Уч. пособие Прогноз стихийных бедствий. Стихийные бедствия и возможности их прогноза
 Скачать 3.58 Mb.
|
|
-Индекс приведенных потерь, учитывающий как человеческие жертвы, таки материальные потери с учетом поправки на экономический уровень развития страны, позволяет ранжировать катастрофы и стихийные бедствия. Результаты ранжирования можно признать вполне согласующимися с представлениями общечеловеческой морали. Если пользоваться данными о жертвах, то из таблицы можно видеть, что наводнения в Индии, Китае и Бангладеш были самыми ужасающими природными катастрофами. Максимальные материальные потери понесла экономика самых богатых стран - США и Японии. С помощью введения индекса приведенных потерь между всеми этими событиями устанавливается порядок, совместимый с представлениями морали и экономики. Действительно, с по зарубежным данным 18 одной стороны, катастрофические наводнения в бедных странах можно признать по масштабу сопоставимыми с землетрясением в Японии, вовремя которого число жертв было почти на порядок меньше, но оказался полностью разрушен крупный культурный и промышленный центр. С другой стороны, даже локальная война в Ираке, причем, без учета данных о числе жертв, оказалась по масштабу крупней всех природных катастроф конца XX в. [ 3 ]. 2.2. Индекс потенциальных потерь Введение индекса IS для измерения масштабов бедствий позволяет оценить и сравнить масштабы уже произошедших катастроф Однако сего помощью нельзя установить, какие характеристики ОЯП следует изучать в дизастологии, чтобы приступить к оценива нию потенциальной опасности. Для этого нужно оценить потенциально возможные величины Си М Согласно определению, С представляет собой число погибших за время катастрофы на площади ее протекания. Это может быть записано с помощью двух равенств С = dN/dt S t = o^poSx, здесь S - площадь зоны поражения катастрофой т - продолжительность катастрофы N - численность людей в зоне поражения etc - коэффициент потерь людей в результате катастрофы (в демографии принято название коэффициент смертности рс - плотность населения в зоне поражения катастрофой. При выводе этой формулы использованы широко известные идеи математической теории популяций, когда предполагается, что скорость убывания числа людей пропорциональна плотности их на исследуемой территории. По аналогии, равенство для расчета материального ущерба примет вид М = d l / d / S t = a sQsSx = a sp cB/p S t . Здесь X - денежная величина запаса материальных ценностей в зоне поражения a s - коэффициент потерь материальных ценностей в результате катастрофы ps - плотность расположения (концентрация) материальных ценностей в зоне поражения катастрофой В - национальный доход надушу населения в год р - процент прироста национального дохода (в долях единицы Равенство (2.5) можно обосновать, используя в качестве величины Z отношение значения национального богатства в рассматриваемом регионе к территории региона (плотность распределения национального богатства страны. Однако статистика национального богатства гораздо менее доступна, чем статистика национального продукта. Учитывая приближенный характер критериев, используемых здесь для оценки потенциальных потерь от природных катастроф, примем во внимание, что носителем запаса материальных ценностей является население. Предположим, что валовый национальный продукт, по аналогии с прибылью предприятия, составляет некоторый ежегодный процент от вложения национального богатства. Тогда, зная этот процент (р, можно поданным о национальном продукте надушу населения В приближенно оценить национальное богатство региона отношением рсВ/р. Так как р обозначает концентрацию годового валового продукта на единицу площади в зоне поражения катастрофой, то она должна быть равна этому отношению. Если сравнивать коэффициент людских потерь от катастрофы с коэффициентом естественной смертности населения (Хо, то можно рассчитать коэффициент поражения людей Ес по формуле Если тоже самое сделать и по отношению к коэффициенту материальных потерь, приняв за единицу разрушения коэффициент естественной убыли (oco.v) материальных ценностей. Тогда можно получить коэффициент разрушения Es по формуле Для получения предварительных оценок примем, что без принятия мер гражданской обороны при природных катастрофах потери людей находятся на том же уровне, что и материальные потери. Поэтому можно предположить, что Ес = Es = Е, где Е - коэффициент поражения, который зависит от характера и силы воздействия опасного явления природы на объекты. Сделав все указанные предположения, можно преобразовать индекс приведенных потерь формула (2.3)] к новой форме Ес = (Хс /Оос. ( 2 6 ) Es = a s /O q s. (2.7) IS — lg{OCcopc[ l + OCso/^co (k B()/p)B/Bo](So'Zo/\500)}+ + lg (S /S 0) + lg(T/T0) + lg E. ( 2 . 