Название реферата: Стихийные атмосферные явления
Скачано с сайта: www.refbzd.ru
Дата размещения: 22.04.2013
Стихийные атмосферные явления
К природным опасностям относятся стихийные явления, которые представляют непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей.
Будучи естественными феноменами жизни и развития природной среды, они в то же время воспринимаются человеком как аномальные.
В безопасности жизнедеятельности рассматриваются не все природные катастрофы и стихийные явления, а лишь те из них, которые могут принести ущерб здоровью или привести к гибели людей.
Несмотря на глубокие различия в существе, все природные опасности подчиняются некоторым общим закономерностям.
Во-первых, для каждого вида опасностей характерна определенная пространственная приуроченность. Во-вторых, установлено, что чем больше интенсивность (мощность) опасного явления, тем реже оно случается. В-третьих, каждому виду опасностей предшествуют некоторые специфические признаки (предвестники). В-четвертых, при всей неожиданности той или иной природной опасности ее проявление может быть предсказано. Наконец, в-пятых, во многих случаях могут быть предусмотрены пассивные и активные защитные мероприятия от природных опасностей
Существует несколько видов природных стихийных явлений, но в данном реферате мы рассмотрим АТМОСФЕРНЫЕ стихийные явления.
Атмосферные явления представляют собой важный элемент погоды: от того, идёт ли дождь или снег, отмечается ли туман или пыльная буря, бушует ли метель или гроза, в значительной степени зависит как восприятие текущего состояния атмосферы живыми существами (человек, животные, растения), так и воздействие погоды на находящиеся под открытым небом машины и механизмы, постройки, дороги и т.д. Поэтому наблюдения за АТМОСФЕРНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ (их правильное определение, фиксация времени начала и прекращения, колебаний интенсивности) на сети метеостанций имеют большое значение. Впрочем, такие наблюдения доступны не только профессионалам, но и широкому кругу любителей природы; для этого нужно изучить описания явлений и понимать, с чем (условия ОБЛАЧНОСТИ, ВЕТЕР, диапазон ТЕМПЕРАТУРЫ и т.п.) связано то или иное ЯВЛЕНИЕ ПОГОДЫ.
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.
Структура тропического циклона
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 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.
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.
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 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.
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.
кратковременные атмосферные осадки, обычно в виде дождя (иногда мокрого снега, крупы), отличающиеся большой интенсивностью (до 100мм/ч). Ливни возникают в неустойчивых воздушных массах на холодном фронте или в результате конвекции.
(Конве́кция (от лат. convectio — принесение, доставка) — явление переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками самого вещества).
(метелица, вьюга) — перенос ветром снега над землей.
В метели может участвовать как снег, отложенный на поверхности земли, так и снег, выпадающий из облаков, который ещё не коснулся поверхности. По этому признаку различают:
верховую метель — снегопад при ветре, когда снежинки движутся вместе с потоком воздуха до момента касания ими земной поверхности, где они остаются лежать неподвижно;
низовую метель — ветровое перемещение отложенного ранее снега. Если высота подъема снежных частиц не превышает 10-20 см, это явление называют позёмкой;
общую метель — сочетание верховой и низовой метелей.
Некоторым аналогом низовых метелей могут служить пыльные бури. Более того, в засушливых, но холодных в зимнее время районах, возможны своеобразные снежно-песчаные позёмки и даже бури, при которых пыль и песок переносятся вместе с сухим снегом.
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 превышает 20 м/с и может достигать 100 м/с. В метеорологии применяется термин «шторм», а при скорости ветра больше 30 м/с — ураган. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называются шквалами.
природный разряд больших скоплений электрического заряда в нижних слоях атмосферы. Одним из первых это установил американский государственный деятель и ученый Б.Франклин. В 1752 он провел опыт с бумажным змеем, к шнуру которого был прикреплен металлический ключ, и получил от ключа искры во время грозы. С тех пор молния интенсивно изучалась как интересное явление природы, а также из-за серьезных повреждений линий электропередачи, домов и других строений, вызываемых прямым ударом молнии или наведенным ею напряжением.
