Бури, ураганы, циклоны, смерчи

Крайне опасными стихийными бедствиями из группы метеорологических явлений природного происхождения являются бури (штормы), ураганы (тайфуны), смерчи (торнадо), циклоны, которые представляют собой чрезвычайно быстрое и сильное, нередко катастрофическое движение воздуха, вызывающее разрушение зданий, а также гибель людей и животных.

Для классификации ветра по интенсивности пользуются шкалой Бофорта (табл. 14).

Таблица № 14

Продолжение таблицы № 14

Рассмотрим метеорологические явления.

Различают циклоны внетропические и тропические, последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже.

Циклоны развиваются обычно на границе теплого и холодного фронта тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта. Неустойчивые фронтальные волны растут и превращаются в циклонические вихри. Вследствие вихревого движения воздуха в область циклона втягиваются различные по температуре воздушные массы из разных широт Земли. В составе главного фронта обычно развивается серия (семейство) циклонов, состоящая из нескольких циклонов, перемещающихся один за другим. Одновременно с образованием циклонов между ними возникают промежуточные антициклоны с высоким давлением в центре. В циклоне воздух движется по изобарам (линиям равного давления неправильной, чаще овальной формы) У земной поверхности к вращательному движению воздуха присоединяется течение воздуха вовнутрь циклона (линии тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру).

Минимальное атмосферное давление в циклоне приходится на центральную область (960 - 920 мбар (1 бар = 105 н/м²) при среднем давлении на уровне моря около 1012 мбар), к периферии оно растет.

Замкнутые изобары ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен километров до 2—3 тысяч км. Скорость ветра в циклоне выше, чем в смежных областях атмосферы; иногда она достигает 20 м/сек и более (шторм) и выше 32 м/сек (ураган).

В связи с восходящими потоками воздуха, особенно вблизи атмосферных фронтов, в циклоне преобладает облачная погода. Основная часть атмосферных осадков во внетропических широтах выпадает именно в циклонах.

Циклоны перемещаются в атмосфере, чаще, с запада на восток, противоположные перемещения редки. Средние скорости перемещения циклона порядка 30—45 км/ч, но встречаются циклоны, которые движутся быстрее (до 100 км/ч). Перемещение циклона через какой-либо район вызывает резкие и значительные местные (локальные) изменения не только атмосферного давления и ветра, но также температуры и влажности воздуха, облачности и осадков.

В каждом полушарии одномоментно можно обнаружить несколько главных фронтов и связанных с ними серий циклонов. Общее число циклонов за год составляет много сотен над каждым полушарием.

Циклон тропический -атмосферный вихрь в тропических широтах с пониженным атмосферным давлением в центре.

Тропический циклон отличается от внетропических циклонов происхождением, особенностями структуры и эволюции. Размеры тропического циклона меньше, порядка 100—300 км в поперечнике, а давление в центре ниже 950 – 900 мбар. Поэтому барические градиенты в тропическом циклоне очень велики, а соответственно и ветер достигает силы шторма и урагана.

Тропические циклоны делятся на тропические штормы и тропические ураганы. Ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, южного полушария — по часовой стрелке, втекая в нижних слоях внутрь тропического циклона. Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами. От мощных облаков свободна только небольшая (радиусом в 20 - 50 км) внутренняя часть циклона — глаз бури.

Тропические циклоны развиваются над перегретыми океаническими площадями. Среднее годовое число их над земным шаром около 80. Основной источник энергии тропического циклона — выделение огромных количеств скрытой теплоты при конденсации водяного пара в восходящем воздухе.

Тропические циклоны движутся с небольшими скоростями (10—20 км/ч) с востока на запад (в общем направлении переноса воздуха в тропиках), отклоняясь к высоким широтам. Попадая на сушу, они быстро затухают. Часть тропических циклонов выходит за пределы тропиков, поворачивая при этом к востоку; свойства их в дальнейшем приближаются к свойствам внетропических циклонов. Продолжительность существования отдельного тропического циклона от нескольких суток до 2—3 недель. Большие скорости ветра (иногда до 70 м/сек, а отдельные порывы— до 100 м/сек) и огромные количества осадков (до 1000 мм/сут и более) приводят к бурному волнению на море и к катастрофическим опустошениям на суше. Наводнения при прохождении тропических циклонов вызываются не только осадками, но и нагоном морской воды на низменные берега.

Районы преобладающего возникновения тропических циклонов в северном полушарии: Тихий океан к востоку от Филиппин и Южно-Китайское море (здесь их называют тайфунами), Тихий океан к западу от Калифорнии и Мексики, Атлантический океан к востоку от Больших Антильских островов, Бенгальский залив и Аравийское море; в южном полушарии — Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи, Индийский океан к востоку от Мадагаскара и к северо-западу от Австралии.

Бури и ураганы возникают при прохождении циклонов и представляют собой движение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью.

Интенсивный ураган почти правильно округлый по форме, достигает иногда 800 километров в поперечнике. Внутри трубы сверхтеплого тропического воздуха находится так называемый «глаз» - пространство чистого голубого неба диаметром примерно 30 километров. Его окружает «стена глаза» - наиболее опасное место. Именно здесь завихряющийся внутрь, пропитанный влагой воздух устремляется вверх. Поднявшись на километры над уровнем моря, энергия выбрасывается к периферийным слоям. Облака тянутся вокруг этой стены в форме спирали параллельно направлению ветра, придавая, таким образом, урагану характерную форму и меняя проливной дождь в центре урагана на тропический ливень по краям.

