Доклад: Атмосферные опасности. Опасные атмосферные процессы Что относится к опасным атмосферным явлениям

Введение………………………………………………………… …………….3

1. Гололед…………………………………………………………… ………...5

2. Туман ……………………………………………………………………….7

3. Град……………………………….………………………………… ……...8

4. Гроза.……………………………………………………………… ..............9

5. Ураган………………………………………………..………… …………..17

6. Буря…………………………………………………………………… … ...17

7. Смерч………………………………………………………………… …......19

Заключение…………………………………………………… ………….........22

Список использованной литературы………………………………………...23

Введение

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

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

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

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

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

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

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

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

Атмосферные опасности - опасные природные, метеорологические процессы и явления, возникающие в атмосфере под действием различных природных факторов или их сочетаний, оказывающие или могущие оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую среду. К атмосферным природным явлениям относятся: сильный ветер, вихрь, ураган, циклон, шторм, смерч, шквал, продолжительный дождь, гроза, ливень, град, снег, гололед, заморозок, сильный снегопад, сильная метель, туман, пыльная буря, засуха и др. 1

1. Гололёд

Гололёд (ГОСТ Р 22.0.03-95) - это слой плотного льда на земной поверхности и на предметах в результате намерзания капель переохлажденного дождя, мороси или обильного тумана, а также при конденсации пара. Возникает при температуре от 0° до -15"С. 2 Осадки выпадают в виде переохлажденных капель, но при соприкосновении с поверхностью или предметами они замерзают, покрывая ее ледяным слоем. Типичной ситуацией для возникновения гололеда является приход зимой после сильных морозов относительно теплого и влажного воздуха, имеющего чаще всего температуру от 0° до -3°С. Налипание мокрого снега (снежные и ледяные корки), наиболее опасное для линий связи и электропередач, происходит при снегопадах и температуре от +Г до -3°С и скорости ветра 10-20 м/с. Опасность гололеда резко возрастает при усилении ветра. Это приводит к обрыву проводов электропередач. Самый сильный гололед в Новгороде отмечался весной 1959 г., он вызвал массовые повреждения линий связи и электропередач, в результате чего на некоторых направлениях связь с Новгородом была полностью прервана. Покрытие ледяной коркой поверхности мостовых и тротуаров при гололеде становится причиной многочисленных травм, а также аварий автомобильного транспорта. На полотне автодорог образуется накат, парализующий движение, как гололед. Эти явления характерны для приморских районов с влажным мягким климатом (Западная Европа, Япония, Сахалин и т.д.), но распространены и во внутриконтинентальных районах в начале и конце зимы. При замерзании переохлажденных капель тумана на различные предметы образуются гололедные (при температуре от 0° до -5°, реже -20°С) и изморозевые (при температуре от -10° до -30°, реже -40°С) корки. Вес гололедных корок может превышать 10 кг/м (до 35 кг/м - на Сахалине, до 86 кг/м - на Урале). Такая нагрузка разрушительна для большинства проводных линий и для многих мачт. Кроме того, высока вероятность обледенения самолетов вдоль лобовой части фюзеляжа, на винтах, ребрах крыльев и выступающих частях самолетов. Ухудшаются аэродинамические свойства, возникают вибрации, возможны аварии. Обледенение происходит в переохлажденных водяных облаках с температурой от 0° до -10°С. При соприкосновении с самолетом капли растекаются и замерзают, к ним примерзают снежинки из воздуха. Обледенение возможно и при полете под облаками в зоне переохлажденного дождя. Особенно опасно обледенение во фронтальных облаках, так как эти облака всегда смешанные, а их горизонтальные и вертикальные размеры сопоставимы с размерами фронтов и воздушных масс.

