Опасные атмосферные явления. виды. Опасные атмосферные явления (признаки приближения, поражающие факторы, предупреждающие мероприятия и меры защиты) Визитная карточка опасного явления атмосферы на выбор

Урок №18. Тема: Опасные явления в атмосфере. Цели урока : изучение природных стихийных явлений происходящих в атмосфере; развитие умения анализировать, делать выводы, умения работать в группах; воспитание активности, самостоятельности.

Задачи. Расширить представления учащихся об опасных стихийных явлениях, происходящих в атмосфере. Рассмотреть вопрос о причинах данных явлений. Познакомить учащихся с методами борьбы с опасными явлениями в атмосфере. Выработать правила поведения во время стихий атмосферы.

Оборудование. Физическая карта Воронежской области, атласы Воронежской области, рабочие тетради, фотографии стихийных явлений.

Ход урока .

I . Организационный момент .

II . Повторение. Проверка домашнего задания .

а) На доске термины для повторения в группах: атмосфера, амплитуда, атмосферное давление, ветер, погода, климат, прибор для измерения давления, ветра, как вычислить среднюю температуру.

б) Индивидуальный опрос (по карточкам).

Карточка№1.

1) Вычислить амплитуду температуры за октябрь (по календарю)

2) Построить график температуры за сутки:

1ч- -1гр; 6ч- -4гр; 12ч- +3гр; 19ч- 0гр.

Карточка№2.

1) Вычислить амплитуду температуры за январь (по календарю погоды учащегося).

2) Построить график температур за вторую неделю октября (по календарю погоды учащегося).

III . Изучение нового материала.

Вспомните, с какими опасными природными явлениями мы с вами уже познакомились при изучении литосферы и гидросферы (Землетрясения, вулканы, наводнения ).

А сегодня мы с вами познакомимся с опасными явлениями в атмосфере. Земная атмосфера вечно влияет на жизнь и деятельность людей. Мы во многом зависим от её состава и состояния приземного слоя-погоды, от процессов и явлений, которые её сопровождают. Некоторые из них человек использует с пользой для себя как климатические ресурсы. Однако немало среди них и таких, что могут нанести значительный ущерб. Приведите примеры, соответствующие схеме:

А теперь скажите, какие вы знаете опасные явления в атмосфере? (Засуха, суховеи , пыльные бури, сильные морозы, град, гололёд, туман )

Как мы построим свою работу? Перед вами на столах лежат таблицы, которые надо заполнить, когда будете слушать сообщения своих товарищей. Заполняете только первые две колонки, по третьей колонке я хочу услышать от вас, какие методы борьбы вы предложите, а затем заполним и её.

Вид явления	Особенности проявления	Методы борьбы с опасными атмосферными явлениями
Засуха	Длительная сухая погода с высокой температурой воздуха и отсутствием осадков	Орошение полей, накопление влаги в почве путём снегозадержания, создание прудов, выведение засухоустойчивых сортов
Пыльная буря Суховеи	Сильный продолжительный ветер выдувающий верхний слой почвы.	Полезащитные лесные полосы, безотвальная вспашка почвы
Заморозки	Понижение температуры воздуха ниже нуля градусов поздней весной и ранней осенью.	Дымление путем сжигания горючих материалов и создание паротуманных завес.
Град	Вид ливневых осадков в виде частиц льда преимущественно округлой формы.	Создана специальная противоградовая служба
Гололёд	Корка льда, возникающая на поверхности земли при температуре воздуха ниже нуля. Из капель дождя или тумана. Образуется весной или осенью, может и зимой.	На полях разрушают корку льда техникой, дороги посыпают специальной смесью.
Гроза	Между облаками и земной поверхностью возникают электрические разряды- молнии, сопровождающиеся громом.	Используются громоотводы- металлические стержни.

Мы прослушали сообщения ваших товарищей. Теперь поговорим о мерах борьбы с ними. Ребята высказывают свои мысли о борьбе с этими явлениями и заполняют третью колонку таблицы.

Вывод: Опасные природные явления создают угрозу для жизни человека, сельского хозяйства, эксплуатации ЛЭП, промышленных, гражданских сооружений, телефонной сети. Только в 2010 году ущерб от засух, заморозков, градобития, шквалистых ветров составил по Воронежской области около 400 млн. рублей.

У нас осталась с вами ещё одна нерешённая задача – это выработка правил поведения во время стихийных бедствий в атмосфере.

1. Град: а) Если град застал вас на улице, то постарайтесь выбрать укрытие. В противном случае защитите голову от ударов градин;

б) Не пытайтесь найти укрытие под деревьями, т.к. велик риск не только попадания в них молний;

2. Гололёд : Подготовьте малоскользящую обувь, прикрепите на каблуки металлические набойки или поролон, а на сухую подошву наклейте лейкопластырь или изоляционную ленту, можете натереть подошвы песком (наждачной бумагой). Передвигайтесь осторожно, не торопясь, наступая на всю подошву.

3. Жара : а) Носите светлую воздухонепроницаемую одежду (желательно из хлопка) с головным убором;

б) При тепловом поражении немедленно перейдите в тень, на ветер или примите душ, медленно выпейте много воды. Постарайтесь охладить свое тело, чтобы избежать теплового удара;

4. Гроза . Если вы находитесь в помещении, то следует держаться подальше от окон, электроприборов, а также труб и другой металлической сантехники. Не касайтесь металлических сооружений, проволочных заборов или металлической проволоки для сушки белья. Не приближайтесь к ним. Не держите в руках длинные металлические предметы, например удочки, зонты или клюшки для гольфа. Не звоните по телефону. Перед грозой отключите внешние антенны и выключите из розетки радиоприёмники и телевизоры. Отсоедините модемы и источники питания. Держитесь в стороне от Электроприборов.

IV . Закрепление

Географический диктант

1. Понижение температуры воздуха ниже нуля градусов весной и осенью (заморозок ).

2. Осадки в виде частиц льда (град ).

3. Корка льда, образующаяся при замерзании капель дождя или тумана весной или осенью (гололёд.)

4. Скопление водяных капель в нижнем слое тропосферы (туман).

5. Жаркий, сухой, сильный ветер, длящийся несколько дней (суховей).

6. Длительный период длящаяся сухая погода с высокой температурой воздуха (засуха).

V . Задание на дом. Учить записи в тетради.

Оставьте свой комментарий, спасибо!

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В. Куйбышева)

Институт экономики и управления

по дисциплине: БЖД

на тему: Атмосферные опасности

Выполнил:

Студент группы У-2612

Владивосток 2005

1. Явления, происходящие в атмосфере

Газовая среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею, называется атмосферой.

Состав ее у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ, водород, гелий, неон и др. газы. В нижних 20 км содержится водяной пар (3% в тропиках, 2 х 10-5% в Антарктиде). На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет живые организмы на Земле от вредного коротковолнового излучения. Выше 100 км молекулы газов разлагаются на атомы и ионы, образуя ионосферу.

В зависимости от распределения температуры атмосферу подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.

Неравномерность нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли. Сила ветра у земной поверхности оценивается по шкале Бофорта.

Атмосферное давление распределяется неравномерно, что приводит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому. Это движение называется ветром. Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре называется циклоном.

Циклон в поперечнике достигает нескольких тысяч километров. В Северном полушарии ветры в циклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном - по часовой. Погода при циклоне преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон - это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Поперечник антициклона составляет несколько тысяч километров. Антициклон характеризуется системой ветров, дующих по часовой стрелке в Северном полушарии и против - в Южном, малооблачной и сухой погодой и слабыми ветрами.

В атмосфере имеют место следующие электрические явления: ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы, электрические заряды облаков, токи и разряды.

В результате естественных процессов, происходящих в атмосфере, на Земле наблюдаются явления, которые представляют непосредственную опасность или затрудняют функционирование систем человека. К таким атмосферным опасностям относятся туманы, гололёд, молнии, ураганы, бури, смерчи, град, метели, торнадо, ливни и др.

Гололёд - слой плотного льда, образующийся на поверхности земли и на предметах (проводах, конструкциях) при замерзании на них переохлажденных капель тумана или дождя.

Обычно гололёд наблюдается при температурах воздуха от 0 до -3°С, но иногда и более низких. Корка намерзшего льда может достигать толщины нескольких сантиметров. Под действием веса льда могут разрушаться конструкции, обламываться сучья. Гололёд повышает опасность для движения транспорта и людей.

Туман - скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы (иногда до высоты в несколько сотен метров), понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее.

В очень плотных туманах видимость может понижаться до нескольких метров. Туманы образуются в результате конденсации или сублимации водяного пара на аэрозольных (жидких или твердых) частицах, содержащихся в воздухе (т. н. ядрах конденсации). Большинство капель тумана имеет радиус 5-15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной температуре. Количество капель в 1 см3 воздуха колеблется от 50-100 в слабых туманах и до 500-600 в плотных. Туманы по их физическому генезису подразделяются на туманы охлаждения и туманы испарения.

По синоптическим условиям образования различают туманы внутримассовые, формирующиеся в однородных воздушных массах, и туманы фронтальные, появление которых связано с фронтами атмосферными. Преобладают туманы внутримассовые.

В большинстве случаев это туманы охлаждения, причем их делят на радиационные и адвективные. Радиационные туманы образуются над сушей при понижении температуры вследствие радиационного охлаждения земной поверхности, а от нее и воздуха. Наиболее часто они образуются в антициклонах. Адвективные туманы образуются вследствие охлаждения теплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Адвективные туманы развиваются как над сушей, так и над морем, чаще всего в теплых секторах циклонов. Адвективные туманы устойчивее, чем радиационные.

Фронтальные туманы образуются вблизи атмосферных фронтов и перемещаются вместе с ними. Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспорта. Прогноз туманов имеет важное значение в безопасности.

Град - вид атмосферных осадков, состоящих из сферических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Плотность градин 0,5-0,9 г/см3. В 1 мин на 1 м2 падает 500-1000 градин. Продолжительность выпадения града обычно 5-10 мин, очень редко- до 1 ч.

Разработаны радиологические методы определения градоносности и градоопасности облаков и созданы оперативные службы борьбы с градом. Борьба с градом основана на принципе введения с помощью ракет или. снарядов в облако реагента (обычно йодистого свинца или йодистого серебра), способствующего замораживанию переохлажденных капель. В результате появляется огромное количество искусственных центров кристаллизации. Поэтому градины получаются меньших размеров и они успевают растаять еще до падения на землю.

2. Молнии

Молния - это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом.

Гром - звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии.

Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. В раскрытие природы молнии внесли вклад американский физик Б. Франклин (1706-1790), русские ученые М. В. Ломоносов (1711-1765) и Г. Рихман(1711-1753), погибший от удара молнии при исследованиях атмосферного электричества.

Молнии делятся на внутриоблачные, т. е. проходящие в самих грозовых облаках, и наземные, т. е. ударяющие в землю. Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий.

На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, соединяясь, дают начало яркому термоионизированному каналу с высокой проводимостью - ступенчатому лидеру. Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью 5 х 107 м/с, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает. В последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров, яркое свечение при этом охватывает все пройденные ступени. Затем снова следует остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2 х 105 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. На этом явлении основано создание молниеотвода. В заключительной стадии по ионизированному лидером каналу следует обратный, или главный разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, сильной яркостью и большой скоростью продвижения 1О7..1О8 м/с. Температура канала при главном разряде может превышать 25000°С, длина канала молнии 1-10 км, диаметр - несколько сантиметров. Такие молнии называются затяжными. Они наиболее часто бывают причиной пожаров. Обычно молния состоит из нескольких повторных разрядов, общая длительность которых может превышать 1с. Внутриоблачные молнии включают в себя только лидерные стадии, их длина от 1 до 150 км. Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы. Эти обстоятельства учитываются при устройстве молниеотвода. В отличие от опасных молний, называемых линейными, существуют шаровые молнии, которые нередко образуются вслед за ударом линейной молнии. Молнии, как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызванными её термическими и электродинамическими воздействиями. Наибольшие разрушения вызывают удары молний в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которых создается очень высокая температура, и часть материала испаряется со взрывом и последующим воспламенением. Наряду с этим возможно возникновение больших разностей потенциалов между отдельными предметами внутри строения, что может быть причиной поражения людей электрическим током. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные линии связи с деревянными опорами, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры (телефон, выключатели) на землю и другие предметы, что может привести к пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары молнии в высоковольтные линии электропроводов могут быть причиной коротких замыканий. Опасно попадание молнии в самолёты. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящиеся вблизи него люди.

3. Защита от молний

Разряды атмосферного электричества способны вызвать взрывы, пожары и разрушения зданий и сооружений, что привело к необходимости разработки специальной системы молниезащиты.

Газовая среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею, называетсяатмосферой.

Состав ее у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ, водород, гелий, неон и др. газы. В нижних 20 км содержится водяной пар. На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет живые организмы на Земле от вредного коротковолнового излучения. Выше 100 км молекулы газов разлагаются на атомы и ионы, образуя ионосферу. В зависимости от распределения температуры атмосферу подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.

Атмосферное давление распределяется неравномерно, что приводит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому. Это движение называется ветром. По определению специалистов циклон - это замкнутая область атмосферного возмущения с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре называетсяциклоном. Циклон в поперечнике достигает нескольких тысяч километров. В Северном полушарии ветры в циклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном - по часовой. Погода при циклоне преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон - это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Поперечник антициклона составляет несколько тысяч километров. Антициклон характеризуется системой ветров, дующих по часовой стрелке в Северном полушарии и против - в Южном, малооблачной и сухой погодой и слабыми ветрами.

Разрушительное действие циклонов определяется дождевыми осадками (снегом) и скоростным напором ветра. Согласно строительным нормам, максимальное нормативное значение ветрового давления для территории России составляет 0,85 кПа, что при нормальной плотности воздуха 1,22 кг/м 3 соответствует скорости ветра 37,3 м/с. Однако, как показывает практика, далеко не все сооружения выдерживают ветер даже меньшей силы. Велика также разрушительная сила ударов от предметов, уносимых сильными ветрами.

Зимой при прохождении циклонов возникают метели. В соответствии с силой ветра метели делят на пять категорий: слабые, обычные, сильные, очень сильные и сверхсильные. В зависимости от того, как снег переносится ветром, различают несколько видов метели: верховая, низовая и общая метели.

Для людей большую опасность представляют сильные метели в тот момент, когда они находятся вне населенных пунктов на открытой местности.

Воздействие ветра небезопасно, поэтому его приходится учитывать в повседневной жизни. Так, на Камчатке при скорости ветра 30 м/с и более, по распоряжению местных органов, прекращают работу школьные учреждения, детские сады и ясли, а при ветре более 35 м/с не выходят на работу женщины. При проектировании сооружений предусматривают, чтобы они могли противостоять самым сильным ветрам. Для территории России максимальное значение скорости ветра при проектировании зданий и сооружений принято 37,3 м/с или 134 км/ч, что соответствует силе ветра в 12 баллов.

В атмосфере имеют место следующие электрические явления: ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы, электрические заряды облаков, токи и разряды.

В результате естественных процессов, происходящих в атмосфере, на Земле наблюдаются явления, которые представляют непосредственную опасность или затрудняют функционирование систем человека. К таким атмосферным опасностям относятся туманы, гололед, молнии, ураганы, бури, смерчи, град, метели, торнадо, ливни и др.

Гололед - слой плотного льда, образующийся на поверхности земли и на предметах (проводах, конструкциях) при замерзании на них переохлажденных капель тумана или дождя. Обычно гололед наблюдается при температурах воздуха от 0 до -3°С, но иногда и более низких. Корка намерзшего льда может достигать толщины нескольких сантиметров. Под действием веса льда могут разрушаться конструкции, обламываться сучья. Гололед повышает опасность для движения транспорта и людей.

Туман - скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы (иногда до высоты в несколько сотен метров), понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее. В очень плотных туманах видимость может понижаться до нескольких метров. Туманы образуются в результате конденсации или сублимации водяного пара на аэрозольных (жидких или твердых) частицах, содержащихся в воздухе (т. н. ядрах конденсации). Туман из водяных капель наблюдается главным образом при температурах воздуха выше -20°С. При температуре ниже -20°С преобладают ледяные туманы. Большинство капель тумана имеет радиус 5-15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной температуре. Количество капель в 1 см 3 воздуха колеблется от 50-100 в слабых туманах и до 500-600 в плотных. Туманы по их физическому генезису подразделяются на туманы охлаждения и туманы испарения.

Грозы. Они являются довольно распространенным и опасным атмосферным явлением. На всей Земле ежегодно проходит порядка 16 млн. гроз и каждую секунду сверкает около 100 молний. Разряд молнии чрезвычайно опасен. Он может вызвать разрушения, пожары и гибель людей.

Установлено, что средняя продолжительность одного грозового цикла составляет примерно 30 мин, а электрический заряд каждой вспышки молнии соответствует 20...30 Кл (иногда до 80 Кл). На равнинной местности грозовой процесс включает образование молний, направленных от облаков к земле. Заряд движется вниз ступеньками длиной по 50... 100 м, пока не достигнет земли. Когда до земной поверхности остается примерно 100 м, молния «нацеливается» на какой-либо возвышающийся предмет.

Своеобразным электрическим явлением является шаровая молния. Она имеет форму светящегося шара диаметром 20...30 см, движущегося по неправильной траектории и исчезающего беззвучно или со взрывом. Шаровая молния существует несколько секунд, но может вызвать разрушения и человеческие жертвы. В Подмосковье, например, ежегодно из-за грозовых разрядов в летний период происходит около 50 пожаров.

Существует два вида воздействия молнии на объекты: воздействие прямого удара молнии и воздействие вторичных проявлений молнии. Прямой удар сопровождается выделением большого количества теплоты и вызывает разрушение объектов и воспламенение паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), различных сгораемых материалов, а также сгораемых конструкций зданий и сооружений.

Под вторичным проявлением молнии подразумеваются явления, которые сопровождаются проявлением разности потенциалов на металлических конструкциях, трубах и проводах внутри зданий, не подвергшихся прямому удару молний. Высокие потенциалы, наведенные молнией, создают опасность искрения между конструкциями и оборудованием. При наличии взрывоопасной концентрации паров, газов или пыли сгораемых веществ это приводит к воспламенению или взрыву.

Гром - звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии.

Молния - это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом.

Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. В раскрытие природы молнии внесли вклад американский физик Б. Франклин (1706-1790), русские ученые М. В. Ломоносов (1711-1765) и Г. Рихман (1711-1753), погибший от удара молнии при исследованиях атмосферного электричества.

В заключительной стадии по ионизированному лидером каналу следует обратный, или главный разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, сильной яркостью и большой скоростью продвижения. Температура канала при главном разряде может превышать 25 000 0 С, длина канала молнии 1-10 км, диаметр - несколько сантиметров. Такие молнии называются затяжными. Они наиболее часто бывают причиной пожаров. Обычно молния состоит из нескольких повторных разрядов, общая длительность которых может превышать 1 с.

