Смерчи и защита от них

История сохранила много сведений о природных катастрофах, которые в настоящее время называют тропическими циклонами и которые, в основном, формируются над океанами в тропиках

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Оглавление

Введение 3
1 Теоретическое обоснование основных характеристик смерчей 5
1.1 Особенности строения смерчей 5
1.2 Классификация смерчей 11
1.3 Причины и условия возникновения смерча 14
2 Способы защиты населения и территории при угрозе и во время смерчей 19
2.1 Защита населения при смерчах: общие положения 19
2.2 Мероприятия по защите населения от смерчей 23
2.3 Возможности прогнозирования смерчей 33
3 Способ борьбы со смерчем 36
Заключение 41
Список использованной литературы 43
Приложения 44

Введение

История сохранила много сведений о природных катастрофах, которые в настоящее время называют тропическими циклонами и которые, в основном, формируются над океанами в тропиках, регулярно обрушиваясь на восточные и приэкваториальные районы материков. Тропические циклоны – это ураганы и тайфуны, встречающиеся в северной и южной частях Тихого океана, в Бенгальском заливе и Аравийском море, в южной части Индийского океана, у берегов Мадагаскара и северо-западного побережья Австралии. Обычно тропическим циклонам присваиваются имена.
Одним из коварных и неожиданно возникающих природных образований в атмосфере является смерч (торнадо). Он представляет собой вращающееся воронкообразное облако, которое протягивается от основания грозового облака до поверхности земли. Характерными скоростями ветра в торнадо является 65–120 км/ч, но иногда эта величина достигает 320 км/ч и более. Внешним признаком приближающегося смерча является шум, подобный грохоту движущегося товарного поезда. Возникновение торнадо связывается с сочетанием природных процессов, но еще со времен египетских фараонов известны торнадо искусственного происхождения, которые создавались над вершинами пирамид и знаменовали собой вознесение духа фараона в небо к Богу Солнца «Ра». Сохранившиеся в египетских иероглифах зарисовки торнадо не объясняют технику их образования.
Наиболее характерным регионом, где торнадо возникают довольно часто, является территория США. Хотя смерчи отмечаются по всему земному шару.
Наиболее характерным регионом, где торнадо возникают довольно часто, является территория США. Хотя смерчи отмечаются по всему земному шару. На территории России за период с 1961 по 2010 гг. от торнадо погибало в среднем 57 человека в год. Чаще всего торнадо возникают в восточных штатах, прилегающих к Мексиканскому заливу, в феврале и марте их частота достигает максимума. На территориях штатов Айовы и Канзаса наибольшая частота возникновения торнадо приходится на май–июнь. Среднее количество торнадо на территории США оценивается величиной около 800 в год, из которых 50% приходится на апрель–июнь. Территориальная неоднородность частоты появления торнадо в США имеет устойчивые характеристики: в штате Техас – 120 торнадо/год, а в северо-восточных и западных штатах – 1 торнадо/год. Например, только за апрель и ноябрь 2002 г. по территории США пронеслось более 100 торнадо, оставив множество разрушений и вызвав более 600 случаев выплат страховок. Не оставляет в покое стихия и другие страны. Например, зимний ураган 2002 г. «Джанетт», пронесшийся над Европой, вызвал многочисленные разрушения и привел к страховым выплатам свыше 1 млрд. долларов.
Цель исследовательской работы заключается в теоретическом обосновании основных мероприятий по защите населения от смерчей.
Объект исследования – смерч как метерологически опасное явление.
Предмет исследования – способы защиты населения и территории от смерчей.
Для достижения обозначенной цели ставятся следующие задачи:
- на основе анализа литературы обозначить классификацию смерчей;
- проанализировать причины и условия возникновения смерчей;
- определить общие положения по защите населения от смерчей;
- обозначить технические мероприятия по защите населения и территории от смерчей;
- определить возможности прогнозирования смерчей;
- охарактеризовать способ борьбы со смерчем.

1 Теоретическое обоснование основных характеристик смерчей
1.1 Особенности строения смерчей

