Уч. пособие Прогноз стихийных бедствий. Стихийные бедствия и возможности их прогноза
 Скачать 3.58 Mb.
|
|
Министерство образования Российской Федерации________ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ШДРОМПТЕОРОЛОтЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ И.Н. Русин СТИХИЙНЫЕ БЕДСТВИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРОГНОЗА Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в обмети гидрометеорологии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных шведечий. обучающихся по направлению "I ид/юметеоро.югия" и спсцшиыюсти "Метео/ю-югия" О га 1МТМУ Санкт-Петербург 2003 УДК Русин И.Н. Стихийные бедствия и возможности их прогноза. Учебное пособие. - СПб., изд. РГГМУ, 2003 - 140 с. Учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины Прогноз стихийных бедствий". Приведен перечень и даны основные характеристики опасных явлений природы, которые способны приводить к возникновению природных катастроф и стихийных бедствий. Обычно эти явления детально изучаются в разных геофизических науках, но они должны быть известны специалисту, занимающемуся гидрометеорологическим обеспечением хозяйственной деятельности. Освещены общие идеи сравнения масштабов природных катастроф и стихийных бедствий и очерчен круг подходов, лежащих в основе построения современных методов их прогноза. Учебное пособие предназначено для студентов и специалистов различных геофизических и гидрометеорологических специальностей. Рецензенты: кафедра климатологии факультета географии и геоэкологии СПбГУ; Н.В. Кобышева, заслуженный деятель науки др геогр. наук, отдел климатологии ГГО им. АИ. Воейкова. Rusin I.N. Natural disasters and outlooks for their forecasting. A manual. - St. Petersburg, RSHU Publishers, 2003. - 140 pp. The book is in conformity with the programme o f the discipline “Forecasts of Natural Disasters”. The book presents a list o f dangerous natural phenomena and gives their principle characteristics that may lead to natural catastrophes and disasters. The phenomena are usually thoroughly studied in various geophysical sciences, but they are to be known to every expert specializing in the hydrometeorological sup port o f economic activities. The book considers general conceptions for compari son of scales of natural catastrophes and natural disasters; it highlights the ap proaches which form the basis o f modem techniques aimed at their forecasting. The manual is intended for students and experts in various geophysical and hydrometeorological specialities. ISBN 5-86813-046-4 © Русин И.Н., 2003 © Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2003 ПРЕДИСЛОВИЕ Изучение опасных явлений природы в целях их прогнозирования является научной основой деятельности государственных органов по обеспечению безопасности жизнедеятельности людей. Это направление исследований весьма актуально как для Российской Федерации, таки для всего мира. Частое появление в средствах массовой информации сведений о возникновении природных катастроф или стихийных бедствий создают иллюзию хорошей изученности опасных явлений природы. Однако реальный объем имеющихся сведений о них далек от необходимого уровня. В основе такого положения лежит многообразие иричин возникновения таких явлений. Опасными для людей могут быть явления природы, изучаемые в разных разделах наук о Земле. Это приводит к разобщенности результатов исследований и зачастую не позволяет создать у специалистов нужный объем знаний, чтобы спрогнозировать сценарий развития той экстремальной геофизической обстановки, которая может провоцировать стихийные бедствия. Ввиду того, что основные работы по прогнозу опасных явлений природы выполняются обычно работниками гидрометеорологической службы, в РГГМУ читается курс лекций с соответствующим названием. Цель предлагаемого учебного пособия - изложить в форме, доступной для студентов и специалистов различных геофизических и гидрометеорологических специальностей, сведения по кругу вопросов, которые, по мнению автора, важны для понимания дизастологии - новой ветви географических наук, предметом которой являются природные катастрофы. Термин "дизастология" для обозначения этого направления наук о земле предложен Н.