Бури, шквалы, ураганы их характеристика, поражающие факторы

Метеорологические опасные явления – 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 растений, объекты экономики и окружающую природную среду.

Ветер – это перемещение воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зоною низкого давления.

Ветер характеризуется:
1. Направлением ветра - определяется азимутом стороны горизонта, откуда
он дует, и измеряется в градусах.
2. Скоростью ветра – измеряется в метрах в секунду (м/с; км/ч; милях/час)
(1 миля = 1609 км; 1 морская миля = 1853 км).
3. Силой ветра – измеряется давлением, которое он оказывает на 1 м2 поверхности. Сила ветра меняется почти пропорционального скорости,
поэтому силу ветра часто оценивают не давлением, а скоростью, что упрощает восприятие и понимание этих величин.

Для обозначения движения ветра используют много слов: смерч, буря, ураган, шторм, тайфун, циклон и множество местных названий. Чтобы их систематизировать, во всем мире пользуются шкалой Бофорта, которая позволяет весьма точно оценить силу ветра в баллах (от 0 до 12) по его действию на наземные предметы или на волнение в море. Удобна эта шкала еще и тем, что она позволяет по описанным в ней признакам довольно точно определить скорость ветра без приборов.

Шкала Бофорта (табл. 1)  

Бризом (от легкого до сильного бриза) моряки называют ветер, имеющий скорость от 4 до 31 мили/час. В пересчете на километры (коэффициент 1,6) это будет 6,4-50 км/час

Скорость и направления ветра определяют погоду и климат.

Сильные ветры, значительные перепады атмосферного давления и большое количество осадков вызывают опасные атмосферные вихри (циклоны, бури, шквалы, ураганы) которые могут вызвать разрушения и человеческие жертвы.

Циклон – общее название вихрей с пониженным давлением в центре.

Антициклон – это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. В Северном полушарии ветры в антициклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном – по часовой стрелке, в циклоне движение ветра обратное.

Ураган - ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (12 баллов по шкале Бофорта), что равнозначно 117 км/ч (табл. 1).
В половине случаев скорость ветра при урагане превышает 35 м/сек, доходя до 40-60 м/сек, а иногда и до100 м/сек.

В зависимости от скорости ветра ураганы классифицируются на три типа:
- ураган (32 м/с и более),
- сильный ураган (39,2 м/с и более)
- жестокий ураган (48,6 м/с и более).

Причиной подобных ураганных ветров является возникновение, как правило, на линии столкновения фронтов теплых и холодных воздушных масс, мощных циклонов с резким перепадом давления от периферии к центру и с созданием вихревого воздушного потока, движущегося в нижних слоях (3-5 км) по спирали к середине и вверх, в северном полушарии – против часовой стрелки.

Такие циклоны, в зависимости от места их возникновения и структуры, принято подразделять на:
- тропические циклоны встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам.
Тропический циклон, достигший необычной силы, называется ураганом,  если он рождается в Атлантическом океане и примыкающих к нему морям; тайфуном – в Тихом океане или его морях; циклоном – в регионе Индийского океана.
 циклоны умеренных широт могут формироваться как над сушей так и над водой. Обычно они движутся с запада на восток. Характерной особенностью таких циклонов является их большая «сухость». Количество осадков при их прохождении значительно меньше, чем в зоне тропических циклонов.
На Европейский материк воздействуют как тропические ураганы, зарождающиеся в центральной Атлантике, так и циклоны умеренных широт.
Буря – разновидность урагана, но имеет меньшую скорость ветра 15-31
м/сек.

Длительность бурь – от нескольких часов до нескольких суток, ширина от десятков до нескольких сотен километров.
Бури подразделяются:

1. Вихревые (пылевые) – представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие площади. Они бывают:
- пыльные – в воздух поднимается большое количество пыли, которая переносится на значительные расстояния. Пыльные бури вызывают удушье и приводят к болезням (переносят различных паразитов), в значительной мере страдает техника. Пыльным бурям подвержены несколько областей Земли (в основном пустыни);
- снежные – образуются зимой. Такие бури называют пургой, бураном, метелью;
- шквальные бури – возникают внезапно, а по времени крайне не продолжительные (несколько минут). Например, в течение 10 минут скорость ветра может возрасти с 3 до 31 м/сек.

2. Потоковые бури – это местные явления небольшого распространения. Они слабее, чем вихревые бури. Они подразделяются:
- стоковые – поток воздуха движется по склону сверху вниз.
- Струевые – характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону.
Проходят потоковые бури чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются:
- буря 20 м/сек и более
- сильная буря 26 м/ сек и более
- жесткая буря 30,5 м/сек и более.

Шквал – резкое кратковременное усиление ветра до 20–30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления, связанного  с конвективными процессами. Несмотря на кратковременность шквалов, они могут приводить к катастрофическим последствиям. Шквалы в большинстве  случаев связаны с кучево-дождевыми  (грозовыми) облаками либо местной конвекции, либо холодного фронта. Шквал обычно связан с ливневыми осадками и грозой, иногда с градом. Атмосферное  давление при шквале резко повышается в связи с бурным выпадением осадков, а затем - снова падает.