Различают гололед прозрачный и мутный (матовый). Мутный гололед возникает при более мелких каплях (мороси) и при более низких температурах. Изморозь возникает благодаря сублимации пара.
Гололед обилен в горах и при морском климате, например, на юге России и на Украине. Повторяемость гололеда наиболее высока там, где часты туманы при температуре от 0° до -5°С.
На Северном Кавказе в январе 1970 г. на проводах образовался лед весом 4-8 кг/м и диаметром отложений 150 мм, в результате разрушились многие линии электропередач и связи. Сильные гололеды отмечены в Донецком бассейне, на Южном Урале и др. Воздействие гололеда на хозяйство наиболее заметно в Западной Европе, США, Канаде, Японии, в южных районах бывшего СССР. Так, в феврале 1984 г. в Ставрополье гололед с ветром парализовал автодороги и вызвал аварию на 175 высоковольтных линиях (на 4 суток).

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

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

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

В большинстве случаев это туманы охлаждения, причем их делят на радиационные и адвективные. Радиационные туманы образуются над сушей при понижении температуры вследствие радиационного охлаждения земной поверхности, а от нее и воздуха. Наиболее часто они образуются в антициклонах. Адвективные туманы образуются вследствие охлаждения теплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Адвективные туманы развиваются как над сушей, так и над морем, чаще всего в теплых секторах циклонов. Адвективные туманы устойчивее, чем радиационные. Фронтальные туманы образуются вблизи атмосферных фронтов и перемещаются вместе с ними. Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспорта. Прогноз туманов имеет важное значение в безопасности.

Град- вид атмосферных осадков, состоящих из сферических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Плотность градин 0,5-0,9 г/см3. В 1 мин на 1 м2 падает 500-1000 градин. Продолжительность выпадения града обычно 5-10 мин, очень редко- до 1 ч. 3

Град выпадает в теплое время года, его образование связано с бурными атмосферными процессами в кучево-дождевых облаках. Восходящие потоки воздуха перемещают капельки воды в переохлажденном облаке, вода замерзает и смерзается в градины. При достижении определенной массы градины падают на землю.

Наибольшую опасность град представляет для растений - он может уничтожить весь урожай. Известны случаи гибели людей от града. Основными профилактическими мероприятиями являются защита в надежном укрытии.

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.

Гроза - атмосферное явление, связанное с развитием мощных кучевых облаков, возникновением электрических разрядов (молний), сопровождающееся звуковым эффектом (громом), шквалистым усилением ветра, ливнем, градом, понижением температуры. Сила грозы напрямую зависит от температуры воздуха - чем температура выше, тем сильнее гроза. Продолжительность грозы может составлять от нескольких минут до нескольких часов. Гроза относится к быстротекущим, бурным и чрезвычайно опасным атмосферным явлениям природы.

Признаки приближающейся грозы: быстрое развитие во второй половине дня мощных, темных кучевых дождевых облаков в виде горных хребтов с вершинами-наковальнями; резкое понижение атмосферного давления и температуры воздуха; изнурительная духота, безветрие; затишье в природе, появление на небе пелены; хорошая и отчетливая слышимость отдаленных звуков; приближающиеся раскаты грома, вспышки молний.

Поражающий фактор грозы - молния. Молния представляет собой высокоэнергетический электрический разряд, возникающий вследствие установления разности потенциалов (в несколько миллионов Вольт) между поверхностями облаков и земли. Гром - звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Вызывается колебаниями воздуха под влиянием мгновенного повышения давления на пути молнии.

Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. В раскрытие природы молнии внесли вклад американский физик Б. Франклин (1706-1790), русские ученые М. В. Ломоносов (1711-1765) и Г. Рихман(1711-1753), погибший от удара молнии при исследованиях атмосферного электричества. Молнии бывают линейными, шаровыми, плоскими, мешкообразными (рис. 1).

Характеристики линейной молнии:

длина - 2 - 50 км; ширина - до 10 м; сила тока - 50 - 60 тыс. А; скорость распространения - до 100 тыс. км/с; температура в канале молнии - 30 000° С; время жизни молнии - 0,001 - 0,002 с.

Молния чаще всего попадает: в высокое отдельно стоящее дерево, стог сена, печную трубу, высокое строение, вершину горы. В лесу молния часто поражает дуб, сосну, ель, реже березу, клен. Молния может вызвать пожар, взрыв, разрушение строений и конструкций, травмирование и гибель людей.