Молния способна воздействовать на здания и сооружения прямыми ударами (первичное воздействие), которые вызывают непосредственное повреждение и разрушение, и вторичными воздействиями — посредством явлений электростатической и электромагнитной индукции. Высокий потенциал, создаваемый разрядами молнии, может заноситься в здания также по воздушным линиям и различным коммуникациям. Канал главного разряда молнии имеет температуру 20 000°С и выше, вызывающую пожары и взрывы в зданиях и сооружениях.
Схема развития наземной молнии
а, б – две ступени лидера; 1- облако; 2 – стримеры; 3 – канал
ступенчатого лидера; 4 – корона канала; 5- импульсная
корона на головке канал; в – образование главного канала молнии (К)
узкий чудовищно вращающийся столб воздуха, который тянется от грозового облака до земли. Поскольку ветер невидим, вы не всегда можете рассмотреть торнадо. Видимый признак – воронка, состоящая из водяных капель, иногда предметов, на протяжении своего существования торнадо не всегда соприкасается с поверхностью земли. Пыль и мусор во вращающейся воронке также делают торнадо видимым и указывают на положение смерча.
Известные факты
Торнадо - самое неистовое стихийное бедствие.
Существует две разновидности этого явления: торнадо, причиной возникновения которых стали сильнейшие грозы, и торнадо, появившиеся вследствие других факторов.
Как правило, торнадо появляются в результате грозы и часто наиболее опасны. Супершторм – продолжительная (более одного часа ) гроза продолжающаяся за счет, восходящего воздушного потока, наклонного и беспрестанно вращающегося. Ширина этого потока достигает 10 миль в диаметре и 50000 футов в высоту требуется от 20 до 60 минут для формирования торнадо. Ученые называют это вращение мезоциклон, когда он определяется на радаре Доплера. Торнадо – крайне небольшая часть этого масштабного круговращения. Наиболее мощные торнадо возникают в результате сильных гроз.
Торнадо второго вида образуются без участия восходящих крутящихся воздушных потоков. Такой торнадо – представляет собой вихрь пыли и мусора, образующийся возле самой поверхности земли, вдоль линии фронта ветра без той страшной крутящейся воронки. Другой вариант торнадо – смерч, или иначе ураган. Это явление характеризуется узкой веревочнообразной воронкой, которая образуется , когда грозовая туч еще только формируется и нет восходящего закручивающегося потока воздуха. Водяной смерч аналогичен «сухопутному» только возникает он над водой.
атмосферные вихри, возникающие в грозовом облаке и распространяющиеся вниз, часто до самой поверхности Земли, в виде тёмного столба (иногда с изогнутой осью вращения) диаметром до 1000 м., с воронкообразными расширениями сверху и снизу.
Атмосферные условия, необходимые для возникновения смерчей, включают высокую влажность, температурную нестабильность и схождение в одной точке теплого влажного воздуха на нижних высотах и прохладного сухого на больших. Сначала можно заметить тёмную вращающуюся воронку, затем наступает на какое-то время тишина, а потом неожиданно возникает смерч. Воздух в смерче вращается против часовой стрелки и одновременно поднимается по спирали, соприкасаясь с поверхностью Земли, втягивает пыль, воду и различные предметы. Эти разрушения связаны с действием стремительно вращающегося воздуха и резким подъемом воздушных масс вверх. В результате этих явлений некоторые объекты (автомобили, легкие дома, крыши зданий, люди и животные) могут отрываться от земли и переноситься на сотни метров. Такое действие торнадо часто вызывает разрушение поднятых объектов, а людям наносит травмы и контузии, которые могут привести к гибели. Также смерчи приводят к авиакатастрофам. Существуют смерчи недолго, от нескольких минут до нескольких часов, проходя за это время путь от сотен метров до десятков километров.
Мер предосторожности почти не существует, но люди могут переждать смерч в подвале или в убежище.
Смерчи происходят нечасто, однако за четырёхлетний период с 1995 по 1998 год было зарегистрировано 33 урагана, что составляет абсолютный рекорд.
В США смерчи называют торнадо.
ветры силой 12 баллов по шкале Бофорта, т. е. ветры, скорость которых превышает 32,6 м/с (117,3 км/ч).