В. Шебалиным в 1985 г. в книге Закономерности природных катастроф, которая в дальнейшем будет неоднократно упомянута. Именно в этой книге сформулированы центральные вопросы, выделяющие дизастологию среди других наука именно как найти критерий масштаба природной катастрофы или стихийного бедствия, как найти связь между интенсивностью геофизического явления и этим критерием, как использовать прогнозы ожидаемого опасного природного явления. Ответы на эти вопросы в настоящее время существуют, но еще носят дискуссионный характер Материал, излагаемый в разделах пособия, сгруппирован в соответствии с различными аспектами дизастологии. Читатели, интересующиеся вопросами возникновения стихийных бедствий, найдут здесь только перечень опасных явлений природы и краткий очерк географических и физических аспектов их возникновения. При этом учтено, что в полном объеме опасные природные явления изучаются в разных геофизических дисциплинах и принципиально не могут быть полностью описаны в небольшом учебном пособии. Приводится также далеко неполное описание путей построения прогностических систем для катастроф и существующих методов их прогноза. Упор при этом сделан на методы, ориентированные на использование гидрометеорологической информации. Здесь также следует учесть, что и этот аспект дизастологии слишком обширен и развивается в таких специальных науках, как метеорология, гидрология, океанология, сейсмология, вулканология. Литература, посвященная катастрофам, обширна, и автор даже не пытался сделать ее обзор. Научная цель учебного пособия состоит в том, чтобы показать, как при изучении природных катастроф сливаются знания из различных ветвей геофизики, географии и демографии с экономическими знаниями, что приводит к постановке новой теоретической проблемы из области синэргетики и теории динамических систем ВВЕДЕНИЕ Наука, изучающая стихийные бедствия, называется дизастоло- гией. Хотя название это еще не общепринято, оно достаточно точно и коротко обозначает изучаемый предмет. Дело в том, что стихийные бедствия возникают как нарушения нормального режима функционирования в каком-либо из звеньев системы многообразных связей и взаимодействий, которая называется географической оболочкой нашей планеты. Географическая оболочка Земли включает в себя системно сосуществующие косные геосферы, такие как литосфера, гидросфера атмосфера, магнитосфера. Косные геосферы активно взаимодействуют с биосферой и ноосферой. Каждая из геосфер очень сложна и изучается разными науками. Однако конфликты человечества с природой обостряются, и ученым всего мира становится ясно, что проблема взаимопонимания человека и природы не может быть решена без развития единой науки о Земле, органично объединяющей географию, геологию геофизику, геохимию, планетологию и экологию. У этой науки уже в конце XIX в. появилось название - геономия. Отраслевые науки успешно осуществляют аналитические исследования подсистем географической оболочки Земли. Объектом исследования геономии является установление иерархии подсистем и соотношений между ними, формирующих глобальное экологическое равновесие. Глобальное экологическое равновесие, как показывают современные исследования, является динамическими, возможно, уже нарушено. Это проявляется как в медленных и малозаметных изменениях состояния отдельных подсистем географической оболочки Земли, таки в увеличении частоты стихийных бедствий, которые возникают в результате аномалий режима функционирования либо внутри отдельных из указанных подсистем, либо на границах между некоторыми из них. Эти аномалии являются опасными явлениями природы Изучая стихийные бедствия, нельзя избежать и изучения отдельных опасных явлений природы. У читателя могут возникнуть вопросы почему дизастологию следует считать самостоятельным разделом геономии? Почему нельзя ограничиться аналитическим изучением каждого опасного явления природы в рамках отраслевой науки, которая детально характеризует подсистему географической оболочки, ответственную за возникновение такого явления? Ответ на это можно дать, цитируя упомянутую в предисловии книгу Н.В. Шебалина [2]: "О катастрофе мы говорим тогда, когда в результате неблагоприятных природных обстоятельств экстремальная геофизическая ситуация оказывается способной причинить нам большой ущерб. ... Способность причинять ущерб требует, чтобы существовал какой-то материальный источник разрушений, поражающий фактор. ... Говоря о разрушительной способности природных катастроф, нам прежде всего хотелось бы иметь единую шкалу для сравнения катастроф между собой. И еще "Сегодня нам не всегда удается суверенностью предсказать конкретное стихийное бедствие. Номы можем и должны загодя предвидеть общий итог всех природных катастроф на достаточно длительный срок". Итак, дизастология ориентируется на изучение способности опасных явлений