Внутриоблачные молнии включают в себя только лидерные стадии, их длина от 1 до 150 км. Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы. Эти обстоятельства учитываются при устройстве молниеотвода.

Молнии, как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызванными ее термическими и электродинамическими воздействиями. Наибольшие разрушения вызывают удары молний в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которых создается очень высокая температура, и часть материала испаряется со взрывом и последующим воспламенением. Наряду с этим возможно возникновение больших разностей потенциалов между отдельными предметами внутри строения, что может быть причиной поражения людей электрическим током. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные линии связи с деревянными опорами, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры (телефон, выключатели) на землю и другие предметы, что может привести к пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары молнии в высоковольтные линии электропроводов могут быть причиной коротких замыканий. Опасно попадание молнии в самолеты. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящиеся вблизи него люди.

Конец века и начало века были сопряжены с увеличением числа гидрометеорологических проявлений природных катастроф на жизнедеятельность людей, что во многом связано с зарегистрированным потеплением на нашей планете. Число экстремальных явления выпадения интенсивных осадков, наводнений, засух и пожаров возросло за последние 50 лет на 2-4 %.В частоте и интенсивности тропических штормов доминируют междесятилетние-многодесятилетние колебания, особенно, в тропической зоне Северной Атлантики и западной части Северо-Тихоокеанского региона. Почти повсеместно уменьшаются площади горных ледников и массы льда, уменьшение площади и толщины морского льда в Арктике в весенний и летний периоды согласуется с повсеместным повышением приземной температуры. Увеличение концентрации парниковых газов, природных и антропогенных аэрозолей, количества облаков и осадков, усиление роли проявлений Эль-Ниньо обуславливают изменение глобального распределения энергии системы «Земля-атмосфера».Теплосодержание мирового океана увеличилось и повышается средний уровень моря со скоростью порядка 1-3 мм/год. Жертвами гидрометеорологических катастроф ежегодно становятся десятки тысяч людей, а материальный ущерб достигает десятков тысяч долларов

Вода играет огромное значение для жизни на Земле. Ее нельзя ничем заменить. Она нужна всем и всегда. Но вода может быть и причиной больших бед. Из них особое место занимают наводнения. По данным ООН за последние 10 лет во всем мире от наводнений пострадало 150 млн. человек. Статистика свидетельствует: по площади распространения, суммарному среднему годовому ущербу и повторяемости в масштабах нашей страны наводнения занимают первое место в ряду других стихийных бедствий. Что же касается человеческих жертв и удельного материального ущерба, то - есть ущерба, приходящегося на единицу пораженной площади, то в этом отношении наводнения занимают второе место после землетрясений.

Наводнение - это значительное затопление местности, вызванное подъемом уровня воды в реке, озере, прибрежном районе моря. По причинам, вызывающим подъем уровня воды, различают следующие виды наводнений: половодье, паводок, подпорное, наводнение прорыва, нагонное, при действии подводного источника большой энергии.

Половодье и паводок связаны с прохождением большого для конкретной реки расхода воды.

Половодьем называют ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное существенное увеличение водоносности реки. Причина половодья - возрастающий приток воды в речное русло, вызванный весенним таяньем снега на равнинах, таяньем снега и ледников в горах летом, продолжительными муссоновыми дождями. Уровень воды на малых и средних равнинных реках во время весеннего половодья поднимается на 2-5 метров, на крупных, например, на сибирских- на 10-20 метров. При этом реки могут разливаться в ширину до 10-30 км. и более. Наибольший из известных подъемов уровня воды до 60 метров наблюдался в 1876г. в Китае на реке Янцзы в районе Игана. На малых равнинных реках весеннее половодье длится 15-20 дней, на крупных - до 2-3 месяцев.

Паводок - это сравнительно кратковременный (1-2 суток) подъем воды в реке, вызванный обильными ливневыми дождями или бурным таянием снежного покрова. Паводки могут повторяться по несколько раз в году. Иногда они проходят один за другим, волнами, в зависимости от количества сильных ливневых дождей.

Подпорное наводнение возникает в результате увеличения сопротивления стоку воды при заторах и зажорах льда в начале или конце зимы, при заторах на лесосплавных реках, при частичном или полном перекрытии русла вследствие обвалов при землетрясениях, оползнях.

Нагонные наводнения создаются ветровыми нагонами воды в заливах и бухтах на морском побережье и берегах крупных озер. Могут возникать в устьях крупных рек вследствие подпора стока нагонной ветровой волной. В нашей стране нагонные наводнения наблюдаются на Каспийском и Азовском морях, а также в устьях рек Невы, Западной Двины и Северной Двины. Так в городе Санкт - Петербурге такие наводнения происходят почти ежегодно, особо крупные были в 1824г. и в 1924г.

Наводнение прорыва относится к числу наиболее опасных. Оно возникает при разрушении или повреждении гидротехнических сооружений (плотин, дамб) и образовании волны прорыва. Разрушение или повреждение сооружения возможны из-за некачественного строительства, в результате неправильной эксплуатации, при применении взрывных видов оружия, а также при землетрясении.

Наводнения, вызываемые действием мощных импульсных источников в водных бассейнах, также представляют серьезную опасность. Природными источниками являются подводные землетрясения и извержения вулканов, в результате этих явлений в море образуются волны цунами; техническими источниками - подводные ядерные взрывы, при которых формируются поверхностные гравитационные волны. При выходе на берег эти волны не только затапливают местность, но и трансформируются в мощный гидропоток, выбрасывающий на берег суда, разрушающий здания, мосты, дороги. Например, при нашествии и 1896г. цунами на северо-восточное побережье о.Хонсю (Япония) было смыто свыше 10 тыс. строений, погибло около 26 тыс. человек. Наводнения, вызываемые действием мощных импульсных источников в водных бассейнах, также представляют серьезную опасность. Природными источниками являются подводные землетрясения и извержения вулканов, в результате этих явлений в море образуются волны цунами; техническими источниками - подводные ядерные взрывы, при которых формируются поверхностные гравитационные волны. При выходе на берег эти волны не только затапливают местность, но и трансформируются в мощный гидропоток, выбрасывающий на берег суда, разрушающий здания, мосты, дороги. Например, при нашествии и 1896г. цунами на северо-восточное побережье о.Хонсю (Япония) было смыто свыше 10 тыс. строений, погибло около 26 тыс. человек.

Опасность паводкового наводнения состоит в том, что оно может быть неожиданным, например, при прохождении ливневых дождей в ночное время. При паводке имеет место сравнительно кратковременный подъем воды, вызываемый ливневыми дождями или бурным таянием снега.

При авариях, сопровождающихся разрушением плотины, запасенная потенциальная энергия водохранилища высвобождается в виде волны прорыва (типа мощного паводка), образующейся при изливе воды через проран (брешь) в теле плотины. Волна прорыва распространяется по речной долине на сотни километров и более. Распространение волны прорыва приводит к затоплению речной долины ниже плотины по течению реки как это было на реках Северного Кавказ в 2002 г.. Кроме того, волна прорыва обладает мощным поражающим действием.

Нагонные наводнения, как правило, наблюдаются при прохождении мощных циклонов.

Циклон - это гигантский атмосферный вихрь, Разновидность циклона - тайфун, в переводе с китайского тайфун - очень сильный ветер, в Америке его называют ураганом. Он представляет собой атмосферный вихрь диаметром несколько сотен километров. Давление в центре тайфуна может достигать 900 мбар. Сильное снижение давления в центре и относительно небольшие размеры приводят к образованию значительного градиента давления в радиальном направлении. Ветер в тайфуне достигает 3050 м/с, иногда и более 50 м/с. Тангенциально дующие ветры обычно окружают спокойный участок, называемый глазом тайфуна. Он имеет диаметр 1525 км, иногда до 5060 км. По его границе образуется облачная стена, напоминающая стену вертикального кругового колодца. С тайфунами связаны особенно высокие нагонные наводнения. При прохождении циклона по морю уровень воды в его центральной части повышается

Сели - грязевые или грязекаменные потоки, внезапно возникающие в руслах горных рек при больших уклонах дна в результате интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния ледников и снежного покрова, а также при обрушении в русло больших количеств рыхлообломочных материалов. По составу селевой массы различают сели: грязевые, грязекаменные, водокаменные, а по физическим свойствам - несвязные и связные. В несвязных селях транспортирующая среда для твердых включений - это вода, а в связных - водогрунтовая смесь, в которой основная масса воды связана тонкодисперсными частицами. Содержание твердого материала (продуктов разрушения горных пород) в селевом потоке может составлять от 10% до 75%.

В отличие от обычных водных потоков сели движутся, как правило, не непрерывно, а отдельными валами(волнами), что обусловлено их механизмом формирования и заторным характером движения - образованием в сужениях и на поворотах русла скоплений твердого материала с последующим их прорывом. Сели движутся со скоростью до 10 м/c и более. Мощность (высота) селевого потока может достигать до 30 м. Объем выносов составляет сотни тысяч, иногда миллионы м 3 , а крупность переносимых обломков до 3-4 м в поперечнике при массе до 100-200 тонн.

Обладая большой массой и скоростью движения, сели разрушают промышленные и жилые здания, инженерные сооружения, дороги, линии электропередач и связи.

Молния -- это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом. Гром -- звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии. Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках.

На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов -- стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, соединяясь, дают начало яркому термоионизированному каналу с высокой проводимостью -- ступенчатому лидеру. Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью 5 х 107 м/с, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает. В последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров, яркое свечение при этом охватывает все пройденные ступени. Затем снова следует остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2 х 105 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. На этом явлении основано создание молниеотвода. В заключительной стадии по ионизированному лидером каналу следует обратный, или главный разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, сильной яркостью и большой скоростью продвижения 1О7..1О8 м/с. Температура канала при главном разряде может превышать 25000°С, длина канала молнии 1-10 км, диаметр -- несколько сантиметров. Такие молнии называются затяжными. Они наиболее часто бывают причиной пожаров. Обычно молния состоит из нескольких повторных разрядов, общая длительность которых может превышать 1с. Внутриоблачные молнии включают в себя только лидерные стадии, их длина от 1 до 150 км. Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы. Эти обстоятельства учитываются при устройстве молниеотвода. В отличие от опасных молний, называемых линейными, существуют шаровые молнии, которые нередко образуются вслед за ударом линейной молнии. Молнии, как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызванными её термическими и электродинамическими воздействиями. Наибольшие разрушения вызывают удары молний в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которых создается очень высокая температура, и часть материала испаряется со взрывом и последующим воспламенением. Наряду с этим возможно возникновение больших разностей потенциалов между отдельными предметами внутри строения, что может быть причиной поражения людей электрическим током. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные линии связи с деревянными опорами, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры (телефон, выключатели) на землю и другие предметы, что может привести к пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары молнии в высоковольтные линии электропроводов могут быть причиной коротких замыканий. Опасно попадание молнии в самолёты. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящиеся вблизи него люди.

Также к атмосферным опасностям относятся туманы, гололёд, молнии, ураганы, бури, смерчи, град, метели, торнадо, ливни и др.

Гололёд -- слой плотного льда, образующийся на поверхности земли и на предметах (проводах, конструкциях) при замерзании на них переохлажденных капель тумана или дождя.

Туман -- скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы (иногда до высоты в несколько сотен метров), понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее.

В очень плотных туманах видимость может понижаться до нескольких метров. Туманы образуются в результате конденсации или сублимации водяного пара на аэрозольных (жидких или твердых) частицах, содержащихся в воздухе (т. н. ядрах конденсации). Большинство капель тумана имеет радиус 5-15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной температуре. Количество капель в 1 см3 воздуха колеблется от 50--100 в слабых туманах и до 500--600 в плотных. Туманы по их физическому генезису подразделяются на туманы охлаждения и туманы испарения.

Град -- вид атмосферных осадков, состоящих из сферических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Плотность градин 0,5-0,9 г/см3. В 1 мин на 1 м2 падает 500-1000 градин. Продолжительность выпадения града обычно 5-10 мин, очень редко-- до 1 ч.

Смерч -- это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и затем распространяющийся в виде темного рукава или хобота по направлению к поверхности суши или моря (рис. 23).

В верхней части смерч имеет воронкообразное расширение, сливающееся с облаками. Когда смерч опускается до земной поверхности, нижняя часть его тоже иногда становится расширенной, напоминающей опрокинутую воронку. Высота смерча может достигать 800-1500 м. Воздух в смерче вращается и одновременно поднимается по спирали вверх, втягивая пыль или поду. Скорость вращения может достигать 330 м/с. В связи с тем, что внутри вихря давление уменьшается, то происходит конденсация водяного пара. При наличии пыли и воды смерч становится видимым.

Диаметр смерча над морем измеряется десятками метров, над сушей -- сотнями метров.

Смерч возникает обычно в теплом секторе циклона и движется вместо <* циклоном со скоростью 10-20 м/с.

Смерч проходит путь длиной от 1 до 40-60 км. Смерч сопровождается грозой, дождем, градом и, если достигает поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, всасывает в себя воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимает их высоко вверх и переносит на большие расстояния. Предметы в несколько сотен килограммов легко поднимаются смерчем и переносятся на десятки километров. Смерч на море представляет опасность для судов.

Смерчи над сушей называются тромбами, в США их называют торнадо.

Как и ураганы, смерчи опознают со спутников погоды.

Наука

Земная атмосфера - источник поразительных и удивительных явлений. В древние времена атмосферные феномены считали проявлением божьей воли, сегодня кто-то принимает их за инопланетных пришельцев . В наши дни ученые раскрыли многие тайны природы, в том числе и оптических явлений.

В этой статье мы расскажем вам об удивительных природных феноменах, некоторые из них очень красивы, другие - смертельно опасны, но все они являются неотъемлемой частью нашей планеты.

Атмосферные явления

Лунная радуга, также известная под названием ночная радуга - явление, порожденное Луной. Всегда находится на противоположной стороне неба от Луны. Для появления лунной радуги, небо должно быть темным и дождь должен идти на противоположной от луны стороне (кроме тех радуг, которые вызваны водопадом). Лучше всего такую радугу видно при фазе Луны близкой к полнолунию. Лунная радуга бледнее и тоньше обычной солнечной. Но и явление это более редкое.