Английский адмирал Френсис Бофорт ещё в 1806 г. предложил 12 - бальную шкалу ветров, названную по его имени шкалой Бофорта. Он подразделил ветры в зависимости от перемещения воздушных масс. Уже при силе в 9 баллов, когда скорость составляет от 20 до 24 м/сек, ветер валит ветхие строения, срывает крыши с домов. Его называют штормом. Если же скорость ветра достигает 32 м/сек, о нём говорят как об урагане. Штормы наиболее опасны на морских побережьях и в устьях больших рек, ибо шторм гонит огромные водяные валы. Эти валы заливают берега и разрушают всё. Зимой штормы могут поднимать в воздух огромные массы снега и вызывать снежные бури, что приводит к заносам, остановке движения автомобильного и железнодорожного транспорта, нарушению систем водо-, газо-, электроснабжения и связи.
Ураганами называют также тропические циклоны, возникающие в Тихом океане вблизи берегов Центральной Америки; на Дальнем Востоке и в районах Индийского океана ураганы носят название тайфунов, одних из наиболее опасных и разрушительных природных явлений на Земле. Во время тропических циклонов скорость ветра часто превышает 50 м/с, а иногда достигает 110 м/с. Тайфуны сопровождаются обычно интенсивными ливневыми дождями.
Сила тайфунов колоссальна: средний тайфун за сутки выделяет в 500 тыс. раз больше энергии, чем выделилось при взрыве атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. но обычно по площади действия относительно невелик - от 300 до 1000 км в диаметре. В самом его центре, где господствуют нисходящие воздушные потоки, почти нет ветра и облаков - это так называемый «глаз бури». Тому, кто попал в него, после кратковременной передышки следует ожидать не избавления от страданий, а самого худшего: дожди и ветер у границы «глаза» обрушатся с большей силой. Ураган на суше разрушает строения, линии связи и электропередач, повреждает транспортные коммуникации и мосты, ломает и вырывает с корнем деревья; при распространении над морем вызывает огромные волны высотой 10-12 м и более, повреждает или даже приводит к гибели суда.
Современные методы прогноза погоды позволяют за несколько часов и даже суток предупредить население города или целого прибрежного района о надвигающемся урагане или шторме. Наиболее надежной защитой населения от ураганов является использование защитных сооружений: метро, убежищ, подземных переходов, подвалов зданий и т. п. При этом в прибрежных районах необходимо учитывать возможное затопление низменных участков и выбирать защитные укрытия на возвышенных участках местности.
Для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море английский адмирал Ф. Бофорт в 1806 г. разработал условную шкалу, которая после изменений и уточнений в 1963 г. была принята Всемирной метеорологической организацией и широко применяется в синоптической практике.
Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта
(на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)
Баллы Бофорта |
Словесное определение силы ветра |
Скорость ветра в м/c |
Действие ветра | |
на суше |
на море | |||
0 |
Штиль |
0–0,2 |
Штиль. Дым поднима-ется вертикально |
Зеркально гладкое море |
1 |
Тихий |
0,3-1,5 |
Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеру |
Рябь, пены на гребнях нет |
2 |
Легкий |
1,6-3,3 |
Движение ветра ощуща-ется лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгер |
Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными |
3 |
Слабый |
3,4-5,4 |
Листья и тонкие ветви деревьев все время колышутся, ветер развевает верхние флаги |
Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют пену, изредка образуются маленькие белые барашки |
4 |
Умеренный |
5,5-7,9 |
Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев |
Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах |
5 |
Свежий |
8,0-10,7 |
Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями |
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги) |
6 |
Сильный |
10,8-13,8 |
Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода |
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади (вероятны брызги) |
7 |
Крепкий |
13,9-17,1 |
Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно |
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру |
8 |
Очень крепкий |
17,2-20,7 |
Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно |
Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра |
9 |
Шторм |
20,8-24,4 |
Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу |
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость |
10 |
Сильный шторм |
24,5-28,4 |
Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко |
Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образу-ющаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая |
11 |
Жестокий шторм |
28,5-32,6 |
Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко |
Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. |
12 |
Ураган |
32,7 и более |
Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко |
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все . покрыто полосами пены. Очень плохая видимость |