Молния поражает человека в следующих случаях: прямое попадание; прохождение электрического разряда в непосредственной близости (около 1 м) от человека; распространение электричества в сырой земле или в воде.

Правила поведения в здании: плотно закройте окна, двери; отсоедините электроприборы от источников питания; отключите наружную антенну; прекратите телефонные разговоры; не находитесь у окна, возле массивных металлических предметов, на крыше и на чердаке.
В лесу:

не находиться под кронами высоких или отдельно стоящих деревьев; не прислоняться к стволам деревьев; не располагаться у костра (столб горячего воздуха является хорошим проводником электричества); не влезать на высокие деревья.

На открытом месте: уйдите в укрытие, не располагайтесь плотной группой; не будьте самой высокой точкой в окрестности; не располагайтесь на возвышенностях, у металлических заборов, опор линий электропередач и под проводами; не ходите босиком; не прячьтесь в стоге сена или соломы; не поднимайте над головой токопроводящие предметы.

во время грозы не купайтесь; не располагайтесь в непосредственной близости от водоема; не плавайте на лодке; не ловите рыбу.

Для уменьшения вероятности поражения молнией тело человека должно иметь как можно меньший контакт с землей. Наиболее безопасным положением считается следующее: присесть, ступни поставить вместе, опустить голову на колени и обхватить их руками.

Шаровая молния. Общепринятого научного толкования природы шаровой молнии пока нет, многократными наблюдениями установлена ее связь с линейными молниями. Шаровая молния может появиться неожиданно в любом месте, она может быть шаровидной, яйцеобразной и грушевидной формы. Размеры шаровой молнии нередко достигают величины футбольного мяча, молния движется в пространстве медленно, с остановками, иногда взрывается, спокойно угасает, распадается на части или бесследно исчезает. «Живет» шаровая молния примерно одну минуту, во время ее движения слышится легкий свист или шипение; порой она движется беззвучно. Цвет шаровой молнии бывает различным: красным, белым, синим, черным, перламутровым. Иногда шаровая молния вращается и искрит; благодаря своей пластичности она может проникнуть в помещение, салон автомобиля, траектория ее движения и варианты поведения непредсказуемы.

Опасные явления зимнего периода

Атмосфера Земли оказывает большое влияние на жизнь и деятельность людей. Те явления, которые в ней происходят и наблюдаются на планете, представляют собой или опасность или затрудняют функционирование систем человека. Такими опасными явлениями можно считать туманы, молнии, ураганы, бури, смерчи, град и др. Опасные атмосферные явления могут возникнуть неожиданно, проявиться как стихийные, а значит принести значительный ущерб. Связаны опасные явления с особенностями атмосферной циркуляции, а иногда и с рельефом местности. Для зимнего периода характерны такие опасные явления, как снегопады, метели, морозы, гололедица и др.

Определение 1

Снегопад – интенсивное выпадение снега, приводящее к снижению видимости и затруднению движения транспорта.

Такая чрезвычайная ситуация, как снегопад, по величине наносимого ущерба занимает $4$-$5$ место в целом по миру, но иногда перемещается на $3$-$4$ место. Под действием снеговых нагрузок крыши домов могут ломаться, падают деревья, гибнут плантации и др. Средние снеговые нагрузки из максимальных могут превышать $250$ кг/куб м. Крупные города в результате снегопадов могут быть парализованы за считанные часы. Например, в $1967$ г. в Чикаго выпало $58$ см снега. Жители города его запомнили как «Снежную бурю 67-го» . Сила этого снегопада пришлась по Среднему Западу США и охватила территорию от Мичигана до Индианы. Эта снежная буря унесла с собой жизни $76$ человек.

В $1971$ г. сильный снегопад начался в Канаде , в провинциях Онтарио и Квебек, где за короткий период выпал $61$ см снега. Буря получила название «Восточно-Канадская метель 71-го» и сопровождалась сильным ветром. Видимость на дорогах была нулевая. Очень низкая температура вызвала смерть $20$ человек, и для местных жителей это стало настоящей катастрофой.

Тибет $2008$ г. Из-за большой высоты здесь прохладно и снега выпадает мало, но $2008$ г стал для местных жителей исключением. Мощный снегопад продолжался $36$ часов и завалил некоторые районы снегом, толщиной $180$ см. Средняя его толщина составляла $150$ см. Здания не выдерживали, дороги не функционировали.

Рекордсменом по снегопаду стал американский город Баффало в $1977$ г. По сравнению с окружающими территориями здесь более высокие температуры и меньшее количество выпадавшего зимой снега. Снегопад $1977$ г. был достаточно умеренный, но с очень сильным ветром, скорость которого составляла $70$ км в час. На этот момент в городе уже лежал слой снега. Не самый сильный снежный шторм вызвал страшный мороз, нулевую видимость и метель. После окончания снегопада в городе слой выпавшего снега составлял $5$ метров – это был абсолютный рекорд сезона.

Опасные явления летнего периода

Для летнего периода существуют свои опасные природные явления, связанные с атмосферой – это жара, суховеи, засухи. К ним еще относятся природные пожары, наводнения, смерчи, торнадо, вихри и др.

Определение 2

Смерч – это восходящий вихрь быстровращающегося воздуха с частицами песка, пыли, влаги

Над морем такой вихрь называют смерчем , а над сушей – тромбами . В Северной Америке тромбы получили название торнадо . Это воздушная воронка, свисающая из облака в виде хобота и ниспадающая к земле. Смерчи образуются в разных районах планеты и могут сопровождаться грозами и сильными ливнями. Возникнуть они могут как над сушей, так и над водой.

Рождение смерча связано с низкими кучево-дождевыми облаками, в виде темной воронки опускающейся на землю, но могут появиться и при ясной погоде. Смерчевое облако в поперечнике занимает $5$-$10$ км, иногда бывает и $15$ км. Высота его $4$-$5$ км, иногда может быть и $15$ км. Между поверхностью земли и основанием облака обычно бывает небольшое расстояние. В основании материнского облака находится воротниковое облако, верхняя поверхность которого располагается на высоте до $1500$ м. Сам смерч свисает от нижней поверхности стенного облака, лежащего под воротниковым облаком. Как насос смерч засасывает в облако различные предметы, которые попадая в вихревое кольцо, удерживаются в нем и переносятся на десятки километров.

Основной частью смерча является воронка , представляющая собой спиральный вихрь. Движение воздуха в стенках смерча идет по спирали со скоростью около$ 200$ м/с. Различные предметы, даже люди и животные, попавшие в смерч, поднимаются вверх в стенках, а не по пустой внутренней полости. Плотные смерчи имеют небольшую толщину стенок по сравнению с шириной полости. Воздух в воронке может достигать большой скорости от $600$-$1000$ км/ч. Существуют такие вихри минуты, реже бывает десятки минут. Одно облако может образовать целые группы смерчей. Смерчи могут пройти путь от сотен метров до сотен километров. Их средняя скорость составляет $50$-$60$ км/ч. Для них моря, озера, леса, холмы не являются преградой. Пройдя по земле смерч, может подняться в воздух, не касаясь её и затем снова опуститься. Разрушительная сила смерча большая – рвет линии электроснабжения и связи, выводит из строя технику, разрушает жилые и производственные здания, приводит к человеческим жертвам.

В пределах России смерчи чаще всего образуются в центральных областях, в Поволжье, на Урале и Сибири. Часто смерчи образуются на морях и, выходя на побережье, наращивают свою силу. Время и место появления смерча прогнозировать практически невозможно, возникают они в основном внезапно. Статистика говорит о смерчах вблизи Арзамаса, Мурома, Курска, Вятки, Ярославля.

На территории Европы эти опасные явления редки, и наблюдать их можно в жаркую летнюю погоду. На севере они были отмечены в южной Норвегии, Швеции, Соловецких островах, в Сибири – до нижнего течения Оби. Убытки от этих атмосферных явлений исчисляются миллионами долларов и, главное, человеческими жизнями.