Кольцо Бишопа - коричнево-красный круг вокруг Солнца, возникающий во время и после извержения вулканов. Свет преломляется на вулканических газах и пыли. Небо внутри кольца становится светлым с голубым оттенком. Этот атмосферный феномен был открыт Эдвардом Бишопом в 1883 году, после знаменитого извержения вулкана Кракатау.

Гало - оптический феномен, светящиеся кольцо вокруг источника света, обычно Солнца и Луны. Существуют множество типов гало и вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5-10 км в верхних слоях атмосферы. Иногда свет сквозь них преломляется настолько странно, что возникают так называемые ложные солнца, в древности, считавшиеся дурным предзнаменованием.

Пояс Венеры - атмосферное оптическое явление. Выглядит как полоса от розового до оранжевого цвета между темным ночным небом внизу и голубым вверху. Появляется перед восходом или после заката и проходит параллельно горизонту в противоположной стороне от Солнца.

Серебристые облака - это самые высокие облака в атмосфере и редкое природное явление. Образуются они на высоте 70-95 км. Наблюдать серебристые облака можно лишь в летние месяцы. В северном полушарии в июне-июле, в южном полушарии в конце декабря - начале января. Время появление таких облаков - вечерние и предвечерние сумерки.

Северное сияние, полярное сияние (Aurora Borealis) - внезапное появление цветных огней в ночном небе, обычно зеленых. Вызвано взаимодействием заряженных частиц, прилетающих из космоса и вступающих во взаимодействие с атомами и молекулами воздуха в верхних слоях земной атмосферы. Полярное сияние наблюдается преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах - поясах, окружающих магнитные пояса Земли.

Сама по себе Луна не излучает свет. То, что мы видим, является лишь отражением солнечных лучей от ее поверхности. Из-за изменения состава атмосферы, Луна меняет привычный нам цвет на красный, оранжевый, зеленый или голубой. Самый редкий цвет Луны - синий. Обычно он возникает из-за пепла в атмосфере.

Облака Мамматус - одна из разновидностей кучевых облаков, имеющих ячеистую структуру. Встречаются редко, преимущественно в тропических широтах, и связаны с образованием тропических циклонов. Мамматусы расположены под основным кластером мощных кучевых облаков. Цвет их обычно серо-голубой, но из-за попадания прямых лучей Солнца или подсветки других облаков могут казаться золотистыми или красноватыми.

Огненная радуга - один из видов гало, представляющий собой появление горизонтальной радуги, на фоне легких, высоко расположенных облаков. Этот редкий погодный феномен образуется, когда свет, проходя через перистые облака, преломляется через плоские кристаллы льда. Лучи входят через вертикальную боковую стенку шестиугольного кристалла, выходя из нижней горизонтальной стороны. Редкость феномена объясняется тем, что кристаллы льда в облаке должны быть ориентированы горизонтально для преломления солнечных лучей.

Алмазная пыль - это твердые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду. Алмазная пыль обычно образуется при ясном или почти ясном небе и напоминает туман. Однако в отличии от тумана, состоит не из капель воды, а из кристаллов льда и в редких случаях незначительно снижает видимость. Наиболее часто это явление можно наблюдать в Арктике и Антарктике, но может быть в любом месте при температуре воздуха -10, -15.

Зодиакальный свет - слабое свечение неба, видимое в тропиках в любое время года, простирающиеся вдоль эклиптики, т.е. в области Зодиака. Это результат рассеивания солнечного света в скоплениях пыли в области вращения Земли вокруг Солнца. Его можно наблюдать либо вечером над западной частью горизонта, либо под утро над восточной. Оно имеет вид конуса, сужающегося с удалением от горизонта, постепенно теряющего яркость и переходящего в зодиакальную полосу.

Иногда во время заката или восхода можно увидеть вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца. Солнечные столбы образуются в результате отражения солнечных лучей от плоских кристаллов льда в атмосфере Земли. Обычно столбы образуются благодаря солнцу, однако источником света может стать Луна и искусственные источники освещения.

Опасные природные явления

Огненный смерч или торнадо - редкое природное явление. Для его образования необходимо несколько крупных пожаров, а также сильный ветер. Далее, эти несколько пожаров объединяются и получается огромный костер. Скорость вращения воздуха внутри торнадо свыше 400 км/ч, а температура доходит до 1000 градусов Цельсия. Главная опасность такого пожара заключается в том, что он не прекратится пока не сожжет все на своём пути.

Мираж - это природное явление, в результате которого появляются мнимые изображения различных предметов. Происходит это из-за преломления потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха. Миражи делятся на верхние - видимые над объектом, нижние - видимые под объектом, и боковые.

Редко встречающиеся сложное оптическое явление, состоящее из нескольких форм миражей, при котором отдаленные объекты видны многократно и с разнообразными искажениями называется Фата Моргана. Часто жертвами миражей оказываются путники в пустыне Эль-эр-Рави. Перед людьми, в близи, предстают оазисы, до которых в действительности 700 км.