8 ) 20 В этом выражении введены для контроля за сохранением правильной размерности новые обозначения. Величина В обозначает средний глобальный продукт надушу населения (для базисного периода принято, что Во = 5500 дол. Величина So представляет единицу измерения площади катастрофы (принято считать, что она составляет 1000 км, а величина т представляет единицу измерения продолжительности катастрофы (принято, что она составляет 1 год). Выбор единиц произведен так, чтобы использовать известные демографические и экономические данные из справочников. Некоторые затруднения с оценкой коэффициента /о<о(к В^р)В/Во вдаль нейших исследованиях могут быть преодолены путем тщательного анализа их экономического смысла. Далее принято, что он равен Формула (2.8) позволяет оценить возможные потери, которые на данной территории, характеризующейся плотностью населения рс и доходом надушу населения в год В, могут возникнуть, если на этой территории случиться природная катастрофа с коэффициентом поражения Е площадью 5 и продолжительностью т. Разные слагаемые в правой части формулы (2.8) характеризуют разные свойства катастроф, изучаемые разными разделами геофизики и географии. Первое слагаемое не меняется со временем и не зависит от характера катастрофы. Его можно назвать географической составляющей индекса возможных потерь. Второе слагаемое характеризует влияние площади, охваченной катастрофой, на величину потерь от этой катастрофы. Значение величины этого слагаемого полностью определяется условиями протекания и природой конкретного ОЯП. Статистические характеристики и возможность прогноза ОЯП должны быть предметом изучения тех разделов геофизики, в которых подробно изучается это явление природы. Тоже можно сказать и о третьем слагаемом правой части формулы (2.8). Оно описывает влияние продолжительности катастрофы на возможные потери от нее. Последнее слагаемое описывает количественно разрушительную силу катастроф. Оно может зависеть как от характера факторов катастрофы, воздействующих на людей и материальные ценности, таки от интенсивности ОЯП. Характер поражающих факторов служит показателем избирательности воздействия. Действительно, даже самая продолжительная "сильная" засуха, приводящая к вымиранию населения в регионе, почти не затрагивает состояние строений. Но даже, сравнительно слабое землетрясение, произошедшее в 1 неподготовленном районе днем, может, даже без жертв, уничтожить все капитальные сооружения. Зависимость потерь от состояния готовности региона к прохождению ОЯП не относится к геофизической дизастологии. Этот вопрос является предметом изучения в науке о безопасности жизнедеятельности. Далее он больше не будет рассматриваться. Интенсивность катастрофы определяет степень разрушения тех свойств объектов, на которые действует поражающий фактор. Установление зависимости степени возможного разрушения от интенсивности ОЯП, безусловно, является одной из важнейших задач дизастологии. Об этой задаче будет сказано отдельно 2 3. ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФОН ОПАСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИРОДЫ В фундаментальной работе А.А. Григорьева и К.Я. Кондратье ва [3], посвященной природным катастрофам, перечислены важнейшие факторы экологического риска. Несколько видоизменяя формулировки, перечислим эти факторы) наличие опасных явлений природы) наличие опасных техногенных явлений) наличие материальных ценностей) наличие уязвимого населения) степень подготовленности населения) напряженная экологическая обстановка. Для геофизиков, прогнозирующих возникновение ОЯП, все факторы, кроме первого, образуют фон, на котором разыграется природная катастрофа. Второй фактор в этом перечне изучается в технике и относится к анализу надежности систем. Пятый фактор является предметом "Основ безопасности жизнедеятельности. Шестой составляет предмет прикладной экологии. Общим для них является то, что значения характеристик интенсивностей этих факторов может увеличить или уменьшить материальные потери. Однако само существование возможности потерь связано с третьими четвертым факторами. Именно они определяют потенциальную опасность природных катастроф в заданном районе. Именно их распределение поземному шару можно изучить, используя введенный в предыдущем разделе индекс потенциальных потерь IS. 3.1. Расчет географической составляющей индекса потенциальных потерь Формула, определяющая индекс потенциальных потерь в случае возникновения опасного явления природы, содержит слагаемое, значение которого в каждом конкретном районе не зависит от характера ОЯП и отражает исключительно демографические и экономические особенности этого района. С учетом всех принятых допущений это слагаемое, которое в дальнейшем будет называться географической составляющей индекса потенциальных потерь и обозначаться через ISg, можно рассчитать по формуле = lgfO copJl + Я/До]/1500}. (3.1) 23 Использовать эту формулу для расчетов можно для таких районов территориального деления земного шара, для которых можно найти необходимые статистические данные. Потребуются значения плотности населения (единица измерения 1000 чел./ЮОО км, коэффициент смертности (единица измерения ЛИ чел.год.), национальный продукт надушу населения (единица измерения дол./(чел. год)). Все эти данные доступны, хотя обычно относятся только к государствам в целом. Это не очень удобно для оценок природных явлений, так как площади территории государств резко различаются. Однако для получения предварительных оценок можно воспользоваться и такими данными. В Приложении приведена сводка необходимых для прикидочных расчетов данных, заимствованных из различных справочников, относящихся к периоду 1988-1998 гг. Для отработки техники расчета индекса рекомендуется пересчитать значения, приведенные в табл. 2. В ней помещены выписанные из Приложения данные для страну которых национальный продукт на 1 чел. в год В больше 20 ООО дола также результаты вычислений географической составляющей индекса по формуле (Таблица Значение географической составляющей индекса потенциальных потерь для стран с национальным продуктом надушу населения больше 20 000 дол. Страна Нац. продукт на чел. в год Смертность (ЛИ/тыс. чел.год) Плотность населения (1000 чел./ЮОО км2) Значение индекса[но формуле (3.1)1 Австралия 20445 7 2 -1,28 Канада 22 Норвегия Соединенные Штаты Америки Объединенные Арабские Эмираты 080 3 30 -0,48 Катар 20075 4 47 -0,29 Люксембург 24 339 9 146 0,7 Швейцария 20949 9 172 0,69 Лихтенштейн 21000 7 191 0,6 Япония 20 Гонконг Коэффициент корреляции между столбцом и индексом Приведенные в последней строке этой таблицы коэффициенты корреляции между всеми ее столбцами и последним позволяют сравнить роль различных факторов в формировании значения индекса потенциальных потерь. Она подчеркивает важность плотности распределения населения и заметную роль экономического фактора. Значения, помещенные в табл. 2, интересны еще и тем, что демонстрируют влияние важнейшего фактора, определяющего значение ISg. Видно, что весь диапазон значений географической составляющей индуцируется изменчивостью плотности населения. Отметим, что для городов-государств (Мальта, Гибралтар, Сингапур, Гонконг, Монако, где плотность населения на порядок выше, чем в самых густонаселенных больших государствах, значения ISg оказались почти на единицу больше. Поэтому они были исключены из дальнейшего анализа. Степень потенциальной опасности городов- государств и мегаполисов следует анализировать отдельно. Таблица Значения факторов, определяющих индекс потенциальных потерь, по разным группам Плотность Страны, при Варианты расчета 1 + В/В0 ВВП на 1 чел. в год Смерт ность населения тыс. чел 1000 км2) Значения индекса мерно одинаковые по ВВП и По всем случаям Минимум 1,005 141 1,8 Максимум_1,818_22500_47,3_66,9_-0,51_ОАЭ_Среднее_1,146_4025_9,9'>-3,48_Г_ренландия_Максимум_1,932_25641_47,3_889,5_0,97_Бельгия_Среднее_1.21'>0,026 -3,48 Г ренландия Максимум 1,932 25641 47,3 889,5 0,97 Бельгия Среднее 1.21 5767 9,6 114,1 -0,28 Эстония IS < -0,5 первая группа Минимум 1,013 355 3,5 0,026 -3,48 Гренландия Максимум 1,818 22500 47,3 66,9 -0,51 ОАЭ Среднее 1,146 4025 9,9 17.6 -1,01 Габон 0,03 > IS < -0,5 вторая группа Минимум 1,005 141 1,8 11,2 -0,5 Тунис Максимум 1,932 25641 19,3 326,7 0,02 Ирландия Среднее 1,169 4657 9,6 78,4 -0,22 Свазиленд IS > 0,03 третья группа Минимум 1,008 235 3,3 78,1 0,03 Нигерия Максимум 1,887 24390 24 889,5 0,97 Бельгия Среднее 1,324 8910 9,4 259,7 0,45 Ливан 25 Вклады различных компонент в значения ISg даны в табл. 3. Она получена путем предварительного разбиения всех стран, приведенных в Приложении 1, по значениям ISg натри группы, содержащие очень близкое число членов. В первую группу отнесены государства, для которых ISg оказался меньше -0 ,5 . В этих странах возможные потери в случае возникновения природных катастроф должны быть самыми малыми. Интересно, что в эту группу попала и страна с суровыми природными условиями (Гренландия, и страна сочень высоким показателем экономического развития (Австралия. Невозможно подобрать реальную страну с индексом потенциальных потерь, равным среднему по группе, и одновременно с остальными показателями, близкими к средним по группе. Поэтому в качестве представителя средней по ISg страны выбиралась тау которой ВНП надушу населения наиболее близок к среднему. Для