Понятие об экологическом кризисе и экологической катастрофе, их общие черты и различия

Лекция 4. Экологические кризисы, экологические катастрофы природного происхождения

Вопросы.

Общая характеристика чрезвычайных ситуаций природного происхождения.

Понятие об экологическом кризисе и экологической катастрофе, их общие черты и различия

Угрожающие силы атмосферы (последствия ливней, снегопадов, град). Наводнения и их последствия. Основные способы предотвращения негативных последствий природных явлений. Восстановительные работы по ликвидации последствий экологических катастроф.

 

 

1. Общая характеристика чрезвычайных ситуаций природного происхождения.

Природные ЧС (стихийные бедствия) — это ситуации связанные с проявлением стихийных сил природы и природной среды на определенной территории или экватории, которые по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать человеческие жертвы и ущерб их здоровью, а также негативные последствия для жизнедеятельности людей, экономики и природной среды. Классификация природных ЧС представлена в табл. 1

 

 

Таблица 1 Классификация стихийных бедствий природных ЧС

Группы ЧС	Типы ЧС	Виды ЧС
Литосферные	Геофизические (эндогенные) ЧС	Землетрясения, извержения вулканов, цунами
Геологические (энзогенные) ЧС	Оползни, сели, обвалы и осыпи, склонный смыв, просадки пород, абразия, эрозия, курумы, пыльные бури
Природные (ландшафтные) пожары	Лесные, полевые и почвенные
Атмосферные	Ветровые (метеорологические) ЧС	Бури, ураганы, смерчи, (торнадо), шквалы и вихри, метели (вьюги), грозы
Агрометеорологические (аномальные метеусло- условия) ЧС	Сильная жара и холод, затяжные ливни, снегопады, снежные заносы и лавины, засуха и суховей, крупный град и сильный гололед (обледенение), сильный туман и заморозки
Гидросферные	Морские гидросферные ЧС	Тропические циклоны (тайфуны), сильные волнения и колебания уровня моря, штормы, ледовые опасные явления: отрыв и дрейф льдов, обледенение, непроходимый лед и напор льдов, ранний ледяной покров и припай, сильный тягун в портах
Гидросферные ЧС на суше (гидрологические ЧС)	Наводнения, половодье, ветровые нагоны, заторы и зажоры, межени, низкие уровни воды, ранний ледостав на реках и водоемах, аномальные уровни грунтовых вод
Космические	Ударно-столкновенные	Столкновения Земли с небесными телами: метеоритами, астероидами, планетами
Воздушно-взрывные	Повышенный уровень космического излучения: повышенная солнечная радиация, «магнитные и радоновые» бури

 

Основными причинами природных ЧС (стихийных бедствий) являются:

· внезапное выделение природной энергии в различных геосферах Земли (атмосфере, литосфере, гидросфере и ионосфере), связанное с перемещением и перераспределением веществ в результате воздействия гравитации, земного вращения и разницей температур;

· увеличение, антропогенного воздействия жизнедеятельности человека на окружающую природную среду посредством количественного и качественного роста мировой экономики в результате неразвитости (или отсутствия) систем мониторинга природной среды и недостаточной достоверности прогнозирования опасных природных явлений и последствий от них;

· конфликты военного, социального и политического характера.

 

Стихийные бедствия могут возникать как независимо друг от друга, так и во взаимосвязи: одно из них может повлечь за собой другое. Некоторые из них часто возникают в результате не всегда разумной деятельности человека.

Например, лесные и торфяные пожары; производственные взрывы в горной местности (при строительстве плотин, разработке карьеров) зачастую приводят к оползням, снежным лавинам, обвалам ледников и т. п. По продолжительности действия стихийные бедствия различаются: от нескольких секунд и минут (землетрясения, снежные лавины) до нескольких часов (сели), дней (оползни) и месяцев (наводнения).

Характерными для них являются разрушение зданий и сооружений, выход из строя линий электропередач, разрушения и повреждения инженерных коммуникаций, участков дорог, людские потери и т. д.

По данным статистики, наибольший ущерб составляют наводнения (40 % от общего уровня), далее идут ураганы (20 %), землетрясения и засухи (по 15 %). Около 10 % общего ущерба приходится на остальные виды стихийных бедствий.

 

Понятие об экологическом кризисе и экологической катастрофе, их общие черты и различия

Нерациональное природопользование является причиной экологических кризисов и экологических катастроф. Экологический кризис — это обратимое изменение равновесного состояния природных комплексов. Он характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Проявление экологического кризиса нередко называют «эффектом бумеранга».