Правила поведения при разных атмосферных явлениях

Те или иные атмосферные явления приносят ущерб не только хозяйству, но и гибель людей. С этой точки зрения люди должны знать правила – как себя вести в нестандартной ситуации, чтобы не погибнуть.

Правила поведения при снежных заносах :

1. С предупреждением о заносах – ограничить передвижение;
2. Создать запас продуктов, воды;
3. Между домами натягиваются канаты;
4. В автомобилях закрыть жалюзи, укрыть двигатель со стороны радиатора;
5. Нельзя покидать машину, чтобы не потерять ориентир;
6. В сельской местности заготовить корм животным;
7. Нельзя находиться в ветхих строениях, под линиями электропередач, под деревьями.

Специального «рецепта» от смерча, конечно, не существует, но меры предосторожности помогут в этой ситуации.

Правила поведения во время смерча:

1. В частных домах необходимо проверить крепление крыши;
2. Убрать с открытого пространства легкие предметы – ящики, бочки;
3. Закрыть все окна и двери;
4. Перекрыть снабжение водой, газом и электричеством;
5. Спуститься в подвальное помещение.

Правила поведения во время бури и грозы :

1. Отключить электроприборы от сети питания;
2. Не держать в руках металлические предметы;
3. Не стоять с ними у открытого окна;
4. Закрыть окна и двери;
5. Находиться в центральной части комнаты;
6. Остановить машину в какой-нибудь низине, если возможно;
7. Машину покинуть, не бегать;
8. Нельзя прятаться под деревьями, особенно под лиственницами и дубами;
9. В лесу палатка должна стоять в низком месте;
10. Мокрые вещи притягивают молнию;
11. Укрываться можно среди низкорослых деревьев;
12. Глинистая почва увеличивает опасность;
13. Нельзя подходить к металлическим трубам и полуразрушенным зданиям;

Часто грозы идут против ветра. Перед грозой наступает полный штиль или ветер резко меняет направление.

Опасные явления зимнего периода

Атмосфера Земли оказывает большое влияние на жизнь и деятельность людей. Те явления, которые в ней происходят и наблюдаются на планете, представляют собой или опасность или затрудняют функционирование систем человека. Такими опасными явлениями можно считать туманы, молнии, ураганы, бури, смерчи, град и др. Опасные атмосферные явления могут возникнуть неожиданно, проявиться как стихийные, а значит принести значительный ущерб. Связаны опасные явления с особенностями атмосферной циркуляции, а иногда и с рельефом местности. Для зимнего периода характерны такие опасные явления, как снегопады, метели, морозы, гололедица и др.

Определение 1

Снегопад – интенсивное выпадение снега, приводящее к снижению видимости и затруднению движения транспорта.

Такая чрезвычайная ситуация, как снегопад, по величине наносимого ущерба занимает $4$-$5$ место в целом по миру, но иногда перемещается на $3$-$4$ место. Под действием снеговых нагрузок крыши домов могут ломаться, падают деревья, гибнут плантации и др. Средние снеговые нагрузки из максимальных могут превышать $250$ кг/куб м. Крупные города в результате снегопадов могут быть парализованы за считанные часы. Например, в $1967$ г. в Чикаго выпало $58$ см снега. Жители города его запомнили как «Снежную бурю 67-го» . Сила этого снегопада пришлась по Среднему Западу США и охватила территорию от Мичигана до Индианы. Эта снежная буря унесла с собой жизни $76$ человек.

В $1971$ г. сильный снегопад начался в Канаде , в провинциях Онтарио и Квебек, где за короткий период выпал $61$ см снега. Буря получила название «Восточно-Канадская метель 71-го» и сопровождалась сильным ветром. Видимость на дорогах была нулевая. Очень низкая температура вызвала смерть $20$ человек, и для местных жителей это стало настоящей катастрофой.

Тибет $2008$ г. Из-за большой высоты здесь прохладно и снега выпадает мало, но $2008$ г стал для местных жителей исключением. Мощный снегопад продолжался $36$ часов и завалил некоторые районы снегом, толщиной $180$ см. Средняя его толщина составляла $150$ см. Здания не выдерживали, дороги не функционировали.

Рекордсменом по снегопаду стал американский город Баффало в $1977$ г. По сравнению с окружающими территориями здесь более высокие температуры и меньшее количество выпадавшего зимой снега. Снегопад $1977$ г. был достаточно умеренный, но с очень сильным ветром, скорость которого составляла $70$ км в час. На этот момент в городе уже лежал слой снега. Не самый сильный снежный шторм вызвал страшный мороз, нулевую видимость и метель. После окончания снегопада в городе слой выпавшего снега составлял $5$ метров – это был абсолютный рекорд сезона.

Опасные явления летнего периода

Для летнего периода существуют свои опасные природные явления, связанные с атмосферой – это жара, суховеи, засухи. К ним еще относятся природные пожары, наводнения, смерчи, торнадо, вихри и др.

Определение 2

Смерч – это восходящий вихрь быстровращающегося воздуха с частицами песка, пыли, влаги

Над морем такой вихрь называют смерчем , а над сушей – тромбами . В Северной Америке тромбы получили название торнадо . Это воздушная воронка, свисающая из облака в виде хобота и ниспадающая к земле. Смерчи образуются в разных районах планеты и могут сопровождаться грозами и сильными ливнями. Возникнуть они могут как над сушей, так и над водой.

Рождение смерча связано с низкими кучево-дождевыми облаками, в виде темной воронки опускающейся на землю, но могут появиться и при ясной погоде. Смерчевое облако в поперечнике занимает $5$-$10$ км, иногда бывает и $15$ км. Высота его $4$-$5$ км, иногда может быть и $15$ км. Между поверхностью земли и основанием облака обычно бывает небольшое расстояние. В основании материнского облака находится воротниковое облако, верхняя поверхность которого располагается на высоте до $1500$ м. Сам смерч свисает от нижней поверхности стенного облака, лежащего под воротниковым облаком. Как насос смерч засасывает в облако различные предметы, которые попадая в вихревое кольцо, удерживаются в нем и переносятся на десятки километров.

Основной частью смерча является воронка , представляющая собой спиральный вихрь. Движение воздуха в стенках смерча идет по спирали со скоростью около$ 200$ м/с. Различные предметы, даже люди и животные, попавшие в смерч, поднимаются вверх в стенках, а не по пустой внутренней полости. Плотные смерчи имеют небольшую толщину стенок по сравнению с шириной полости. Воздух в воронке может достигать большой скорости от $600$-$1000$ км/ч. Существуют такие вихри минуты, реже бывает десятки минут. Одно облако может образовать целые группы смерчей. Смерчи могут пройти путь от сотен метров до сотен километров. Их средняя скорость составляет $50$-$60$ км/ч. Для них моря, озера, леса, холмы не являются преградой. Пройдя по земле смерч, может подняться в воздух, не касаясь её и затем снова опуститься. Разрушительная сила смерча большая – рвет линии электроснабжения и связи, выводит из строя технику, разрушает жилые и производственные здания, приводит к человеческим жертвам.

В пределах России смерчи чаще всего образуются в центральных областях, в Поволжье, на Урале и Сибири. Часто смерчи образуются на морях и, выходя на побережье, наращивают свою силу. Время и место появления смерча прогнозировать практически невозможно, возникают они в основном внезапно. Статистика говорит о смерчах вблизи Арзамаса, Мурома, Курска, Вятки, Ярославля.

На территории Европы эти опасные явления редки, и наблюдать их можно в жаркую летнюю погоду. На севере они были отмечены в южной Норвегии, Швеции, Соловецких островах, в Сибири – до нижнего течения Оби. Убытки от этих атмосферных явлений исчисляются миллионами долларов и, главное, человеческими жизнями.

Правила поведения при разных атмосферных явлениях

Те или иные атмосферные явления приносят ущерб не только хозяйству, но и гибель людей. С этой точки зрения люди должны знать правила – как себя вести в нестандартной ситуации, чтобы не погибнуть.