Смерч (Торнадо) - атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров [4, C. 65] .
Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных и также отличных по природе явлений, напримерсмерче-вихрей и пыльных (песчаных) вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300-400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20-30 м, а при прохождении воронки над сушей достигать 1,5-3 км [7, C. 24].
Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, взрываются изнутри из-за разности давлений. Это явление усиливает разрушения от смерча, затрудняет определение параметров в нем. Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нем может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Это движение может давать скорости в десятки км/ч, обычно 20-60 км/ч. Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, подобной той, которую взорвали в США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945. Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917 года за 7 часов 20 минут прошёл по территории США 500 км, убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составляла 0,4-1 км, внутри неё была видна бичеподобная воронка. Другим знаменитым случаем торнадо является смерч Трех Штатов (Tristate tornado), который 18 марта 1925 года прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана, проделав путь в 350 км за 3,5 часа. Диаметр его расплывчатой воронки колебался от 800 м до 1,6 км [4, C. 48].
В Северном полушарии вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Это может быть связано с направлениями взаимных перемещений масс воздуха по сторонам от атмосферного фронта, на котором формируется смерч. Известны и случаи обратного вращения. На соседних со смерчем участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается.
В месте контакта основания смерчевой воронки с поверхностью земли или воды может возникать каскад - облако или столб пыли, обломков и поднятых с земли предметов или водяных брызг. При формировании смерча наблюдатель видит, как навстречу опускающейся с неба воронке с земли поднимается каскад, который затем охватывает нижнюю часть воронки. Термин происходит от того, что обломки, поднявшись до некоторой незначительной высоты, не могут уже удерживаться потоком воздуха и падают на землю. Воронку, не касаясь с землёй, может окутывать футляр. Сливаясь, каскад, футляр и материнское облако создают иллюзию более широкой, чем есть на самом деле, смерчевой воронки.
Иногда вихрь, образовавшийся на море, называют смерчем, а на суше - торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы.
Смерч – одно из жестоких, разрушительных явлений природы. Смерчи образуются при неустойчивом состоянии атмосферы, когда воздух в верхних слоях очень холодный, а в нижних тёплый. Происходит интенсивный воздухообмен, сопровождаемый образованием вихря огромной силы. Возникают такие вихри в мощных грозовых облаках и часто сопровождаются грозой, дождём, градом.
Очевидно, нельзя сказать, что смерчи возникают в каждом грозовом облаке. Как правило, это происходит на гране фронтов – в переходной зоне между тёплой и холодной воздушными массами. Прогнозировать смерчи пока не удаётся, и поэтому их появление бывает неожиданным. Смерч живёт недолго, так как довольно скоро холодная и тёплая воздушные массы перемешиваются, и таким образом поддерживающая его причина исчезает. Однако даже за непродолжительный период своей жизни смерч может произвести огромные разрушения.
Физическая природа смерча очень разнообразна. С точки зрения физика-метеоролога - это скрученный дождь, неизвестная ранее форма существования осадков. Для физика-механика - это необычная форма вихря, а именно: двухслойный вихрь с воздушно-водяными стенками и резким различием скоростей и плотностей обоих слоев. Для физика-теплотехника смерч - это гигантская гравитационно-тепловая машина огромной мощности; в ней мощные воздушные потоки создаются и поддерживаются за счет теплоты фазового перехода вода-лед, которая выделяется водой, захваченной смерчем из любого естественного водоема, когда она попадает в верхние слои тропосферы. До сих пор смерч не спешит раскрывать и другие свои тайны [7, C. 58].
Исследовать смерч не просто трудно, но и опасно - при непосредственном контакте он уничтожает не только измерительную аппаратуру, но и наблюдателя.
Сопоставляя описания смерчей (торнадо) прошлого и нынешнего столетий в России и других странах, можно видеть, что они развиваются и живут по одинаковым законам, но эти законы до конца не выяснены и поведение смерча кажется непредсказуемым. Во время прохождения смерчей естественно все прячутся, бегут, и людям не до наблюдений, а тем более измерений параметров смерчей. То немногое о внутреннем строении воронки, что удалось узнать, связано с тем, что смерч, отрываясь от земли, проходил над головами людей, и тогда можно было видеть, что смерч представляет собой огромный пустотелый цилиндр, ярко освещенный внутри блеском молний. Изнутри раздается оглушительный рев и жужжание. Считается, что скорость ветра в стенках смерча доходит до звуковой.
Смерч может всосать и поднять ввысь большую порцию снега, песка и др. Как только скорость снежинок или песчинок достигает критического значения, они будут выброшены через стенку наружу и могут образовать вокруг смерча своеобразный футляр или чехол. Характерной особенностью этого футляра-чехла является то, что расстояние от него до стенки смерча по всей высоте примерно одинаково. Рассмотрим в первом приближении процессы, возникающие в грозовых облаках. Обильная влага, попадающая в облако из нижних слоев, выделяет много тепла, и облако становится неустойчивым [4, C. 96].
В нем возникают стремительные восходящие потоки теплого воздуха, которые выносят массы влаги на высоту 12-15 км, и столь же стремительные холодные нисходящие потоки, которые обрушиваются вниз под тяжестью образовавшихся масс дождя и града, сильно охлажденных в верхних слоях тропосферы. Мощность этих потоков особенно велика из-за того, что одновременно возникают два потока: восходящий и нисходящий. С одной стороны, они не испытывают сопротивления окружающей среды, т.к. объем воздуха, идущего вверх, равен объему воздуха, уходящего вниз.
С другой стороны, затраты энергии потоком на подъем воды вверх полностью восполняется при падении ее вниз. Поэтому потоки имеют возможность разгонять себя до огромных скоростей (100 м/с и более). В последние годы была выявлена еще одна возможность подъема больших масс воды в верхние слои тропосферы. Часто при столкновении воздушных масс происходит образование вихрей, которые за свои относительно небольшие размеры получили название мезоциклонов. Мезоциклон захватывает слой воздуха на высоте от 1-2 км до 8-10 км, имеет диаметр 8-10 км и вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 40-50 м/с.
Существование мезоциклонов установлено достоверно, структура их исследована достаточно подробно. Обнаружено, что в мезоциклонах на оси возникает мощная тяга, которая выбрасывает воздух на высоты до 8-10 км и выше. Наблюдателями было обнаружено, что именно в мезоциклоне иногда зарождается смерч.
Наиболее благоприятная обстановка для зарождения воронки выполняется при выполнении трех условий. Во-первых, мезоциклон должен быть образован из холодных сухих масс воздуха. Во-вторых, мезоциклон должен выйти в район, где в приземном слое толщиной 1-2 км скопилось много влаги при высокой температуре воздуха 25-35оС. Третье условие - это выбрасывание масс дождя и града. Выполнение этого условия приводит к уменьшению диаметра потока от первоначального значения 5-10 км до 1-2 км и увеличению скорости от 30-40 м/с в верхней части мезоциклона до 100-120 м/с - в нижней части [7, C. 120].
Для того чтобы иметь представление о последствиях смерчей, кратко дадим описание московского смерча 1904 г. и ивановского - 1984 г.
Над восточной частью Москвы 29 июня 1904 г. пронесся сильнейший вихрь. Его путь лежал неподалеку от трех московских обсерваторий: Университетской - в западной части города, Межевого института - в восточной и Сельскохозяйственной академии - в северо-западной, поэтому ценный материал зафиксировали самописцы этих обсерваторий.
По карте погоды в 7 ч утра этого дня на востоке и западе Европы располагались области повышенного давления (более 765 мм рт.ст.). Между ними, преимущественно на юге Европейской части России, находился циклон с центром между Новозыбковом (Брянская обл.)и Киевом (751ммрт.ст.). В 13 ч он углубился до 747 мм рт.ст. и сместился к Новозыбкову, а в 21 ч - к Смоленску (давление в центре упало до 746 мм рт. ст.). Таким образом, циклон двигался с ЮЮВ на ССЗ. Около 17 ч, во время прохождения смерча через Москву, город находился на северо-восточном фланге циклона. В последующие дни циклон ушел в Финский залив, где вызвал бури на Балтике.
Если остановиться только на этом синоптическом описании, то причина смерча явственно не проступает. Картина несколько проясняется, если произвести анализ распределения температур и воздушных масс. Теплый фронт шел от центра циклона на Калугу, Заметчино и Пензу, а холодный фронт - от центра циклона на Курск, Харьков, Днепропетровск и далее к югу. Таким образом, циклон имел хорошо выраженный теплый сектор с массами теплого влажного воздуха при дневных температурах 28-32оС. Перед теплым фронтом располагался сухой холодный воздух с температурой 15-16Ос [7, C. 114].
В самой фронтальной зоне температура несколько выше. Контраст температур весьма большой. Расчет показывает, что теплый фронт смещался к северу со скоростью 32-35 км/ч. Образование московского смерча произошло перед теплым фронтом, где при участии тропического воздуха всегда создается угроза возникновения сильнейших гроз и шквалов. В тот день была отмечена сильная грозовая деятельность в четырех районах Московской области: в Серпуховском, Подольском, Московском и Дмитровском, почти на протяжении 200 км.
Грозы с градом и бурей наблюдались, кроме того, в Калужской, Тульской и Ярославской областях. Начиная с Серпуховского района, буря превратилась в ураган. Ураган усилился в Подольском районе, где пострадало 48 селений и имелись жертвы. Самые же страшные опустошения принес смерч, возникший к юго-востоку от Москвы в районе деревни Беседы. Ширина грозовой области в южной части Московского района определена в 15 км; здесь буря двигалась с юга на север, а смерч возник в восточной (правой) стороне грозовой полосы.