Известен ряд экологических кризисов: относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловивший стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для ее лучшего и более раннего роста (с наступлением весны, влажного периода года); перепромысла крупных позвоночных животных (50—10 тыс. лет назад); современный кризис глобального загрязнения, которому, по мнению ученых, соответствует высший этап научно-технической революции.

Человек выступает при экологическом кризисе активно действующей стороной. История цивилизации доказывает, что вслед за экологическим кризисом следует революционное изменение во взаимоотношениях общества и природы.

В предыстории и истории человечества выделяют ряд экологических кризисов и революций (рис. 1).

Рисунок. 1. Экологические кризисы и революции (масштаб условный), по Н. Ф. Реймерсу, 1990

 

1. Изменение среды обитания живых существ, вызвавшее возникновение прямоходящих антропоидов — непосредственных предков человека.

2. Кризис относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловившего стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для лучшего и более раннего роста.

3. Первый антропогенный экологический кризис — массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных («кризис консу-ментов»), связанный с последовавшей за ним сельскохозяйственной экологической революцией (рис. 2).

4. Экологический кризис засоления почв и деградация примитивного поливного земледелия, недостаточность его для растущего народонаселения Земли, что привело к преимущественному развитию неполивного земледелия.

 

Рисунок. 2. Схема, иллюстрирующая совпадение по времени исчезновения некоторых крупнейших представителей животного мира плейстоцена и заселения мест их обитания охотниками палеолита, т.е. палеолитический перепромысел (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

 

5. Экологический кризис массового уничтожения и нехватки растительных ресурсов, или «кризис продуцентов», связанный с общим бурным развитием производительных сил общества, вызвавший широкое применение минеральных ресурсов, промышленную, а в дальнейшем и научно-техническую революцию.

6. Современный кризис угрозы недопустимого глобального загрязнения. Здесь редуценты не успевают очищать биосферу от антро-погенных продуктов или потенциально не способны это сделать в силу неприродного характера выбрасываемых синтетических веществ. Этот кризис называют «кризисом редуцентов», которому соответствует высший этап научно-технической революции — реутилизация продуктов и условное замыкание технологических циклов.

С «кризисом редуцентов» почти одновременно наступают два других экологических напряжения: термодинамическое (тепловое) и снижение надежности экосистем. Они связаны с экологическими ограничениями производства энергии в нижней тропосфере и нарушением природного экологического равновесия. Данные экологические кризисы ближайшего будущего будут разрешены на основе энергетической и эколого-плановой экологических революций. Первая будет заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к ее источникам, практически не добавляющим тепло в приземный слой тропосферы (главным образом солнечным), вторая — в регулируемой коэволюции в системе «общество — природа».

Экологическая катастрофа — это природная аномалия (длительная засуха, массовый мор, например, скота и т. д.), зачастую возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона; авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. п.), приведшая к остронеблагоприятным изменениям в среде и повлекшей за собой массовую гибель живых организмов и экономический ущерб; одно из состояний природы. Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что кризис — это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа— необратимое явление, человек здесь вынужденно пассивная, страдающая сторона. В более широком понимании экологические катастрофы — это фазы развития биосферы, где происходит качественное обновление живого вещества, например вымирание одних видов и возникновение других.

3. Угрожающие силы атмосферы (последствия ливней, снегопадов, град). Наводнения и их последствия. Основные способы предотвращения негативных последствий природных явлений.

Атмосферные осадки в виде дождя, снега и града – обычное явление природы. В том случае, когда снег и дождь выпадают в нужное время и в необходимом количестве – это благо, а если атмосферных осадков нет или их выпадает очень много, может возникнуть чрезвычайная ситуация. Противостоять выпадению большого количества атмосферных осадков человек не может. В этой ситуации необходимо иметь надежное укрытие, запасы продуктов питания и топлива, медикаментов, уметь вести себя в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Выпадение большого количества атмосферных осадков представляет реальную угрозу для человека. Они осложняют, делают опасным, а порой и невозможным передвижение людей, создают реальную угрозу для жизни. Атмосферные осадки увеличивают опасность возникновения наводнений, схода снежных лавин, камнепадов, селей, оползней, обвалов, способствуют накоплению критического количества воды в горных озерах и неожиданному прорыву плотин, выходу рек из берегов, разрушению дорог, линий электропередачи, строений, уничтожению сельхозугодий. Они могут стать причиной травмирования и гибели людей. Зачастую атмосферные осадки сопровождаются усилением ветра, резким понижением температуры воздуха, грозой, что нередко усложняет ситуацию. Атмосферные осадки затрудняют, делают крайне опасными, а порой и невозможным проведение ПСР(поисково-спасательных работ).

К опасным атмосферным процессам относятся: циклоны, смерчи, сильные ливни, снегопады и др. Страны, располагающиеся вблизи океанских побережий, часто страдают от разрушительных циклонов. В Западном полушарии циклоны называются ураганами, a в северо-западном секторе Тихого океана – тайфунами.