первой группы это Габон. Вторая группа объединяет страны со средним значением ISg, близким к нулю. Следует помнить, что это значение показывает, что на территории 1000 км за год в стране с таким индексом потери за счет естественных процессов (смертности людей или износа техники) равносильны по величине потерям на "Титанике". Это не будет удивлять, если учесть, что 1000 км - это площадь большого города, на которой, скажем, в Бельгии проживает почти почел, что при смертности 10 ЛИ на 1000 чел. в год дает 9000 умерших. Ко второй группе относятся США (ISg = - 0,07) и Китай (ISg = = -0,05). Для стран, входящих в эту группу, данные о потерях от природных катастроф особенно важны с научной точки зрения, так как они в минимальной степени подвержены искажениям за счет демографических и экономических факторов. Таким образом, при оценке уровня потерь от природных катастроф изучению данных США и КНР следует отдавать предпочтение. Однако наиболее близкими к средним условиям по ВНП надушу населения в этой группе оказываются такие страны, как Алжир и Свазиленд. Наибольшие значения ISg приходятся на страны третьей группы. Интересно, что в эту группу наряду с Бангладеш, Индией и Пакистаном, вошли Япония и страны Западной Европы. Объединение водной группе стран с такими различными экономическими характеристиками, с одной стороны, показывает, что важнейшим фактором опасности природных катастроф является высокая концентрация населения в районе ОЯП. С другой стороны, понятно, что бедствия, которые почти ежегодно посещают Бангладеш, могли бы в Западной Европе привести к еще более масштабным потерям. Так что население этого региона может оказаться очень чувствительным к изменению риска ОЯП. Этому препятствует хорошо налаженная служба прогноза и организованность населения. Но и для Бангладеш можно сделать полезные выводы. При катастрофах в Западной Европе почти не бывает людских потерь. Это значит, что потери людей могут быть резко сокращены, если правительства стран анализируемой группы будут жестко ориентированы на меры увеличения безопасности жизнедеятельности людей. Вероятно, в этом направлении следовало бы сконцентрировать деятельность, проводимую ООН в порядке гуманитарной помощи. Учет экономико-демограф ических особенностей района при оценке потерь Приведенные в приложении результаты расчетов индекса потенциальных потерь удобно анализировать, если их изобразить на политической карге Мира, применив закраску к соответствии со значением JSg. Такая карта приведена на рис. Рис. 2. Карта значений географической части индекса потенциальных потерь по результатам расчета, приведенным в Приложении Карта позволяет с новых позиций рассмотреть вопрос о величинах потерь, которые связаны с опасными природными явлениями. В соответствии с формулой (2.8), для получения правильного представления о величине материальных потерь, связанных с природной катастрофой, необходимо из значения индекса, рассчитанного по фактическим потерям (IS), вычесть значение географической составляющей (ISg). В результате получаются значения индекса потенциальных потерь (ISc), свободные от экономико демографических влияний и отражающие в основном роль ОЯП. Можно также считать, что при выполнении вычитания значение индекса приводится к базовым экономико-демографическим условиям. Как уже указано, такие условия сложились в КНР и США. Поскольку при вычитании отрицательные значения географической части будут увеличивать значение (ISc), то может оказаться, что некоторые природные катастрофы в странах первой группы были даже мощней, чем в странах третьей группы. Продемонстрируем это с помощью введения поправок на ISg в табл. 1 крупнейших природных катастроф. Эта табл. 1 после исключения ряда столбцов и введения столбцов для ISg и ISc приведена в табл. 4. Кроме значений индексов, в таблице даны фактические потери, чтобы можно было убедиться, что ранжирование по IS (оно приведено в табл. 1) полностью совпадает с ранжированием по величине потерь В табл. 4 ранжирование проведено по значениям "очищенного" индекса ISc. Результат сравнения рангов оказывается очень поучительным. На первых местах по величине потерь оказываются теперь не наводнения, а землетрясения. Территории, подвергшиеся наибольшим природным катастрофам, оказываются странами первой и второй групп по ISg (КНР, США. Канада, Алжир, Мексика, Украина, Армения. Опасные явления природы в Бангладеш и Японии, нанесшие огромные людские и материальные потери, с учетом высочайшей плотности населения в этих странах не могут считаться чрезмерно интенсивными. Потери в этом случае являются следствием экономических и демографических особенностей страна не интенсивностью опасных явлений природы ПО AS 1 |