1.2 Классификация смерчей

Торнадо – это узкий, вращающийся с огромной скоростью столб воздуха, протягивающийся до земли аж от основания грозового облака. Человек не всегда сможет распознать торнадо с первого взгляда, так как оно состоит из ветра, который невозможно увидеть. Существенным признаком является воронка, которая состоит из водяных капель. Делать торнадо заметным могут мусор и пыль, которые могут содержаться в воронке. Исследователи этого явления пришли к выводу, что торнадо не всегда может соприкасаться с землей.
Существует два вида этого стихийного бедствия:
– торнадо, которые возникли вследствие очень сильных гроз;
– торнадо, на появление которых повлияли другие факторы [4, C. 119].
Самыми опасными считаются торнадо, появившиеся как результат грозы.
Супершторм – это гроза, которая длиться больше чем 1 час и продолжается за счет воздушного потока, который постоянно вращается.
Торнадо, которое относится ко второму виду, представляет собой ничто иное, как вихрь пыли и мусора, который образуется возле поверхности земли, вдоль линии потока ветра без воронки. Другим вариантом торнадо является смерч (ураган). Он выглядит как узкая веревочнообразная воронка.
Образование торнадо – удивительная загадка. Образование вихрей в природе происходит буквально на каждом шагу, взять бы хоть воронку, образующуюся при вытекании воды из ванной. Маленькая воронка в ванной и огромный смерч – явления одного порядка, правда, в воронке закрученная масса направлена вниз, а в торнадо – вверх. При выяснении того, как двигаются воздушные потоки внутри вихря, будет уместным упоминание о небольшом опыте великого Альберта Эйнштейна. Ученого очень сильно интересовал процесс, происходящий в чае при помешивании его ложкой. Оказывается, чаинки, плавающие на поверхности, при интенсивном вращении воды каким-то самым невероятным образом всегда оказывались в центре вращения. Эйнштейн объяснил это так: нижние слои жидкости вращаются с меньшей скоростью, а верхние – с большей. Именно поэтому все чаинки собираются к центру чашки и немного приподнимаются вверх.
Выделяют следующие виды смерчей: бичеподобные, расплывчатые, составные и огненные [7, C. 77].
Бичеподобные смерчи - это наиболее распространённый тип смерчей. Воронка выглядит гладкой, тонкой, может быть весьма извилистой. Длина воронки значительно превосходит её радиус. Слабые смерчи и опускающиеся на воду смерчевые воронки, как правило, являются бичеподобными смерчами.
Расплывчатые смерчи выглядят как лохматые, вращающиеся, достигающие земли облака. Иногда диаметр такого смерча даже превосходит его высоту. Все воронки большого диаметра (более 0,5 км) являются расплывчатыми. Обычно это очень мощные вихри, часто составные.
Составные смерчи могут состоять из двух и более отдельных тромбов вокруг главного центрального смерча. Подобные торнадо могут быть практически любой мощности, однако, чаще всего это очень мощные смерчи. Они наносят значительный ущерб на обширных территориях.
Огненные смерчи это обычные смерчи, порождаемые облаком, образованным в результате сильного пожара или извержения вулкана. Именно такие смерчи впервые были искусственно созданы человеком [10, C. 44].
Шкала Фудзиты-Пирсона или F-шкала, была введена профессором Теодором Фудзитой в 1971 году для классификации торнадо. Шкала состоит из 13 категорий: от F0 до F12. При этом интервал между F0 и F1 соответствует 11-му и 12-му баллам по шкале Бофорта. Категории торнадо от F6 до F12 были введены в качестве теоретических, и вне зависимости от скорости ветра в торнадо, даже если она превышает 512 км/ч, максимальная присваиваемая категория в любом случае будет F5.
Наиболее часто встречаются смерчи категории F1 и F2. Реже - более высоких категорий.
Теоретическая скорость смерча шкалы F12 равна скорости звука. Категория F1 по шкале Фуджиты соответствует 12 баллам по шкале Бофорта (32 м/с, ураган) [7, C.102]. Фуджита также ввел категории F6-F12 (от 142 м/с до скорости звука), видимо, на всякий случай. Но никогда зафиксированная скорость ветра в торнадо не превышала категории F5, предполагается, что таких торнадо наблюдаться не будет.
Таблица 1 - Категория смерчей
Кате- гория Словесная характеристика м/с км/ч миль/ч Характеристика наносимого ущерба
F0 Штормовой 18 - 32
м/с 64 - 116
км/ч 40 - 72
миль/ч Повреждает дымовые трубы и телевизионные вышки, ломает ветки деревьев, валит старые деревья, сносит вывески, повреждает дорожные знаки, разбивает окна.
F1 Умеренный 33 - 50
м/с 117 - 180
км/ч 73 - 112
миль/ч Срывает крышу с домов, выбивает окна, опрокидывает мобильные дома, разрушает легкие постройки, может разрушать гаражи, валит старые деревья, перемещает автомобили.
F2 Значительный 51 - 70
м/с 181 - 253
км/ч 113 - 157
миль/ч Значительные разрушения: срывает крыши с домов, наносит значительный ущерб стенам зданий, разрушает мобильные дома, разваливает или переносит легкие постройки, вырывает деревья с корнем, сдувает автомобили с дороги.
F3 Сильный 71 - 92
м/с 254 - 332
км/ч 158 - 206
миль/ч Срывает крыши с домов и разрушает полностью или частично стены заданий, опрокидывает поезда, большую часть деревьев вырывает с корнем, поднимает в воздух и бросает тяжелые автомобили, срывает легкое покрытие с дороги.
F4 Разрушительный 93 - 116
м/с 333 - 418
км/ч 207 - 260
миль/ч Частично или полностью разрушает прочные дома, легкие дома поднимает в воздух и переносит на некоторое расстояние, создает и всасывает в себя большое количество мусора и обломков, вырванные деревья переносит на некоторое расстояние, сдувает верхний слой почвы, поднимает в воздух и переносит на значительное расстояние автомобили и тяжелые предметы.
F5 Невероятный 117 - 142
м/с 419 - 512
км/ч 261 - 318
миль/ч Колоссальные разрушения: сносит с фундамента прочные дома и переносит их на большие расстояния, наносит значительный ущерб прочным железобетонным конструкциям, переносит тяжелые автомобили на расстояние 100 м и более, полностью вырывает с корнем все деревья, производит прочие невероятные разрушения.
F6-F12 Невообразимый, не зафиксирован Свыше 142
м/с Свыше 512
км/ч Свыше 318
миль/ч Ущерб невозможно себе представить. Для оценки разрушений, производимых такими торнадо, необходимы дальнейшие исследования.

1.3 Причины и условия возникновения смерча

Изучая причины возникновения торнадо, ученые используют теоретические разработки, данные, полученные в процессе наблюдений, физические модели, но на протяжении десятилетий торнадо продолжаю досаждать людям. Supercell-торнадо (торнадо, являющиеся следствием формирования облачной сверхячейки). Закручивающийся восходящий воздушный поток – краеугольный камень в образовании Supercell-бури и, как следствие, торнадо. Есть много теорий, в результате чего начинается этот процесс. Например: воздушный столб может начать закручиваться в результате «сдвига» ветров, когда воздушные массы на различных высотах от уровня земли перемещаются с различными скоростями или в различных направлениях. Сдвиг, в итоге приводящий к появлению торнадо, возникает например, когда ветер, дующий у самой земли, замедляется в результате трения от соприкосновения с поверхностью, тогда как в более удаленных от земли слоях атмосферы ветры дуют со скоростью, во много раз превосходящей нижние потоки, в результате «невидимая» воздушная труба начинает горизонтальное вращение. У нас все еще множество вопросов. Из наблюдений ученые выяснили, что около 20 процентов всех сильных бурь обычно порождают торнадо [9, C.112]. Почему одна буря становится причиной торнадо, в то время как соседняя не менее мощная оканчивается без этого? Какие еще факторы кроме восходящих потоков питают торнадо? Какова роль нисходящих воздушных потоков и разницы температур и влажности (как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях распространения торнадо). К тому же не все торнадо имеют грозовое происхождение, что можно сказать о таких явлениях? Торнадо негрозового происхождения появляются не в результате мощного циркулирования воздушных масс на всей площади бури. Эти торнадо образуются в результате вертикального вращения участка воздушных масс происходящего возле самой поверхности земли, диаметром около 1-10 км, причиной которого явилось «смещение» ветра. Когда восходящий поток поднимается над местом подобного состояния воздушных масс, появляется большая вероятность зарождения торнадо. В восточной части Колорадо распространены подобные негрозовые торнадо, т.к. холодный воздух, приносимый с горных вершин, сталкивается с горячими воздушными потоками равнин. Поскольку такие торнадо случаются в основном на бедно заселенных территориях, ученые не могут точно определить их силу, но в целом, это не очень мощные ветры.
Детальные причины образования торнадо пока до конца не изучены. Ведь если будут известны все причины, тогда можно будет избежать и сам торнадо, и возможные последствия от его «разгула».
На сегодня известны некоторые условия, при коих возникают торнадо. Для зарождения нужно, чтобы в нижних пластах атмосферы присутствовал влажный теплый воздух, а ветры должны дуть в южном направлении. А в верхних пластах атмосферы при этом должен быть сухой и холодный воздух. При таких условиях происходит подъем воздушной массы у поверхности земли, откуда торнадо набирает свою энергию.
Жизнь торнадо можно разделить на три фазы: зарождение, развитие и затухание. При зарождении торнадо в дождевом или кучево-дождевом облаке появляется воронка, которая вырастает по спирали к поверхности земли или воды. Энергия будущего торнадо формируется за счет термической конвекции, когда нагретый воздух уходит вверх. С каждой минутой с поднимающимся воздухом возрастает и скорость вращения будущего торнадо. От скорости вращения притягивается больше теплого воздуха, а от теплого воздуха увеличивается скорость вращения. И так по кругу, пока мощь не доберется до своего апогея. Тогда стартует вторая стадия - стадия полного развития. Здесь уже сформированное торнадо достигает максимальных значений в скорости и размерах и начинает свое движение. Более мощные и губительные торнадо наблюдаются на суше, в море они непродолжительны и не так сильны.
Третья стадия – затухания. Здесь скорость вращения воронки уменьшается, цвет от темного меняется на светлый, а само торнадо разрывается приблизительно пополам, одна часть уходит к земле, другая поднимается в «материнское» облако [9, C. 124].
По времени жизнь любого торнадо занимает несколько десятков минут. Лишь некоторые наиболее мощные могут существовать несколько часов. Приблизительная скорость движения среднего торнадо составляет 60 километров в час, и очень редко достигает 200 километров в час.
На сегодня природные катаклизмы, такие как торнадо, смерчи и ураганы, приносят большие разрушения, человеческие жертвы и сотни миллионов долларов материального убытка. Специалисты-метеорологи считаю, что наиболее разрушительные ураганы, участившиеся за последние десятилетия, напрямую связаны с глобальным потеплением климата. А так как температура в атмосфере с каждым годом продолжает неуклончиво и неконтролируемо расти, следует ожидать еще больше «подарков» от природы.
Смерч (торнадо, как его называют в Америке) представляет вращающийся нагретый воздушный поток. Скорость вращения при этом может доходить 1000 метров в секунду. Для его образования в атмосфере необходимы разреженные дождевые облака и мощный вертикальный поток воздуха между облаком и поверхностью земли. Наиболее мощные и разрушительные торнадо могут проходить до 500-1000 километров, обрушивая на месте затухания все то, что было им собрано по пути. Самый разрушительный торнадо имел место быть на территории США весной 1974 года. Тогда он насчитывал более 100 вихрей, которые забрали жизни более 30 человек (4000 при этом были ранены). Убыток исчислялся более 700-тами миллионов долларов.
Европейский смерч не менее опасен. Хотя более мощные смерчи образовываются на обширных равнинах, в Европе случались немалые разрушения от такого «нежданного гостя». В России в том же 1974 году смерч даже опрокинул в реку 240-тонный строительный кран.
И смерчи, и торнадо являются локальными атмосферными образованиями, и по возможности встречу с ними можно избежать. А вот что действительно устрашает своей мощью, так это ураган. Обычно от ураганов страдает население тех стран, которые расположены от 5 по 35 градуса в северном полушарии. Здесь такие природные явления наиболее часты. Все ураганы возникают над океаном, точнее над наиболее прогретой его частью. Для образования урагана температура воды должна быть не менее 27 градусов по Цельсию. С космоса он напоминает тот же торнадо, только гораздо больше. А на периферии урагана могут образоваться новые вихревые потоки в виде смерчей, что сделает такой воздушный фронт еще мощнее и свирепее.
Самым «фатальным» ураганом в истории человечества (разумеется, то, что осталось в истории) стал ураган Катрина, который настиг южные штаты США 27-29 августа 2005 года. По мере приближения к побережью специалисты дали ему наивысший балл по шкале Саффира-Симпсона [9, C. 145]. Скорость ветра при урагане Катрина равнялась 220-280 километров в час.
Больше других в те дни вынес город Новый Орлеан, который был уничтожен на 80 процентов. Ураган Катрина забрал почти 2000 человеческих жизней и принес экономический ущерб в размере 125 миллиардов долларов.
Многие страны мира выделят средства на изучение и борьбу с такими природными явлениями. Но если предсказать еще можно приближение урагана или торнадо, то бороться сегодня нам не под силу.

2 Способы защиты населения и территории при угрозе и во время смерчей
2.1 Защита населения при смерчах: общие положения

Защита населения от последствий ураганов и бурь осуществляется в рамках функционирования Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) [3, C. 149].
За состоянием атмосферы осуществляется непрерывное наблюдение с искусственных спутников Земли. Для этого создана сеть метеорологических станций. Полученные данные обрабатываются синоптиками, на основании этого составляются прогнозы [12, C. 167].
Прогноз возникновения циклонов, их перемещения и возможных последствий позволяет осуществлять профилактические меры по защите населения от последствий ураганов и бурь. Эти мероприятия по времени их проведения можно разделить на две группы: заблаговременные и оперативно-защитные, проводимые непосредственно при угрозе стихийного бедствия.
К заблаговременным мероприятиям относятся: ограничения в размещении объектов с опасными производствами в районах, подверженных воздействиям ураганов и бурь; демонтаж некоторых устаревших или непрочных зданий и сооружений; укрепление производственных и жилых зданий и сооружений. Осуществляется подготовка к действиям в условиях стихийного бедствия.
Оперативно-защитные мероприятия проводятся после получения штормового предупреждения о приближении стихийного бедствия. К оперативно-защитным мероприятиям относятся: прогнозирование пути прохождения и времени подхода урагана (бури) к различным районам региона и его возможных последствий; усиление надзора за выполнением постоянных правил безопасности; переход различных объектов экономики на безопасный режим работы в условиях сильного ветра. Может быть проведена частичная эвакуация населения из зон ожидаемого стихийного бедствия; осуществляется подготовка убежищ, подвалов для защиты населения.
Оповещение населения об угрозе ураганов и бурь осуществляется заблаговременно по установленной схеме оповещения РСЧС: людей информируют о времени подхода стихийного бедствия к конкретному району и дают рекомендации по действиям в конкретной ситуации.
Особенно много внимания уделяют предотвращению тех разрушений, которые могут привести к возникновению вторичных факторов поражения (пожаров, аварий на опасных производствах, прорывов плотин и т. п.), превышающих по тяжести воздействие самого стихийного бедствия.
Принимают меры, исключающие разлив опасных жидкостей [3, C. 150].
Важное направление работы по снижению ущерба - борьба за устойчивость линий связи, сетей электроснабжения, проводного городского и междугородного транспорта, уязвимых при ураганах, бурях и смерчах.
При проведении оперативных мер в сельской местности наряду с общепринятыми мерами организуют подвоз кормов к фермам и комплексам, закачку воды в башни и дополнительные емкости, подготовку резервных источников энергоснабжения. Сельскохозяйственных животных, расположенных в лесных массивах, выводят на открытую местность или укрывают в наземных сооружениях и естественных укрытиях.
Для эффективной защиты населения от ураганов, бурь и смерчей проводят подготовку к использованию убежищ, подвалов и других заглубленных сооружений [12, C. 178].
Информацию об угрозе ураганов, бурь и смерчей осуществляют заблаговременно.
Территория любого региона подвержена комплексному воздействию десятков опасных природных явлений, развитие и негативное проявление которых в виде катастроф и стихийных бедствий ежегодно наносит огромный материальный ущерб и приводит к человеческим жертвам. Наиболее характерными природными явлениями по повторяемости в зависимости от времени года и приводящими к возникновению ЧС являются ураганы, бури и смерчи.
Ураганы, бури и смерчи относятся к ветровым метеорологическим явлениям, по своему разрушающему воздействию часто сравнимы с землетрясениями. Основным показателем, определяющим разрушающее действие ураганов, бурь и смерчей, является скоростной напор воздушных масс, обусловливающий силу динамического удара и обладающий метательным действием. По скорости распространения опасности ураганы, бури и смерчи, учитывая в большинстве случаев наличие прогноза этих явлений (штормовых предупреждений), могут быть отнесены к чрезвычайным событиям с умеренной скоростью распространения. Это позволяет осуществлять широкий комплекс предупредительных мероприятий как в период, предшествующий непосредственной угрозе возникновения, так и после их возникновения - до момента прямого воздействия. Эти мероприятия по времени подразделяются на две группы: заблаговременные (предупредительные) мероприятия и работы; оперативные защитные мероприятия, проводимые после объявления неблагоприятного прогноза, непосредственно перед данным ураганом (бурей, смерчем). Заблаговременные (предупредительные) мероприятия и работы осуществляются с целью предотвращения значительного ущерба задолго до начала воздействия урагана, бури и смерча и могут охватывать продолжительный отрезок времени.
К заблаговременным мероприятиям относятся: ограничение в землепользовании в районах частого прохождения ураганов, бурь и смерчей; ограничение в размещении объектов с опасными производствами; демонтаж некоторых устаревших или непрочных зданий и сооружений; укрепление производственных, жилых и иных зданий, и сооружений; проведение инженерно-технических мероприятий по снижению риска опасных производств в условиях сильного ветра, в т.ч. повышение физической стойкости хранилищ и оборудования с легковоспламеняющимися и другими опасными веществами; создание материально-технических резервов; подготовка населения и персонала спасательных служб [3, C. 178].
К защитным мероприятиям, проводимым после получения штормового предупреждения, относят:
- своевременный прогноз и оповещение населения
- прогнозирование пути прохождения и времени подхода к различным районам урагана (бури, смерча), а также его последствий;
- оперативное увеличение размеров материально-технического резерва, необходимого для ликвидации последствий урагана (бури, смерча);
- частичную эвакуацию населения; - подготовку убежищ, подвалов и других заглубленных помещений для защиты населения;
- перемещение в прочные или заглубленные помещения уникального и особо ценного имущества;
- подготовку к восстановительным работам и мерам по жизнеобеспечению населения.
- уменьшение воздействия вторичных факторов поражения (пожаров, прорывов плотин, аварий);
- повышение устойчивости линий связи и сетей электроснабжения;
- укрытие в прочных сооружениях и местах, обеспечивающих защиту сельскохозяйственных животных; заготовка для них воды и кормов.
Меры по снижению возможного ущерба от ураганов, бурь и смерчей принимаются с учетом соотношения степени риска и возможных масштабов ущерба к требуемым затратам. Особое внимание при проведении заблаговременных и оперативных мер по снижению ущерба обращается на предотвращение тех разрушений, которые могут привести к возникновению вторичных факторов поражения, превышающих по тяжести воздействие самого стихийного бедствия.
Важным направлением работы по снижению ущерба является борьба за устойчивость линий связи, сетей электроснабжения, городского и междугородного транспорта. Основным способом повышения устойчивости в этом случае является их дублирование временными и более надежными в условиях сильного ветра средствами.

2.2 Мероприятия по защите населения от смерчей

Защита населения от чрезвычайных ситуаций - это совокупность взаимоувязанных по времени, ресурсам и месту проведения мероприятий РСЧС, направленных на предотвращение или предельное снижение потерь населения и угрозы его жизни и здоровью от поражающих факторов и воздействий источников чрезвычайных ситуаций [12, C. 119].
Необходимость подготовки и осуществления мероприятий по защите населения от чрезвычайных ситуаций природного характера обусловливается:
 риском для человека подвергнуться воздействию поражающих факторов стихийных бедствий, аварий, природных и техногенных катастроф;
 предоставленным законодательством правом людей на защиту жизни, здоровья и личного имущества в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.
Мероприятия защиты населения являются составной частью предупредительных мер и мер по ликвидации чрезвычайных ситуаций и, следовательно, выполняются как в превентивном (предупредительном), так и оперативном порядке с учетом возможных опасностей и угроз. При этом учитываются особенности расселения людей, природно-климатические и другие местные условия, а также экономические возможности по подготовке и реализации защитных мероприятий.
Мероприятия по подготовке страны к защите населения проводятся по территориально-производственному принципу. Они осуществляются не только в связи с возможными чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера, но и в предвидении опасностей, возникающих при ведении военных действий или вследствие их, поскольку значительная часть этих мероприятий эффективна как в мирное, так и военное время.
Меры по защите населения от чрезвычайных ситуаций осуществляются силами и средствами предприятий, учреждений, организаций, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, на территории которых возможна или сложилась чрезвычайная ситуация [3, C. 199].
Комплекс мероприятий по защите населения включает:
 оповещение населения об опасности, его информирование о порядке действий в сложившихся чрезвычайных условиях;
 эвакуационные мероприятия;
 меры по инженерной защите населения;
 меры радиационной и химической защиты;
 медицинские мероприятия;
 подготовку населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций.
Одно из главных мероприятий по защите населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера - его своевременное оповещение и информирование о возникновении или угрозе возникновения какой-либо опасности. Оповестить население означает своевременно предупредить его о надвигающейся опасности и создавшейся обстановке, а также проинформировать о порядке поведения в этих условиях. Заранее установленные сигналы, распоряжения и информация относительно возникающих угроз и порядка поведения в создавшихся условиях доводятся в сжатые сроки до органов управления, должностных лиц и сил Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Ответственность за организацию и практическое осуществление оповещения несут руководители органов исполнительной власти соответствующего уровня.
В системе РСЧС порядок оповещения населения предусматривает сначала при любом характере опасности включение электрических сирен, прерывистый (завывающий) звук которых означает единый сигнал опасности - «Внимание всем!». Услышав этот звук (сигнал), люди должны немедленно включить имеющиеся у них средства приема речевой информации - радиоточки, радиоприемники и телевизоры, чтобы прослушать информационные сообщения, а также рекомендации по поведению в сложившихся условиях. Речевая информация должна быть краткой, понятной и достаточно содержательной, позволяющей понять, что случилось и что следует делать [12, C. 201].
Для решения задач оповещения на всех уровнях РСЧС создаются специальные системы централизованного оповещения (СЦО). В РСЧС системы оповещения имеют несколько уровней - федеральный, региональный, территориальный, местный и объектовый. Основными уровнями, связанными непосредственно с оповещением населения, являются территориальный, местный и объектовый. Система оповещения любого уровня РСЧС представляет собой организационно-техническое объединение оперативно-дежурных служб органов управления ГОЧС данного уровня, специальной аппаратуры и средств оповещения, а также каналов (линий) связи, обеспечивающих передачу команд управления и речевой информации в чрезвычайных ситуациях. Основной способ оповещения и информирования населения - передача речевых сообщений по сетям вещания. При этом используются радиотрансляционные сети, радиовещательные и телевизионные станции (независимо от форм собственности). Речевая информация передается населению с перерывом программ вещания длительностью не более 5 минут. Менее чем за 30 минут можно обеспечить оповещение 90,8% населения Российской Федерации, менее чем за 5 минут - 78,5%. До 2010 г. на территории Российской Федерации предусмотрена поэтапная реконструкция систем оповещения, что позволит повысить уровень защиты населения в чрезвычайных ситуациях.
Система оповещения города. Верхнее звено системы оповещения крупного города, как правило, устанавливается в органе управления ГОЧС города, где организовано постоянное дежурство ответственных лиц.
Основным средством доведения до населения условного сигнала об опасности на территории Российской Федерации являются электрические сирены. Они устанавливаются по территории городов и населенных пунктов с таким расчетом, чтобы обеспечить, по возможности, их сплошное звукопокрытие. Сирены наружной установки обеспечивают радиус эффективного звукопокрытия в городе порядка 300-400 м. При однократном включении аппаратуры управления электросирена отрабатывает 11 циклов (165 с), после чего автоматически отключается питание электродвигателя. Как правило, сети электросирен, созданные на определенной территории, управляются централизованно из одного пункта оповещения [3, C. 212].
Другим эффективным элементом систем оповещения населения служат сети уличных громкоговорителей. Один громкоговоритель в условиях города при установке на уровне второго этажа (наиболее типичный вариант установки) обеспечивает надежное доведение информации в пределах порядка 40–50 м вдоль улицы. Таким образом, чтобы озвучить только одну улицу, необходимо установить значительное количество громкоговорителей. Поэтому постоянно действующие сети уличных громкоговорителей развернуты, как правило, лишь в центре городов и на главных улицах. В отличие от электросирен, передающих лишь условный сигнал опасности, с помощью уличных громкоговорителей можно транслировать звук электросирен и осуществлять затем передачу речевых информационных сообщений. Тем не менее учитывается, что эффективная площадь озвучивания одного громкоговорителя в 1 000 раз меньше площади озвучивания от одной сирены.
В чрезвычайных ситуациях используются все виды вещания на основе перехвата программ вещания, который осуществляется соответствующими органами управления ГОЧС с помощью специальной аппаратуры. Для оповещения населения и объектов в городе Москве создана система централизованного оповещения для всех зон города (Москва разбита на 46 зон), установлено 1 240 электросирен и 840 уличных громкоговорителей. Для оповещения и информирования населения Москвы в чрезвычайных ситуациях будут использоваться Первый и Третий канал телевидения, радио УКВ, программы «Маяк», «Европа+», «Авторадио», «Эхо Москвы», «Москва и москвичи». Московская система оповещения управляется оперативным дежурным Центра управления кризисными ситуациями [12, C. 216].
Эвакуация относится к основным способам защиты населения от чрезвычайных ситуаций, а в отдельных ситуациях (катастрофическое затопление, радиоактивное загрязнение местности) этот способ защиты является наиболее эффективным. Сущность эвакуации заключается в организованном перемещении населения и материальных ценностей в безопасные районы.
Виды эвакуации могут классифицироваться по разным признакам:
 видам опасности - эвакуация из зон возможного и реального химического, радиоактивного, биологического заражения (загрязнения), возможных сильных разрушений, возможного катастрофического затопления и других;
 способам эвакуации – различными видами транспорта, пешим порядком, комбинированным способом;
 удаленности - локальная (в пределах города, населенного пункта, района); местная (в границах субъекта Российской Федерации, муниципального образования); региональная (в границах федерального округа); государственная (в пределах Российской Федерации);
 временным показателям - временная (с возвращением на постоянное местожительство в течение нескольких суток); среднесрочная (до 1 месяца); продолжительная (более 1 месяца).
В зависимости от времени и сроков проведения выделяются следующие варианты эвакуации населения: упреждающая (заблаговре-менная) и экстренная (безотлагательная).
Заблаговременная эвакуация населения опасных районов проводится в случае краткосрочного прогноза возможности возникновения запроектной аварии на потенциально опасных объектах или стихийного бедствия.
