време.

Предварителните мерки включват: ограничения върху използването на земята в райони, предразположени към урагани, бури и торнада; ограничения за местоположението на опасни производствени съоръжения; демонтаж на някои остарели или чупливи сгради и конструкции; укрепване на промишлени, жилищни и други сгради и съоръжения; провеждане на инженерни и технически мерки за намаляване на риска от опасни производства в силен вятър, вкл. повишаване на физическата устойчивост на складови съоръжения и оборудване, съдържащи запалими и други опасни вещества; създаване на материално-технически резерви; обучение на населението и спасителния персонал.

Защитните мерки, взети след получаване на предупреждение за буря, включват:

прогнозиране на пътя и времето на подход към различни области на ураган (буря, торнадо), както и последствията от него;
своевременно увеличаване на размера на материално-техническия резерв, необходим за отстраняване на последствията от ураган (буря, торнадо);
частична евакуация на населението;
подготовка на укрития, мазета и други вкопани помещения за защита на населението;
преместване на уникално и особено ценно имущество в трайни или скрити помещения;
подготовка за възстановителни работи и мерки за поддържане на живота на населението.

Мерките за намаляване на възможните щети от урагани, бури и торнада се вземат, като се вземе предвид съотношението на степента на риска и възможния мащаб на щетите към необходимите разходи.

При провеждането на ранни и навременни мерки за намаляване на щетите се обръща специално внимание на предотвратяването на онези разрушения, които могат да доведат до появата на вторични фактори на щети, надвишаващи тежестта на въздействието на самото природно бедствие.

Важна област на работа за намаляване на щетите е борбата за стабилността на комуникационните линии, електроснабдителните мрежи, градския и междуградския транспорт. Основният начин за повишаване на стабилността в този случай е дублирането им с временни и по-надеждни средства при силен вятър.

Ураганите, бурите и торнадата са сред най-мощните природни сили. Те причиняват значителни разрушения, нанасят големи щети на населението и водят до жертви. По своето разрушително въздействие те се сравняват със земетресенията и наводненията.

Разрушителният ефект на ураганите, бурите и торнадото зависи от високоскоростното налягане на въздушните маси, което определя силата на динамичния удар и има хвърлящ ефект.

Бурите и ураганите често са придружени от гръмотевични бури и градушки.

Ураган, произхождащ от океана, идва на сушата, причинявайки катастрофални разрушения. В резултат на съвместното действие на водата и вятъра се повреждат трайни сгради и се разрушават леки постройки, прекъсват се електропроводи и съобщителни линии, опустошават се полета, кършат се и се изтръгват с корените дървета, унищожават се пътища, унищожават се животни и хора. умират, корабите потъват.

Защо ураганът е страшен?

Първо, ураганни вълни удрят брега. Ураганът сякаш избутва огромни вълни (високи няколко метра) върху брега пред себе си. Те унищожават всичко по пътя си и причиняват тежки наводнения в крайбрежните райони. Ужасните последици от ураганните вълни се наблюдават, когато ураганът съвпадне с прилив. Рядко оцеляват очевидци на тези страшни и мощни вълни.

Второ, катастрофални проливни дъждове и наводнения. Факт е, че ураганът, когато се генерира, абсорбира огромно количество водна пара, която, когато се кондензира, се превръща в мощна гръмотевични облаци, служейки като източник на катастрофални дъждове и причинявайки наводнения не само в крайбрежните райони, но и в големи райони, отдалечени от брега. Валежите, които придружават ураганите, също могат да причинят кални потоци и свлачища.

IN зимни условиявместо дъжд пада огромно количество сняг, причинявайки неочаквано топене снежни лавини. През пролетта, когато такива снежни маси се топят, настъпват наводнения.

Трето, задвижващият ефект от високоскоростния натиск на урагана се проявява в откъсването на хората от земята, пренасянето им във въздуха и удрянето им в земята или конструкции. В същото време различни твърди предмети бързо летят във въздуха, удряйки хората. В резултат на това хората умират или получават наранявания с различна тежест и мозъчно сътресение.

Вторична последица от урагана са пожари в резултат на удари на мълнии, аварии на електропроводи, газови комуникации и изтичане на запалими вещества.

Бурите водят до много по-малко разрушителни последици от ураганите. Те обаче, придружени от пренос на пясък, прах или сняг, причиняват значителни щети селско стопанство, транспорт и други сектори на икономиката.