природы причинять ущерб, в первую очередь, человеку и социумам и, конечно, всей совокупности важных для экологического равновесия характеристик. Безусловно, целью дизасто- логических исследований является оценка потенциальной опасности стихийных бедствий в отдельных регионах и прогноз возможного ущерба. Именно с этих позиций становится понятно, как важно именно метеорологам изучать эти вопросы. Ведь метеорологическая сеть наблюдений, сбора информации и прогноза погоды является в настоящее время основой прогнозирования большей части опасных явлений природы. Методология метеорологических прогнозов охватывает практически все аспекты теории научного прогнозирования. Метеорологические кадры подготовлены для оперативного обслуживания всех сфер экономики информацией о возникновении критических ситуаций в природе. Однако кругозор студентов гидрометеорологического профиля оказывается узок, когда им приходится сталкиваться с опасными явлениями природы, возникающими вне привычных им геосфер. Например, студенты-метеорологи недостаточно осведомлены даже о классификации наводнений и совсем мало знают о землетрясениях. В настоящем издании сделана попытка, хотя бы частично, ликвидировать этот пробел. Автор, являясь профессиональным метеорологом, попытался выделить общие черты, присущие разным опасным явлениям природы, являющимся носителями опасных стихийных бедствий и объектами для наблюдения и прогнозирования возможного ущерба от стихийных бедствий в разных районах как освещенных, таки неосвещенных данными. Такой подход был свойственен методологии метеорологического прогнозирования от момента зарождения, и можно надеяться, что он будет полезен ив дизастологических задачах ПРИРОДА СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ. ОПАСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИРОДЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА В конце XX в. человечество вполне осознало уязвимость ойкумены - мира своего обитания. Понятым оказалось и то, что безопасность условий проживания является важнейшим из прав человека Сложившийся уровень безопасности условий проживания характеризуется наличием медленно нарастающих негативных процессов (экологических и социальных, способных со временем привести к взрывам, а также увеличением риска возникновения возможных катастроф (природных и техногенных. Указанные процессы проявляют взаимозависимость. Социальные факторы могут вести к негативным изменениям экологического состояния, которые, в свою очередь, могут провоцировать катастрофы как природного, таки техногенного происхождения. А катастрофы могут принимать масштабы стихийных бедствий и вызывать мощные социальные взрывы. Человечество и природные катастрофы Для целей выработки решений по проблемам безопасности, для планирования распределения ресурсов планеты в целях предупреждения или ликвидации последствий проявления негативных явлений в развитии ноосферы необходим анализ причин, определяющих риск катастроф. Так появилась потребность в изучении проблем риска катастроф разного масштаба всеми науками, в том числе и естественными, к которым принадлежат и метеорология, и гидрология, и океанология. Как только правительства, общественность и ученые обратили внимание на проблему жизни в условиях возможности катастроф первые же исследования привели к трудно интерпретируемым выводам. Казалось бы, полезно прогнозировать возникновение угрозы катастрофы. Однако жители районов, где возникает опасность, не торопятся реагировать на полученный прогноз. Даже эвакуацию населения оказывается возможным провести только когда размах стихийных бедствий не оставляет местным жителям другого выхода. Причина этого сугубо психологическая - боязнь расхищения оставленного имущества. Таким образом, полезность прогноза ставится некоторыми специалистами под сомнение. Одним из предварительных профилактических мероприятий для защиты от опасных явлений природы является смена мест постоянного жительства. Организовать его оказывается необычайно трудно. Многие социально-психологические свойства людей приводят к тому, что они возвращаются "к родному пепелищу. Немалую роль играет и то, что после катастрофы природные свойства местности, в частности, плодородие почв, могут стать лучше. Следует также отметить, что население опасных районов даже в развитых странах недостаточно широко использует страхование для возмещения ущерба. Другое направление профилактической деятельности относится к сфере деятельности правительств и сводится к проведению дорогостоящих работ по