Экстренная эвакуация населения из опасного района - при возникновении чрезвычайной ситуации.
Необходимость эвакуации и сроки ее осуществления определяются комиссиями по чрезвычайным ситуациям. Основанием для принятия решения на проведение эвакуации является наличие угрозы жизни и здоровью людей, оцениваемой по заранее установленным для каждого вида опасностям критериям. Для кратковременного размещения эвакуированного населения предусмотрено использование служебно-бытовых помещений, клубов, пансионатов, лечебно-оздоровительных учреждений, туристических баз, домов отдыха, санаториев, а также садово-огороднических товариществ. В летнее время возможно кратковременное размещение в палатках.
Эвакуация осуществляется по производственно-территориаль-ному принципу. Планирование, организация и проведение эвакуации населения возложены на эвакуационные органы и органы управления ГОЧС. Планы эвакуации являются частью планов действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
На все население, подлежащее эвакуации, по месту жительства, на предприятиях, в учреждениях и организациях составляются эвакуационные списки. Не занятые в производстве члены семей включаются в списки по месту работы главы семьи. Эвакуационные списки составляются заблаговременно.
Укрытие населения в защитных сооружениях при возникновении чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени имеет важное значение, особенно при возникновении трудностей и невозможности полной эвакуации населения из больших городов, а в сочетании с другими способами защиты обеспечивает снижение степени его поражения от всех возможных поражающих воздействий чрезвычайных ситуаций различного характера.
Защитное сооружение - это инженерное сооружение, предназначенное для укрытия людей, техники и имущества от опасностей, возникающих в результате аварий и катастроф на потенциально опасных объектах, опасных природных явлений в районах размещения этих объектов, а также от воздействия современных средств поражения [3, C. 215].
Защитные сооружения классифицируются по:
 назначению - для укрытия техники и имущества; для защиты людей (убежища, противорадиационные укрытия, простейшие укрытия);
 конструкции – открытого типа (щели, траншеи); закрытого типа (убежища, противорадиационные укрытия).
Надежным способом защиты людей в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени являются убежища.
Убежища - это защитные сооружения, в которых в течение определенного времени обеспечиваются условия для укрытия людей с целью защиты от воздействия современных средств поражения, поражающих факторов природных и техногенных катастроф.
Для защиты населения от чрезвычайных ситуаций могут использоваться защитные сооружения гражданской обороны, которые создают необходимые условия для сохранения жизни и здоровья людей не только в условиях военного времени, но и чрезвычайных ситуациях различного характера. Они обеспечивают защиту при радиационных и химических авариях, задымлениях, катастрофических затоплениях, смерчах, ураганах и т. п.
В убежищах могут быть развернуты пункты жизнеобеспечения аварийно-спасательных формирований и населения: питания, обогрева, оказания медицинской помощи, сбора пострадавших и другие.
Наращивание фонда защитных сооружений осуществляется путем:
 освоения подземного пространства городов для размещения объектов социально-бытового, производственного и хозяйственного назначения с учетом возможности приспособления их для укрытия населения;
 постановки на учет и в случае необходимости дооборудования имеющихся подвальных и других заглубленных сооружений и помещений наземных зданий и сооружений, метрополитенов, приспособления горных выработок и естественных полостей для защиты населения и материальных средств;
 возведения в угрожаемый период недостающих защитных сооружений с упрощенным внутренним оборудованием и укрытий простейшего типа.
В последнее время установлен также порядок использования защитных сооружений гражданской обороны. В мирное время они могут использоваться для нужд предприятий, учреждений, организаций и обслуживания населения. Предприятия, учреждения и организации, независимо от форм собственности, на балансе которых находятся защитные сооружения гражданской обороны, обеспечивают сохранность конструкций и оборудования, а также поддержание их в состоянии, необходимом для приведения в готовность к приему укрываемых в сроки до 12 часов.
В Москве на сегодняшний день имеется 7 057 защитных сооружений гражданской обороны. Из них в интересах экономики и обслуживания населения используется 77% [3, C. 177].
Учитывая, что защитные сооружения являются эффективной защитой населения от чрезвычайных ситуаций различного характера, федеральные органы исполнительной власти, органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, местного самоуправления, органы управления ГОЧС на всех уровнях, руководители предприятий должны планировать и осуществлять мероприятия по поддержанию в исправном состоянии имеющиеся защитные сооружения, готовности к использованию в установленные сроки, по дальнейшему накоплению защитных сооружений до требуемых объемов.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) – это предмет или группы предметов, предназначенные для защиты (обеспечения безопасности) одного человека от радиоактивных, опасных химических и биологических веществ, а также светового излучения ядерного взрыва.
По предназначению СИЗ подразделяется на средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) и средства защиты кожи (СЗК), принципу защитного действия - на средства индивидуальной защиты фильтрующего и изолирующего типов.
К средствам индивидуальной защиты органов дыхания относятся противогазы, респираторы и простейшие средства защиты типа противопыльных тканевых масок и ватно-марлевых повязок.
К средствам защиты кожи - специальная защитная одежда, изготавливаемая из прорезиненных и других тканей изолирующего типа, а также бытовая одежда из полиэтиленовых и других влаго- и пыленепроницаемых материалов.
Фильтрующие средства индивидуальной защиты обеспечивают защиту органов дыхания и кожи либо за счет поглощения вредных примесей, содержащихся в атмосфере окружающего воздуха, специальными химическими поглотителями, либо за счет осаждения крупных аэрозолей и твердых вредных примесей в атмосфере на мелкопористых тканевых материалах.
Средства защиты изолирующего типа производят защиту органов дыхания за счет подачи в организм человека чистого воздуха, получаемого с помощью автономных систем без использования для этих целей наружного воздуха. Защита кожи в данном случае обеспечивается полной ее изоляцией от окружающей среды.
Доступными для населения являются гражданские противогазы, которые накапливались и хранились на специальных складах для обеспечения защиты населения в военное время. Главное их предназначение - защита органов дыхания от отравляющих веществ и радиоактивной пыли. Это противогазы ГП-5 и ГП-7. Но они не обеспечивают защиту от ряда АХОВ, поэтому изготавливаются специальные патроны ДПГ-1 ДПГ-3 для защиты от аммиака, хлора, фосгена и других. Патрон защитный универсальный ПЗУ-К обеспечивает защиту органов дыхания как от окиси углерода, так и ряда АХОВ. Но выпуск дополнительных патронов в настоящее время крайне ограничен по причине отсутствия средств на их производство.
Задача федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, местного самоуправления, органов управления ГОЧС - обеспечение накопления необходимого количества средств индивидуальной защиты и своевременность их выдачи населению при возникновении чрезвычайных ситуаций.
Медицинские мероприятия по защите населения представляют собой комплекс мероприятий (организационных, лечебно-профилактических, санитарно-гигиенических и др.), направленных на предотвращение или ослабление поражающих воздействий чрезвычайных ситуаций на людей, оказание пострадавшим медицинской помощи, а также на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия в районах чрезвычайных ситуаций и местах размещения эвакуированного населения.
Объем и характер проводимых мероприятий зависят от конкретных условий обстановки, особенностей поражающих факторов источника и самой чрезвычайной ситуации и включают в себя применение соответствующих профилактических и лечебных средств (радиозащитных препаратов, снижающих степень лучевого поражения; антидотов (противоядий) от химически опасных веществ; противобактериальных средств; дегазирующих, дезактивирующих и дезинфицирующих растворов; перевязочных и обезболивающих средств).
В состав медицинских средств индивидуальной защиты включены химические, химиотерапевтические, биологические препараты и перевязочные средства, предназначенные для предотвращения или ослабления воздействия на человека поражающих факторов источников и самих чрезвычайных ситуаций. Эти средства могут использоваться самостоятельно, либо в порядке взаимопомощи.
К табельным медицинским средствам индивидуальной защиты относятся аптечка индивидуальная АИ–2; индивидуальный противохимический пакет (ИПП–8, ИПП–10, ИПП–11); пакет перевязочный медицинский (ППМ).