Образование циклонов связано с интенсивным нагревом (выше 26—27°) воздуха над поверхностью океана по сравнению с его температурой над континентом. Это приводит к образованию спиралеобразных восходящих потоков воздуха, приносящих на побережье ливневые дожди и разрушения.

Наиболее разрушительными являются тропические циклоны, обрушивающие на берега континентов ураганные потоки воздуха со скоростью более 350 км/час, ливневые осадки, достигающие 1000 мм в течение нескольких дней и штормовые волны высотой до 8 м.

Условия образования тропических циклонов изучены достаточно хорошо. В Мировом океане выявлено семь областей их зарождения. Все они расположены вблизи экватора. Периодически в этих областях вода прогревается выше критической температуры (26,8°С), что приводит к резким атмосферным возмущениям и образованию циклона.

Ежегодно на земном шаре возникает в среднем около 80 тропических циклонов. Наиболее уязвимыми для них оказываются побережья юга азиатского континента и экваториальная зона Северной и Южной Америки (Карибский регион).

Так, в Бангладеш за последние 30 лет от циклонов погибло более 700 тысяч человек. Самый разрушительный циклон имел место в ноябре 1970 г., когда погибло более 300 тысяч жителей этой страны и осталось без крова 3,6 млн. человек. В результате другого циклона в 1991 г. погибло 140 тысяч человек. Япония испытывает ежегодно воздействие более 30 циклонов.

От самого сильного циклона в истории Японии (Ise-wan, 1953 г.) погибло более 5 тыс, пострадало 39 тыс. человек, было разрушено около 150 тыс. жилых домов, смыто или погребено под осадками более 30 тыс. га пахотных земель, нанесено 12 тыс. повреждений на дорогах, произошло около 7 тыс. оползней. Суммарный экономический ущерб составил около 50 млрд. долларов.

В сентябре 1991 г. над Японией пронесся могучий тайфун Мирей, от которого по гибло 62 человека, было разрушено 700 тыс. домов. Общий ущерб составил 5,2 млрд. долларов.

Очень часто циклоны приносят на берега Японии катастрофические ливни. Один из таких ливней обрушился в 1979 г. на равнинную часть Японии, где за сутки выпало около 500 мм осадков. Ливень вызвал повсеместное образование грязекаменных потоков и обрушение склонов. Во время катастрофы погибло 143 и пострадало 426 человек, полностью или частично было разрушено 427 зданий, 2150 га пахотных земель затоплено или смыто, на 5990 участках были повреждены дороги, образовалось 7225 оползней.

Не менее грандиозным был ливень в г. Нагасаки в 1982 г., когда выпало 376 мм осадков. Равнинные участки города были полностью затоплены, высота уровня воды достигала 2,7 м. Из 14 каменных мостов через реку было разрушено 6. В результате стихии погибло 304 и пострадало 805 человек, полностью или частично было разрушено 1538 домов, дороги повреждены на 4969 участках. Общий экономический ущерб составил около 3 млрд. долларов.

Снегопады

Чаще всего сильные снегопады и метели наблюдаются в горных и прибрежных районах, характеризующихся интенсивной циклонической циркуляцией. К таким относятся Северный Кавказ, Алтай и Западные Саяны, Приморье, Камчатка и хребет Сихотэ-Алинь.

Повторяемость сильных снегопадов (с приростом снега более 10 см в сутки) в Приморье составляет 1 раз в год, а на Камчатке достигает 5–8 таких снегопадов за год. На Европейской части России повторяемость подобных снегопадов значительно меньше – 1 раз в 2—10 лет. Максимальные приросты снега за снегопад отмечаются на Дальнем Востоке: в Петропавловске-Камчатском – 105 см, на о. Сахалин – 53 см. На Европейской части России эти значения колеблются в пределах 20—25 см.

В зиму 2000–2001 г. отмечалось несколько чрезвычайных ситуаций, вызванных интенсивными снегопадами, в Брянской, Калужской, Московской, Сахалинской, Камчатской областях и Алтайском крае. В этих районах выпадало по 20—30 см за сутки, а в Москве таких снегопадов насчитывалось три. Все эти случаи вызывали затруднение в движении автомобильного и железнодорожного транспорта, были перебои в работе аэропортов.

Особенностью распространения сильных метелей является резкое увеличение их повторяемости в узкой прибрежной полосе Северного Атлантического побережья, Камчатки, Сахалина и Приморья. В этих районах метели наблюдаются ежегодно, а на Камчатке, Курилах и о. Сахалин – до нескольких раз в год. В целом вся территория России характеризуется довольно равномерным распределением интенсивных метелей с повторяемостью 1 раз в 4–5 лет, за исключением вышеназванных районов, южных районов Европейской части России и Северного Кавказа, где отмечается повышение повторяемости сильных метелей в связи с выходом на эти районы глубоких средиземноморских циклонов, а также районов Оренбургских и Барабинских степей.

Интенсивные метели оказывают главным образом парализующее воздействие на работу автомобильного, железнодорожного и авиационного транспорта. Примером может служить интенсивная метель в апреле 2001 г. на о. Сахалин, вызванная приходом глубокого циклона, когда полностью было парализовано движение транспорта в Южно-Сахалинске и других населенных пунктах острова в течение нескольких дней. Высота наметенных сугробов в г. Южно-Сахалинске составляла 2–3 метра, и снегоуборочная техника просто не справлялась с уборкой снега. Жертвами этой метели стали 8 человек, большая часть которых задохнулась выхлопными газами в занесенных автомобилях.

Большую опасность представляют морозы. Особенно сильные морозы отмечаются в зимний период во внутриконтинентальной части на северо-востоке России, где «на полосе холода» (Оймякон) зафиксирован абсолютный минимум температуры воздуха – 67°С. В Приморских районах минимальные температуры воздуха достигают – 40–50°С.

Повторяемость необычно сильных морозов при снижении температуры воздуха на 20°С и более относительно среднеянварской на территории Российской Федерации изменяется от незначительной – реже 1 раза в 10 лет до средней – 1 раз в год. Наиболее опасны устойчивые многодневные морозы, случающиеся реже, чем однодневные; они возможны в Европейской части России в среднем один раз в несколько десятилетий

 

К метеорологическим стихийным явлениям относятся: сильный ветер, шквал, смерч.

Сильный ливень – количество осадков не менее 30 мм за период не более 1ч;

сильный дождь – количество осадков не менее 50 мм за период не более 12 ч;

продолжительный дождь – количество осадков не менее 120 мм за 2 суток;

сильный снегопад – количество осадков не менее 20 мм за период не более12 ч;

град – диаметр градин не менее 20 мм;

сильная метель – продолжительность не менее 12 ч при скорости ветра не менее 15 м/с; для побережий арктических и дальневосточных морей – продолжительность не менее 24 ч при средней скорости ветра не менее 20 м/с;

сильная пыльная (песчаная) буря – продолжительность не менее 6 ч при средней скорости ветра не менее 15м/с, сопровождающаяся ухдшением метеорологической дальности видимости (МДВ) до 100 м;

гололедно-изморозевые отложения;

сильный гололед – диаметр отложений на проводах стандарт-ного гололедного станка не менее 35 мм;

отложение мокрого снега и сложное отложение – диаметр отложений на проводах стандартного гололедного станка не менее 35 мм;

сильная изморозь – диаметр отложений не менее 50 мм;

сильный продолжительный туман – МДВ не более 50 м за период времени не менее 6 ч;

сильная жара – критические значения температура и большая продолжительность периода (для всей территории или её части); сильный мороз – критические значения температура и большая продолжительность периода (для всей территории или её части).

 

К агрометеорологическим стихийным явлениям относятся:

заморозки – понижение температуры воздуха или поверхности почвы до значений -1ºС и ниже в течение не менее 8 ч в период вегетации и созревания культур, приводящие к повреждению сельскохозяйственных культур,

засуха (почвенная) – в слое 0–20 см суглинистой почвы в течение 3 декад подряд и более, запасы продуктивной влаги менее 10 мм или в течение 2 декад и более, если в начале периода засухи запасы продуктивной влаги в слое почвы 0–100 см были менее 50 мм;

засуха (атмосферная) – отсутствие эффективных осадков (более 5 мм в сутки) в вегетационный период года в течение 30 дней подряд и более (при максимальной температуре воздуха за сутки выше 25ºС в северных районах и выше 30ºС в южных районах России. За границу северных и южных районов принята параллель 52º с.ш. на европейской части России и 55º с.ш. – в Сибири;

суховей – недостаток насыщения воздуха в течение 3 дней подряд и более хотя бы в один из сроков каждого дня наблюдений равен 30–39 гПа при скорости ветра в этот же срок более 8 м/с или более 39 гПа при скорости ветра 5–8 м/с. Максимальная температура воздуха при суховее составляет выше 27ºС в северных районах и выше 30ºС – в южных районах;

переувлажнение почвы – в вегетационный период почва на глубине 10– 12 см при визуальной оценке характеризуется липким и текущим состоянием не менее 20 дней подряд. В отдельные дни, но не более 25% продолжительности периода допускается переход почвы в мягкопластичное состояние.