В России наиболее вероятным регионом возникновения ураганов является тихоокеанское побережье. Вместе с тем ураганные ветры и сильные ливневые дожди нередко отмечаются в прибрежных районах арктических морей, морей Дальнего Востока, Черного моря, а также на территории районов Поволжья и республик Северного Кавказа.

Современные методы прогноза погоды позволяют за несколько часов и даже суток предупредить население города или целого прибрежного района о надвигающемся урагане.

Наиболее надежной защитой населения от ураганов является использование защитных сооружений (метро, убежищ, подземных переходов, подвалов зданий и т. п.). При этом в прибрежных районах необходимо учитывать возможное затопление низменных участков и выбирать защитные укрытия на возвышенных участках местности.

Буря может наблюдаться: при прохождении тропического или внетропического циклона; при прохождении смерча (тромба, торнадо); при местной или фронтальной грозе. Скорость ветра у земной поверхности 20 - 30 м/сек. В метеорологической литературе также применяется термин шторм. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20 - 100 м/сек и более называются шквалами.

По своему виду бури делятся на: пыльные (песчаные), беспыльные, снежные, шквальные.

v Пыльные (песчаные) бури сопровождаются переносом большого количества частиц почвы и песка. Они возникают в пустынях, полупустынных и распаханных степях и способны перенести миллионы тонн пыли на сотни километров и засыпать территории площадью в несколько тысяч километров.

v Беспыльные бури характеризуются отсутствием вовлечения пыли в поток воздуха и сравнительно меньшими масштабами разрушений и ущерба.

v Снежные бури возникают зимой и перемещают по воздуху огромные массы снега. Продолжительность их от нескольких часов до нескольких суток. Имеют сравнительно узкую полосу действия. Чаще бывают в Сибири.

v Шквальные бури характеризуются почти внезапным началом и таким же быстрым окончанием, незначительной продолжительностью действия и огромной разрушительной силой.

Смерчи (тромбы в Западной Европе, торнадо - в США) бывают связаны с медленно перемещающимися циклонами (со скоростью поступательного смещения ниже 30 км/ч) и возникают на окраинных частях последних. В других случаях они от циклонов не зависят. В пустынях США существуют два вида вихревых ветров - классические торнадо и так называемые «пустынные дьяволы». Торнадо связаны с грозовыми облаками, тогда как перевернутые воронки «пустынных дьяволов» не имеют связи с облачными образованиями.

Высота смерчей может достигать 800—1500 м. Воздух в нем вращается обычно против часовой стрелки, причем одновременно он поднимается по спирали вверх. В этом вихре скорость ветра может достигать величины – 200 м/с и более. В связи с тем, что внутри вихря давление воздуха уменьшается, в нем происходит конденсация водяного пара, что вместе со втянутой пылью или водой делает смерч видимым. Диаметр смерча над морем измеряется десятками метров, над сушей — сотнями метров. Скорость поступательного перемещения смерча составляет до 40 км/ч, а его трасса абсолютно незакономерна и непредсказуема. Различна и длинна пути смерчей: одни из них исчезают, не пройдя 1 км, траектория других может достигать сотен километров.

Смерч сопровождается грозой, дождем, градом и, если достигает поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, всасывая в себя воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимая их высоко вверх и перенося на значительные расстояния.

Сильные смерчи оставляют за собой полосу опустошенной земли. С домов срываются крыши, деревья вырываются с корнем из земли, в воздух поднимает людей и автомобили. Когда путь смерча пролегает по густо населенной местности, количество жертв достигает значительной величины. Так, 11.04.1965 года над территорией Среднего Запада США возникло 37 торнадо, которые обусловили гибель 270 человек. Торнадо наиболее часто отмечаются в Соединенных Штатах Америки. Они нередки в Индии, Японии, Аргентине, Австралии. Опасные вихри образуются иногда в бассейне реки Дона, в кубанских степях. Например, над Ростовом-на-Дону 24.08.1953 года прошел смерч со скоростью ветра 60-80 м/с.

Защита от смерчей (торнадо) проблематична. Они возникают неожиданно. Определить их траекторию невозможно. Помочь может передача предупреждений по телефону от города к городу. Наилучшей защитой от торнадо является укрытие, подвал или прочное здание.

В структуре травм при прохождении смерча по густо населенной местности (г. Иваново 1984 г.) 51,6% составили повреждения вызванные воздушной волной и в результате падения при переносе человека воздушным потоком; 48,4% - травмы полученные при воздействии вторичных ранящих снарядов (осколки различных предметов). Отмечается преобладание травм головы и конечностей. Тяжелые и средней степени тяжести травмы зафиксированы у 79% госпитализированных, травматический и геморрагический шок диагностирован у 29% раненых, поступивших в стационары. Раневые поверхности у большинства пострадавших были загрязнены частицами земли, опилками, кусками одежды и т.п.

К особенностям медико-санитарной обстановки при метеорологических ЧС относятся: большое количество травм; возможность оказания медицинской помощи только после завершения стихийного бедствия; высокая вероятность переохлаждений, утоплений, возникновения инфекционных заболеваний; значительное затруднение процесса розыска и эвакуации пострадавших из зоны ЧС в виду разрушений зданий, дорог; значительная площадь зоны стихийного бедствия; необходимость привлечения сил и средств для проведения аварийно-спасательных работ из-за пределов ЧС (из отдаленных районов), развертывания первого этапа медицинской эвакуации в полевых условиях; необходимость проведения хотя бы частичной эвакуации населения и размещения его во временных эвакопунктах.