2.3 Возможности прогнозирования смерчей

Явление, которое трудно обнаружить и измерить, еще более трудно спрогнозировать. Вместе с тем физическая и энергетическая связь образования смерчей с большими скоплениями кучево-дождевой облачности, а через них с процессами синоптического масштаба, позволяет выделить ситуации и зоны, благоприятные для возникновения смерчей. Хотя вероятность возникновения смерчей даже и в таких зонах невелика, она все же значительно выше их климатической вероятности. После обнаружения смерча в такой зоне, можно принять определенные меры по предупреждению населения о направлении его перемещения. В связи с тем что метеорологическая сеть редка, большинство смерчей даже в США, где они часто повторяются, обычно обнаруживают визуально наблюдатели или простые граждане, которые уведомляют об этом официальных лиц по телефону или какими-либо другими способами. Это дает возможность оповестить жителей окрестных городов и селений о приближающейся опасности [3, C. 206].
Техническими средствами, позволяющими иногда обнаружить смерчи, являются метеорологические радиолокаторы. Однако обычный радиолокатор не в состоянии установить наличие смерча, поскольку размеры смерча слишком малы. Случаи обнаружения смерчей обычными радиолокаторами отмечались лишь на очень близком расстоянии. Смерч в таких случаях на экране обнаруживается внутри большой зоны радиоэха в виде свободного от облаков пятна - глаза . Иногда на наличие смерча указывает радиоэхо крючкообразной формы, отходящее от крупного радиоэха основного массива облаков. В большинстве же случаев смерчи наблюдаются при радиоэхо любой формы. Большую помощь радиолокатор может оказать при слежении за смерчем. Когда на экране радиолокатора можно выделить радиоэхо облака, связанное со смерчем, оказывается возможным за один-два часа предупредить о приближении смерча.
В последние годы в исследовательской и в настоящее время в оперативной работе ряда метеорологических служб используются доплеровскне радиолокаторы. Если с помощью обычного радиолокатора интенсивность осадков определяется по степени отражения сигнала от облака, то с помощью доплеровского радиолокатора имеется возможность определять скорость и направление ветра в облаке по изменению частоты отраженного сигнала. Благодаря таким возможностям доплеровского радиолокатора удается оценить трехмерное поле скоростей ветра в облаке. В 70-е годы с помощью доплеровских локаторов инструментально было подтверждено наличие во вращающихся мощных кучево-дождевых облаках мезовихрей (мезоциклонов) и описаны их характеристики. Так, за 40-50 мин до образования смерча, в кучево-дождевом облаке в средней тропосфере образуется мезоциклон диаметром 4-8 км, который затем суживается и распространяется вверх и вниз. В его правой передней части примерно в 60-70% случаев возникает смерч. Однако только 60% всех смерчей связаны с образованными в кучево-дождевых облаках мезоциклонами.
В Национальном центре по прогнозу сильных штормов в США для прогноза смерчей используются полученные на большом статистическом материале пять синоптических признаков атмосферных процессов, способствующих образованию интенсивных конвективных явлений, в том числе и смерчей:
1) наличие динамического фактора, обеспечивающего подъем теплого и влажного воздуха нижней тропосферы вверх, что имеет место в волновых возмущениях, циклонах, на фронтах и на разделах воздушных масс с различной влажностью.
2) большая конвективная неустойчивость в атмосфере, характеризующаяся вертикальными градиентами температуры значительно больше влажноадиабатических;
3) сильные с большим вертикальным сдвигом юго-западные ветры в средней и верхней тропосфере (наличие мощного струйного течения) и существование в пограничном слое атмосферы струйного течения нижних уровней, имеющего юго-восточное или южное направление;
4) подток с юга и юго-востока влажного воздуха в слое земля-1000 м и сухого воздуха с запада и юго-запада в слое 1000-2500 м;
5) наличие задерживающего слоя выше пограничного слоя, вследствие чего образование мощных кучево-дождевых облаков происходит взрывным образом.

3 Способ борьбы со смерчем

В настоящее время существует способ борьбы со смерчем, который заключается во введении в канал смерча заряда взрывчатого вещества, которое и подрывают на заданной высоте. Заявка ФРГ N 1200603, кл. А 01 G 15/00, 1965. Патент ФРГ N 834296, кл. А 01 G 15/00, 1951. Разработчик Таланов Борис Петрович.
Использование изобретения: агрометеорология и защита от стихийных бедствий. Сущность изобретения: способ борьбы со смерчем заключается во введении в канал смерча заряда взрывчатого вещества, которое и подрывают на заданной высоте. Для введения вещества в канал его заряд размещают на пути движения смерча в области засасывающего действия последнего. Заряд снабжен устройством для облегчения его подъема в канал смерча и закреплен на грунте. При поднятии в канал смерча заряда до полного натяжения троса этот заряд взрывается.
Изобретение относится к способам борьбы со стихийными бедствиями смерчем, тромбами или торнадо.
Борьба со смерчами (примем однозначное наименование ко всем видам стихийного бедствия) носит, главным образом, пассивный характер, который включает в себя мероприятия эвакуации населения, дорогостоящих народнохозяйственных грузов, обесточивание района, по которому должен пройти смерч.
Недостатками таких мероприятий следует считать:
механические разрушения жилых районов,
уничтожение посевов и лесных массивов,
возникновение пожаров со всеми последствиями.
Известен способ борьбы со смерчем, который заключается в введении в ствол смерча взрывного заряда и его подрыв на заданной высоте. Подрыв и воздействие взрывной волной на ствол смерча осуществляют путем обстрела фронта смерча, встречным взрывом, который направлен навстречу движущемуся смерчу, или ввод взрывного заряда сверху и его подрыв на заданной высоте, причем подрыв осуществляют в зоне низкоэнергетической части ствола (патент ФРГ N 834296, 1951г, кл. А 01 G 15/00).
Недостатками известного технического решения следует считать:
в основном, произойдет отклонение ствола смерча, что не может гарантировать уничтожение смерча,
обстрел требует использование сложной техники и наличие дорог, что не имеется в ненаселенной местности,
введение заряда сверху, допустим с летательного аппарата, затруднено из-за воздушного потока снизу, который приведет к перемещению аппарата и смещению точки подрыва, кроме этого возможно столкновение с втянутыми в ствол значительной массы посторонних объектов, например, деревьев.
Целью предложения является устранение указанных недостатков, а именно возможность использования при любом характере местности (на воде, на суше, в ненаселенной местности), возможность использования элементов с низкой стоимостью и легко доставляемые на местность.
Поставленная цель достигается тем, что для введения в ствол смерча взрывного заряда его размещают на пути движения смерча в предполагаемой области засасывающего действия последнего, при этом взрывной заряд снабжают устройством для облегчения его подъема в канал ствола и тросом, который закрепляют на грунте для подрыва взрывного заряда в стволе смерча при натяжении троса по всей своей длинне. На фигурах представлены качественные процессы, которые происходят при использовании способа. На фигуре 1 представлен вид ствола смерча с графиком изменения давления по высоте, а также изменение давления внутри ствола смерча в радиальном направлении, на фигуре 2 представлен процесс взрыва и процесс разрушения ствола смерча во времени, на фигуре 3 представлено устройство, которое позволяет осуществить способ.
Столб смерча движется со скоростью V2 над поверхностью земли или водной среды, скорость потока по вертикальной оси в стволе смерча обозначена V1. Начальное положение ствола смерча обозначено индексом 1. Ствол смерча имеет условно цилиндрическую форму. Распределение давления по вертикальной оси представлено на рис. 1 и 2. Давление меняется по вертикальной оси ствола путем уменьшения (именно эти и объясняется засасывающие свойства свода смерча). Давление в радиальном направлении и относительно оси ствола смерча показаны на рис. 1 (слева третья) и на фигуре 2 (слева третья), индекс «а».

Рис. 1. Давление в радиальном направлении и относительно оси ствола смерча

Рис. 2. После взрыва ствол смерча «раздувается
После взрыва ствол смерча «раздувается, как показано на рис. 2 (первая слева), индекс «b», а также на средней и левой части рис. 2. Видно, что давление падает после кратковременного повышения за счет ударной волны. Происходит необратимое разрушение ствола смерча, т.к. возникает волна не только в радиальном направлении, но и по оси. Эта волна приведет к повышению давления как вверх, так и вниз по оси ствола. Волна, которая будет направлена вниз сразу же уничтожит всасывающие свойства потока воздуха в стволе смерча, а волна, которая направлена вверх, повысит давление в верхней части ствола смерча, что также приведет к уничтожению всасывающих свойств потока воздуха в стволе смерча. Обратная волна не изменит процесса, т.к. силы взаимоуравновесятся.
Осуществление способа показано на рис. 3 на пути движения смерча устанавливается подъемное устройство в виде шара 1 с газом, на котором закреплен взрывной заряд 2. Шар 1 с взрывным зарядом 2 закреплен тросом 3 на почве 4 (или якорем на водной среде). Шар 1, когда он попадает в зону ствола 5 смерча, затягивается восходящим потоком, натягивает трос 3 в своем крайнем верхнем положении, которое определяется длиной троса, и происходит подрыв взрывного устройства. Процессы, которые описаны выше, приводят к разрушению ствола смерча.