По возможности ограничения зоны воздействия все перечисленные стихийные бедствия относят к нелокализуемым.

Опасные последствия ураганов и бурь.

Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии и по своему пагубному воздействию не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что ураганы несут в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва в 36 Мт. За один день выделяется количество энергии, которой хватило бы для полугодового обеспечения электричеством такой страны, как США. А за две недели (средняя продолжительность существования урагана) такой ураган выделяет энергию, равную энергии Братской ГЭС, которую она может выработать за 26 тыс. лет. Очень высоким является и давление в зоне урагана. Оно достигает нескольких сот килограммов на квадратный метр неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению движения ветра.

Ураганный ветер разрушает прочные и сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит столбы линий электропередачи и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, повреждает и топит суда, вызывает аварии на коммунально-энергетических сетях,  в производстве. Известны случаи, когда ураганный ветер разрушал дамбы и плотины, что приводило к большим наводнениям, сбрасывал с рельсов поезда, срывал с опоры мосты, валил фабричные трубы, выбрасывал на сушу корабли. Часто ураганы сопровождают сильные ливни, которые опаснее самого урагана, так как являются причиной селевых потоков и оползней.

Размеры ураганов различны. Обычно за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Для тайфунов полоса разрушений обычно составляет 15-45 км. Средняя продолжительность урагана – 9-12 суток. Ураганы возникают в любое время года, но наиболее часто с июля по октябрь. В остальные 8 месяцев они редки, пути их коротки.

Ущерб, причиняемый ураганом, определяется целым комплексом различных факторов, в том числе рельефом местности, степенью застройки и прочностью строений, характером растительности, присутствием в зоне его действия населения и животных, временем года, проведенными профилактическими мероприятиями и рядом других обстоятельств, главным из которых является скоростной напор воздушного потока q, пропорциональный произведению плотности атмосферного воздуха на квадрат скорости воздушного потока q = 0,5pv².

Согласно строительным нормам и правилам максимальное нормативное значение ветрового давления составляет q = 0,85 кПа, что при плотности воздуха r = 1,22 кг/м3 соответствует скорости ветра.

Для сравнения можно привести расчетные значения скоростного напора, использованные для проектирования атомных станций для района Карибского бассейна: для сооружений I категории – 3,44 кПа, II и III – 1,75 кПа и для открытых установок – 1,15 кПа.

Ежегодно около ста мощных ураганов шествуют по земному шару, вызывая разрушения и нередко унося человеческие жизни (табл. 2). 23 июня 1997 года над большей частью Брестской и Минской областей пронесся ураган, в результате которого 4 человека погибли, 50 – были ранены. В Брестской области было обесточено 229 населенных пунктов, выведена из строя 1071 подстанция, сорваны крыши с 10-80 % жилых домов в более чем в 100 населенных пунктах, разрушено до 60 % зданий сельскохозяйственного производства. В Минской области было обесточено 1410 населенных пунктов, повреждены сотни домов. Поломаны и вывернуты с корнями деревья в лесах и лесопарках. В конце декабря 1999 года от ураганного ветра, пронесшегося по Европе, пострадала и Беларусь. Были порваны линии электропередачи, многие населенные пункты обесточены. Всего от урагана пострадали 70 районов и более 1500 населенных пунктов. Только в Гродненской области вышли из строя 325 трансформаторных подстанций, в Могилевской еще больше – 665.

Таблица  2
Последствия воздействия некоторых ураганов

Смерч (торнадо) – вихревое движение воздуха, распространяющегося в виде гигантского черного столба диаметром до сотен метров, внутри которого наблюдается разряжение воздуха, куда затягиваются различные предметы.

Смерчи возникают как над водной поверхность, так и над сушей, значительно чаще, чем ураганы. Очень часто они сопровождаются грозами, градом и ливнями. Скорость вращения воздуха в пылевом столбе достигает 50-300 м/сек и более. За время своего существования он может пройти путь до 600 км -  по полосе местности шириной в несколько сотен метров, а иногда и до нескольких километров, где и возникают разрушения. Воздух в столбе поднимается по спирали и затягивает в себя пыль, воду, предметы, людей.
Опасные факторы: попавшие в смерч постройки из-за разряжения в столбе воздуха разрушаются от напора воздуха изнутри. Он вырывает деревья с корнями, опрокидывает автомобили, поезда, поднимает в воздух дома и т. д.

Смерчи в РБ возникали в 1859, 1927 и 1956 годах.

Классификация опасных природных явлений

Основные мероприятия для предупреждения техногенных ЧС

История аварий на радиационно-опасных объектах

Пути и факторы распространения инфекционных заболеваний людей, животных

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм

Вернуться в оглавление: Опасные факторы чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера