Зависимость между магнитудой и интенсивностью землетрясений
Землетрясения распространены по земной поверхности очень неравномерно. Анализ сейсмических и географических данных позволяет наметить те области, где следует ожидать в будущем землетрясения и оценить их интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования.
Карта сейсмического районирования — это официальный документ, которым должны руководствоваться проектирующие организации. В районах, подверженных землетрясениям, осуществляется сейсмостойкое, или антисейсмическое, строительство. Это значит, что при проектировании и строительстве учитываются возможные воздействия на здания и сооружения сейсмических сил. Требования к объектам, строящимся в сейсмических районах, устанавливаются строительными нормами и правилами и другими документами. По принятой в России 12-балльной шкале опасными для зданий и сооружений считаются землетрясения, интенсивность которых составляет 7 баллов и более. Строительство в районах с сейсмичностью, превышающей 9 баллов, неэкономично. Поэтому правила и нормы ограничиваются районами 7–9-балльной сейсмичности. Различают две группы антисейсмических мероприятий:
1) предупредительные, профилактические мероприятия, осуществляемые до возможного землетрясения;
2) мероприятия, осуществляемые непосредственно перед, во время и после землетрясения, то есть действия в чрезвычайных ситуациях.
К первой группе относится изучение природы землетрясений, раскрытие его механизма, идентификация предвестников, разработка методов прогноза и др. На основе исследований природы землетрясений могут быть разработаны методы предотвращения и прогноза этого опасного явления. Очень важно выбирать места расположения населенных пунктов и предприятий с учетом сейсмостойкости района. Защита расстоянием — лучшее средство при решении вопросов безопасности при землетрясениях. Если строительство все-таки приходится вести в сейсмоопасных районах, то необходимо учитывать требования соответствующих правил и норм (СНиПов), сводящиеся в основном к усилению зданий и сооружений. Эффективность действий в условиях землетрясений зависит от уровня организации аварийно-спасательных работ, эффективности системы оповещения и обученности населения. При первом толчке землетрясения необходимо срочно покинуть здание (в запасе есть 10…15 секунд) либо занять наиболее безопасное место внутри здания: под дверным проемом, в проемах капитальных внутренних стен или в углах от этих стен, под балками каркаса. В любом случае нельзя поддаваться панике, суетиться и действовать необдуманно.
Извержение вулканов. Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканизмом. Основные опасности — лавовые фонтаны, потоки горячей лавы, раскаленные газы. Продукты пеплогазовых столбов разносятся на сотни километров, уменьшают освещенность, оказывая отрицательное влияние на окружающую среду. Профилактические мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительстве дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую и др. Наиболее надежный способ уберечься от извержения вулкана — выбор места жительства далеко от действующих вулканов.
Сели- кратковременные бурные паводки на горных реках, имеющие характер грязекаменных потоков. К профилактическим противоселевым мероприятиям относятся: гидротехнические сооружения (селезадерживающие, селенаправляющие и др.), спуск талой воды, закрепление растительного слоя на горных склонах, лесопосадочные работы, регулирование рубки леса и др. В селеопасных районах создаются автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатываются соответствующие планы мероприятий.
Лавина — это снежный обвал, масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега. Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной массы, обладающей огромной разрушительной силой. Лавины образуются на безлесных склонах крутизной от 15˚ и более. Оптимальные условия для образования лавин возникают на склонах в 30˚40˚. При крутизне более 50˚ снег осыпается к подножию склона, и лавины не успевают сформироваться. Сход лавины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого — более 70 см. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, а в среднем 20…30 м/с. Точный прогноз времени схода лавины невозможен. Противолавинные профилактические мероприятия делятся на 2 группы: пассивные и активные.
Пассивные методы состоят в использовании опорных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадках и восстановлении леса и др..
Активные методы заключаются в искусственном провоцировании схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности. С этой целью производится обстрел головных частей потенциальных срывов лавины разрывными снарядами или минами, организуются взрывы направленного действия, используются сильные источники звука. В лавиноопасных регионах могут создаваться противолавинные службы, предусматривается система оповещения и разрабатываются планы мероприятий по защите от лавин.
Оползень— скользящее смещение масс грунта вниз по уклону под действием силы тяжести. По скорости движения оползни бывают быстрые (время развития измеряется секундами или минутами), средней скорости (минуты, часы), медленные (дни, годы). Предупреждение и защита от оползней предусматривает ряд пассивных и активных мероприятий. К пассивным относят мероприятия охранно-ограничительного вида:
запрещение строительства, производства взрывных работ, надрезки оползневых склонов.
К активным мероприятиям относят возведение различных инженерных сооружений: подпорных стенок, свайных рядов и т. п. В опасных местах предусматривается система наблюдения и оповещения населения, а также действия соответствующих служб по организации аварийно-спасательных работ. К мерам защиты относятся также: перехват подземных вод выше оползня, выполаживание склонов, укрепление откосов, сооружение
каналов и кюветов для стоков поверхностных вод и т. д.
Гидросферные опасности
Наводнение — затопление пониженных частей речной поймы, дельты, береговой зоны моря, носящее катастрофический характер. Половодьем называют ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды.
Паводок— сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье, а последнее — наводнение. Защита людей в условиях наводнений включает оповещение, эвакуацию людей и другие мероприятия в соответствии с планами борьбы с наводнениями и защиты населения. Наиболее эффективный способ борьбы с речными наводнениями — регулирование речного стока путем создания водохранилищ.
Цунами— это гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна при сильных подводных землетрясениях, реже при вулканических извержениях. Важное значение для защиты населения от цунами имеют службы предупреждения о приближении волн, основанные на опережающей регистрации землетрясений береговыми сейсмографами. При извещении о цунами необходимо срочно покинуть зону возможного удара волны и территорию затопления на расстояние 2…3 км. Если это невозможно сделать, следует подняться на самое возвышенное место или на верхние этажи наиболее прочных домов. В случае отсутствия поблизости необходимых строений нужно спрятаться за любую преграду, которая может защитить от движущейся воды (дорожную насыпь, большие камни) и постараться держаться за крепкое дерево, камень или другие выступающие предметы.
Атмосферные опасности
Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре называетсяциклоном.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.
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 -3C, но иногда и более низких. Корка намерзшего льда может достигать толщины нескольких сантиметров и вызывать обламывание сучьев, обрывы проводов и т. п. Гололед создает опасность для пешеходов, движения транспорта.
Гололедица — это лед, образовавшийся на земной поверхности после оттепели или дождя в результате наступившего похолодания, а также при замерзании мокрого снега, дождя или мороси на сильно охлажденной поверхности.
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 большинстве случаев образуются 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.
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 часа. Разработаны радиологические методы определения градоносностии 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.
Гром— звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Гром вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии, оказывает пугающее психологическое воздействие на людей.
Молния— это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом. Молнии делятся на внутриоблачные, то есть проходящие в самых грозовых облаках, и наземные, то есть ударяющие в землю.
Буря— это очень сильный ветер, приводящий к большому волнению на море и к разрушениям на суше. Буря может наблюдаться при прохождении циклона, смерча. Скорость ветра у земной поверхности во время бури превышает 20 м/с и может достигать 50 м/c (с отдельными порывами до 100 м/с). Кратковременные усиления ветра до скоростей 20…30 м/с называются шквалами. Сильная буря на море называется штормом или тайфуном, а на суше — ураганом.
Ураган— это циклон, у которого давление в центре очень низкое, а ветры достигают большой и разрушительной силы. Скорость ветра во время урагана достигает 30 м/с и более.
Смерч— это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и затем распространяющийся в виде темного рукава или хобота по направлению к поверхности суши или моря. Смерчи над сушей называются тромбами, в США их называют торнадо. Как и ураганы, смерчи опознают со спутников погоды.
Космические опасности
Астероиды — это малые планеты, диаметр которых колеблется в пределах 1…1000 км. В настоящее время известно около 300 космических тел, которые могут пересекать орбиту Земли. По оценкам астрономов в космосе существует примерно 300 тыс. астероидов и комет. Встреча нашей планеты с такими небесными телами представляет серьезную угрозу для всей биосферы. Основным средством борьбы с астероидами и кометами, сближающимися с Землей, является ракетно-ядерная технология. В зависимости от размеров опасных космических объектов (ОКО) и используемых для их обнаружения информационных средств располагаемое на организацию противодействия время может изменяться в широких пределах — от нескольких суток до нескольких лет. С учетом операций на обнаружение, уточнение траектории и характеристик ОКО, а также запуск и подлетное время средств перехвата требуемая дальность обнаружения ОКО должна составлять 150 млн км от Земли. Предлагается разработать систему планетарной защиты от астероидов и комет, которая основана на двух принципах защиты:
1) изменении траектории ОКО;
2) разрушении его на несколько частей.
Солнечной радиацией называют излучение Солнца, имеющее электромагнитную и корпускулярную природу. Наиболее активной в биологическом отношении является ультрафиолетовая (УФ) часть солнечного спектра, которая у поверхности Земли представлена потоком волн в диапазоне 290…400 нм. чрезмерное солнечное облучение приводит к развитию выраженной эритемы с отеком кожи и ухудшением состояния здоровья. Наиболее частым поражением глаз при воздействии УФ-лучей является фото-
офтальмия. В этих случаях возникает гиперемия конъюнктивы, появляются блефароспазм, слезотечение и светобоязнь. Подобные поражения встречаются за счет отражения лучей солнца от поверхности снега в арктических и высокогорных районах («снеговая слепота»).
Известен фотосенсибилизирующий эффект у лиц, особо чувствительных к воздействию УФ-лучей, при работе с каменноугольным пеком. Повышение чувствительности к УФ-лучам наблюдается у больных со свинцовой интоксикацией, у детей, перенесших корь, и т. д. За последние годы в специальной литературе освещается вопрос о повышенной частоте возникновения рака кожи у лиц, постоянно подвергающихся избыточному солнечному облучению. В качестве аргумента приводятся сведения о большой частоте случаев рака кожи в южных районах по сравнению с распространением его на севере Длинноволновая часть солнечного спектра представлена ИК-излучением. ИК-излучение оказывает на организм тепловое воздействие. Чем короче длина волн, тем глубже проникновение их в ткани, но субъективное ощущение тепла и чувство жжения менее выражены. Напротив, длинноволновое ИК-излучение поглощается преимущественно поверхностными слоями кожи, где сосредоточены терморецепторы; чувство жжения при этом выражено. Наиболее неблагоприятное воздействие ИК-излучения проявляется в производственных условиях, где его мощность может во много раз превышать уровень, возможный в естественных условиях.