Рис.3. Осуществление способа борьбы со смерчем, который заключается во введении в канал смерча заряда взрывчатого вещества, которое и подрывают на заданной высоте

Организационно борьбу со смерчем осуществляют следующие образом:
При поступлении данных о возникновений смерча, допустим со спутника, его параметры передаются в службу определения его мощности, ожидаемого направления движения. Определяется высота подрыва взрывного заряда и его мощность. На траекторию движения смерча высылается летательный аппарат с операторами, которые спускаются на местность, устанавливают устройства, которые представлены на рис. 3, причем с запасом по фронту и по траектории движения. Далее процесс происходит без вмешательства операторов.
Таким образом, достигаются все поставленные цели: при использовании минимальной по сложности и числу элементов техники уничтожается смерч любого направления движения, в любой местности и любой мощности.
Способ борьбы сo смерчем, включающий введение в ствол смерча взрывного заряда и его подрыв там на заданной высоте, отличающийся тем, что для введения взрывного заряда в ствол смерча его размещают на пути движения смерча в предполагаемой области засасывающего действия последнего, при этом взрывной заряд снабжают устройством для облегчения его подъема в канал ствола и тросом, который закрепляют на грунте для подрыва взрывного заряда в стволе смерча при натяжении троса по всей своей длине.

Заключение

Смерчи, бури и ураганы – это одни из самых мощных сил природной стихии. Они наносят значительный ущерб населению, вызывают значительные затруднения, приводят к человеческим жертвам. Их сравнивают с наводнениями и землетрясениями по разрушительному воздействию. Разрушающее действие смерчей, бурь и ураганов зависит от скоростного напора воздушных масс, который обладает метательным действием и обуславливает силу динамического удара.
Часто ураганы и бури сопровождаются выпадением града и грозовыми явлениями. Зарождаясь в океане ураган, приходит на сушу, принося с собой катастрофические разрушения. В результате совместного действия ветра и воды сносятся легкие и повреждаются прочные строения, опустошаются поля, обрываются провода линий связи и электропередачи, с корнями вырываются и ломаются деревья, гибнут люди и животные, уничтожаются дороги, тонут корабли.
Даже несмотря на то, что смерчи и ураганы быстро и опасно «нападают» на население, их скорость, разрушительность и территорию сегодня легко спрогнозировать. Следовательно, можно ввести комплекс мероприятий по предупреждению населения о возникающей угрозе. Ведь порой разрушающие последствия от ураганов и бурь ничуть не меньше, чем у землетрясений. Разбушевавшиеся воздушные массы могут мощно и на огромной скорости внезапно ударить. А если население не проинформировано, последствия будут катастрофическими.
Все мероприятия по возможности предотвращения неожиданных последствий делятся на предупредительные и защитные.
Предупредительные работы реализуются задолго до начала действия бури или урагана для защиты от возможного последствия. Эти работы рассчитаны на продолжительное время для возможности подготовки населения, армии, техники. К ним относятся: ведение земляных работ в месте возможного урагана или смерча; материальная и психологическая подготовка населения и спасательных служб; усиление строений, наиболее подверженных к разрушению ветром; демонтаж старых и ветхих строений; составление четкого плана временной эвакуации людей во время урагана.
Защитные мероприятия направлены на конкретные действия, которые должны выполняться после озвучивания штормового предупреждения. Это приблизительное прогнозирование времени и территории «пролегания» урагана или смерча и возможные последствия; быстрая мобилизация населения и персонала спасательных служб для избегания человеческих жертв; подготовка убежищ и подвалов для эвакуации людей и ценных вещей (чтобы заранее предупредить мародерство и возможные преступления); заблаговременная подготовка к возможным восстановительным работам на случай разрушений или нестандартных ситуаций во время урагана или бури.
Особое внимание следует обратить на оперативность при возможных будущих работах по расчистке завалов на дорогах, автострадах, железнодорожных путях. Так же требуют внимания линии электропередачи, телефонные линии для возможной связи после прошедшего урагана (бури, смерча). Все мероприятия снизят возможные последствия в виде разрушений и гибели жителей.
В настоящее время существует способ борьбы со смерчем, который заключается во введении в канал смерча заряда взрывчатого вещества, которое и подрывают на заданной высоте. Для введения вещества в канал его заряд размещают на пути движения смерча в области засасывающего действия последнего. Заряд снабжен устройством для облегчения его подъема в канал смерча и закреплен на грунте. При поднятии в канал смерча заряда до полного натяжения троса этот заряд взрывается.
Изобретение относится к способам борьбы со стихийными бедствиями смерчем, тромбами или торнадо.

Список использованной литературы

1. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие. 3-е изд., испр. и доп. / Под ред. О.Н. Русака. СПб.: Лань, 2008. 345с.
2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. Э.А. Арустамова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Дашков и К, 2007.312с.
3. Белова С.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. – 2е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк, 2009. 361с.
4. Дж. Кристенсон Торнадо и смерчи. М.:Эколитгиз, 2004. 216с.
5. Железовский Б. Хрестоматия по природоведению. – Саратов: Регион. 2006., 166с.
6. Кармазинов Ф., Русак О.Н. и др. Безопасность жизнедеятельности: Словарь-справочник. СПб.: Лань, 2001. 198с.
7. Кушин В.В. Смерч. М.: Энергоатомиздат, 1993. 127с.
8. Наливкин Д.В. Смерчи. М.: Наука, 1984. 119с.
9. Сибиряков А.С. Мировые природные катастрофы. Л.: Издательство «Дело», 2009, 312с.
10. Сноу Д.Т. Торнадо //В мире науки. 1984. №6. С.44-54.
11. Ханжин Г.Б. Ветра изнутри. М.: Инфра-М, 2001.69с.
12. Шлендер П.Э., Маслова В.М., Подгаецкий СИ. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие/Подред. проф. П.Э. Шлендера. М.: Вузовский учебник, 2003. 208 с.

Приложения

Приложение 1
Понятие и виды смерчей

Смерч (торнадо) - атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров.

Виды смерчей

Бичеподобные Расплывчатые Составные Огненные

наиболее распространённый тип смерчей. Воронка выглядит гладкой, тонкой, может быть весьма извилистой. Длина воронки значительно превосходит её радиус. Слабые смерчи и опускающиеся на воду смерчевые воронки, как правило, являются бичеподобными смерчами.
выглядят как лохматые, вращающиеся, достигающие земли облака. Иногда диаметр такого смерча даже превосходит его высоту. Все воронки большого диаметра (более 0,5 км) являются расплывчатыми. Обычно это очень мощные вихри, часто составные.
могут состоять из двух и более отдельных тромбов вокруг главного центрального смерча. Подобные торнадо могут быть практически любой мощности, однако, чаще всего это очень мощные смерчи. Они наносят значительный ущерб на обширных территориях. обычные смерчи, порождаемые облаком, образованным в результате сильного пожара или извержения вулкана. Именно такие смерчи впервые были искусственно созданы человеком.

Приложение 2

Мероприятия по защите населения при смерчах

Заблаговременные
ограничения в размещении объектов с опасными производствами в районах, подверженных воздействиям ураганов и бурь;
демонтаж некоторых устаревших или непрочных зданий и сооружений;
укрепление производственных и жилых зданий и сооружений
.
Оперативно защитные
прогнозирование пути прохождения и времени подхода урагана (бури) к различным районам региона и его возможных последствий;
усиление надзора за выполнением постоянных правил безопасности;
переход различных объектов экономики на безопасный режим работы в условиях сильного ветра
.

Приложение 3
Защитные мероприятия, проводимые после получения штормового предупреждения
Защитные мероприятия, проводимые после получения штормового предупреждения
- своевременный прогноз и оповещение населения
- прогнозирование пути прохождения и времени подхода к различным районам урагана (бури, смерча), а также его последствий;
- оперативное увеличение размеров материально-технического резерва, необходимого для ликвидации последствий урагана (бури, смерча);
- частичную эвакуацию населения; - подготовку убежищ, подвалов и других заглубленных помещений для защиты населения;
- перемещение в прочные или заглубленные помещения уникального и особо ценного имущества;
- подготовку к восстановительным работам и мерам по жизнеобеспечению населения.
- уменьшение воздействия вторичных факторов поражения (пожаров, прорывов плотин, аварий);
- повышение устойчивости линий связи и сетей электроснабжения;
- укрытие в прочных сооружениях и местах, обеспечивающих защиту сельскохозяйственных животных; заготовка для них воды и кормов.


Скачиваний: 2
Просмотров: 3
Скачать реферат Заказать реферат