строительству защитных сооружений. Поскольку эти работы приводят к омертвлению значительных капиталов, частные инвесторы ими не интересуются. Поскольку полной надежности защиты никакое сооружение дать не может, особо сильные стихийные бедствия губят и сами защитные сооружения Ненадежность защитных сооружений показывает всю остроту проблемы выживания человечества под напором катастроф. Однако этот социально-политический аспект дизастологии в этом учебном пособии не рассматривается. Опасные явления природы , природные катастрофы стихийные бедствия. Терминология Приступая к изучению проблем воздействия природных катастроф на безопасность человечества, полезно уточнить смысл используемых терминов. Это можно сделать, используя толковые словари. Например, в словаре В.И. Даля слово "катастрофа" определяется как "случай гибельный, бедственный, несчастье, крушение судьбы человеческой. Но почти также истолковывается и слово беда. В современной практике оценивания, например, летных происшествий происшествие считается катастрофой, если в его результате погиб хотя бы один человек. Слово "бедствие, по В.И. Далю, "более относится к известному случаю неурожай, повальные болезни, бури, наводнения Словосочетание "природная катастрофа" используется, когда хотят подчеркнуть, что причиной возникновения катастрофы является какое-либо природное явление. Для того чтобы подчеркнуть масштаб природной катастрофы, часто используется термин "стихийное бедствие. По В.И. Далю: "Стихиями иногда называют основные вещественные, неживые силы природы, по древним - четыре земля, вода, воздух и огонь. Стихии - составные части чего либо, в прямом и иносказательном смысле". Не всякая катастрофа с участием природных объектов может считаться природной. Сравним три гипотетических варианта катастроф гибель пассажиров автомобиля, врезавшегося в дерево, гибель людей на борту судна, столкнувшегося с айсбергом, гибель экипажа самолета, в который попала молния. При сравнении этих ситуаций становится понятно, что роль природы различна во всех случаях. В первом случае катастрофы могло бы не быть, если бы не неудачное управление. Во втором случае катастрофы можно было бы избежать при заблаговременном прогнозе опасности. Однако третий случай можно суверенностью отнести к природным катастрофам, так как скорость природного воздействия так велика, что возможность уклониться исключается. Таким образом, при изучении природных катастроф следует различать природную среду как место, где происходит катастрофа как природный процесс, который порождает ситуацию, при которой возможны опасные воздействия на некоторые объекты, и, наконец как природные факторы, производящие воздействия (удар, воспламенение, затопление) и определяющие их силу (интенсивность). Совершенно по-другому воспринимается катастрофа в технике Изучается надежность объекта, подвергающегося воздействиям возможность передачи воздействия на людей, как-либо связанных с объектом, возможность управления объектом в целях защиты людей. Наконец, большое значение имеет поведение людей вовремя опасности. Реакция людей зависит от уровня их экономического благосостояния, социального и медико-биологического состояния Эти аспекты изучения катастроф относятся к сфере общественных науки медицины. Прежде чем очертить круг вопросов, которые изучает такая техническая дисциплина, как безопасность жизнедеятельности (БЖ), следует определить ее основные понятия. Объектом анализа опасностей является система "человек - машина - окружающая среда, те единый комплекс, в котором объединены и взаимодействуют технические объекты, люди и окружающая среда [1]. Опасность можно определить как способность системы причинить ущерб себе самой и внешней по отношению к ней окружающей ее среде. Опасность возникает при функционировании системы. Режим функционирования систем может быть штатными нештатным. Нештатный режим может выражаться в виде ЧП (чрезвычайных происшествий, которые могут иметь характер отказа работоспособности системы, инцидента (отказ по вине оператора, несчастного случая (ЧП, приводящее к повреждению организма человека) или катастрофы (ЧП, приводящее к человеческим жертвам). Нештатный режим может быть создан по причинам техногенного или природного характера. Техногенные ЧП в данном курсе не рассматриваются. Они являются предметом изучения таких дисциплин как "Анализ надежности систем. Однако в тексте техногенные ЧП часто будут использоваться в качестве примеров, поскольку последствия этих событий, как правило, бывают хорошо документированы. |