Прашните бури покриват полета, населени места и пътища със слой прах (понякога достигащ няколко десетки сантиметра) върху площ от стотици хиляди квадратни километри. При такива условия реколтата е значително намалена или напълно загубена и са необходими големи усилия и средства за почистване на населени места, пътища и възстановяване на земеделските земи.

Снежните бури у нас често достигат голяма сила на обширни територии. Те водят до спиране на движението в градовете и селските райони, смърт на селскостопански животни и дори хора.

По този начин, ураганите и бурите, които са опасни сами по себе си, в съчетание със съпътстващите ги явления създават трудна ситуация, причинявайки разрушения и жертви.

Торнадото, в контакт с повърхността на земята, често води до същата степен на разрушение, както при силните ураганни ветрове, но върху много по-малки площи.

Тези разрушения са свързани с действието на бързо въртящ се въздух и рязкото издигане на въздушни маси. В резултат на тези явления някои обекти (автомобили, осветителни тела, покриви на сгради, хора и животни) могат да бъдат повдигнати от земята и транспортирани на стотици метри. Това действие на торнадо често причинява унищожаване на издигнати предмети и причинява наранявания и контузии на хора, които могат да доведат до смърт.

Мерки за защита и намаляване на последствията от урагани, бури, торнада. Алгоритъм за действия в случай на урагани, бури и торнадо

Защитата на населението от последствията от урагани и бури се осъществява в рамките на Единната държавна система за превенция и ликвидиране извънредни ситуации(РСЧС).

Състоянието на атмосферата се следи непрекъснато с изкуствени спътнициЗемята. За това е създадена мрежа метеорологични станции. Получените данни се обработват от синоптиците и на тази база се правят прогнози.

Прогнозиране на появата на циклони, тяхното движение и възможни последствиядава възможност за превантивни мерки за защита на населението от последствията от урагани и бури. Тези мерки могат да бъдат разделени на две групи според времето на тяхното изпълнение: изпреварващи и оперативно-защитни, провеждани непосредствено при заплаха от природно бедствие.

Предварителните мерки включват: ограничения за разполагане на опасни производствени съоръжения в райони, изложени на урагани и бури; демонтаж на някои остарели или чупливи сгради и конструкции; укрепване на промишлени и жилищни сгради и съоръжения. Извършва се подготовка за реагиране при природно бедствие.

Оперативните защитни мерки се провеждат след получено щормово предупреждение за наближаващо природно бедствие. Оперативните защитни мерки включват: прогнозиране на пътя и времето на приближаване на ураган (буря) към различни райони на региона и възможните последствия от него; засилване на надзора върху спазването на действащите разпоредби за безопасност; преминаване на различни стопански съоръжения към безопасен режим на работа при силен вятър. Може да се извърши частична евакуация на населението от районите на очаквано природно бедствие; За защита на населението се подготвят укрития и мазета.

Населението се уведомява предварително за заплахата от урагани и бури в съответствие с установената схема за предупреждение RSChS: хората се информират за времето на приближаване на природно бедствие към определен район и се дават препоръки за действия в конкретна ситуация.

Особено внимание се обръща на предотвратяването на тези разрушения, които могат да доведат до появата на вторични фактори на щети (пожари, аварии в опасни производства, скъсване на язовирни стени и др.), надвишаващи тежестта на въздействието на самото природно бедствие.

Предприети са мерки за предотвратяване на разливи на опасни течности.

Важна област на работа за намаляване на щетите е борбата за стабилността на комуникационните линии, електроснабдителните мрежи, кабелния градски и междуградски транспорт, които са уязвими на урагани, бури и торнада.

При извършване на оперативни мерки в селските райони, наред с общоприетите мерки, те организират доставка на фураж до ферми и комплекси, изпомпване на вода в кули и допълнителни контейнери и подготовка на резервни източници на енергия. Селскостопански животни, намиращи се в горски територии, изнесени на открито или скрити в надземни постройки и естествени укрития.

За ефективна защитанаселението от урагани, бури и торнадо се подготвят за използване на убежища, мазета и други заровени структури.

Предварително се предоставя информация за опасност от урагани, бури и торнада.

Помня!
Всеки, който живее в райони, предразположени към урагани и бури, трябва да знае знаците за приближаването им. Това е увеличаване на скоростта на вятъра и рязък спад на атмосферното налягане; силни дъждове и буря от морето; бързо падане на сняг и земен прах.

$моб_инфо$