Правила поведения при снежных заносах :

1. С предупреждением о заносах – ограничить передвижение;
2. Создать запас продуктов, воды;
3. Между домами натягиваются канаты;
4. В автомобилях закрыть жалюзи, укрыть двигатель со стороны радиатора;
5. Нельзя покидать машину, чтобы не потерять ориентир;
6. В сельской местности заготовить корм животным;
7. Нельзя находиться в ветхих строениях, под линиями электропередач, под деревьями.

Специального «рецепта» от смерча, конечно, не существует, но меры предосторожности помогут в этой ситуации.

Правила поведения во время смерча:

1. В частных домах необходимо проверить крепление крыши;
2. Убрать с открытого пространства легкие предметы – ящики, бочки;
3. Закрыть все окна и двери;
4. Перекрыть снабжение водой, газом и электричеством;
5. Спуститься в подвальное помещение.

Правила поведения во время бури и грозы :

1. Отключить электроприборы от сети питания;
2. Не держать в руках металлические предметы;
3. Не стоять с ними у открытого окна;
4. Закрыть окна и двери;
5. Находиться в центральной части комнаты;
6. Остановить машину в какой-нибудь низине, если возможно;
7. Машину покинуть, не бегать;
8. Нельзя прятаться под деревьями, особенно под лиственницами и дубами;
9. В лесу палатка должна стоять в низком месте;
10. Мокрые вещи притягивают молнию;
11. Укрываться можно среди низкорослых деревьев;
12. Глинистая почва увеличивает опасность;
13. Нельзя подходить к металлическим трубам и полуразрушенным зданиям;

Часто грозы идут против ветра. Перед грозой наступает полный штиль или ветер резко меняет направление.

К опасным атмосферным процессам относятся: циклоны, смерчи, сильные ливни, снегопады и др. Страны, располагающиеся вблизи океанских побережий, часто страдают от разрушительных циклонов. В Западном полушарии циклоны называются ураганами, a в северо-западном секторе Тихого океана - тайфунами.

Образование циклонов связано с интенсивным нагревом (выше 26-27°) воздуха над поверхностью океана по сравнению с его температурой над континентом. Это приводит к образованию спиралеобразных восходящих потоков воздуха, приносящие на побережье ливневые дожди и разрушения.

Наиболее разрушительными являются тропические циклоны, обрушивающие на берега континентов ураганные потоки воздуха со скоростью более 350 км/час, ливневые осадки, достигающие 1000 мм в течение нескольких дней и штормовые волны высотой до 8 м.

Условия образования тропических циклонов изучены достаточно хорошо. В Мировом океане выявлено семь областей их зарождения. Все они расположены вблизи экватора. Периодически в этих областях вода прогревается выше критической температуры (26,8°С), что приводит к резким атмосферным возмущениям и обра­зованию циклона.

Ежегодно на земном шаре возникает в среднем около 80 тропических циклонов. Наиболее уязвимыми для них оказываются побережья юга азиатского континента и экваториальная зона Северной и Южной Америки (Караибский регион) (табл. 3). Так, в Бангладеш за последние 30 лет от циклонов погибло более 700 тысяч человек. Самый разрушительный циклон имел место в ноябре 1970 г., когда погибло более 300 тысяч жителей этой страны и осталось без крова 3,6 млн. человек. В результате другого циклона в 1991 г. погибло 140 тысяч человек.

Япония испытывает ежегодно воздействие более 30 циклонов. От самого силь­ного циклона в истории Японии (Ise-wan, 1953 г.) погибло более 5 тыс, пострадало 39 тыс. человек, было разрушено около 150 тыс. жилых домов, смыто или погребено под осадками более 30 тыс. га пахотных земель, нанесено 12 тыс. повреждений на дорогах, произошло около 7 тыс. оползней. Суммарный экономический ущерб составил около 50 млрд. долларов.

В сентябре 1991 г. над Японией пронесся могучий тайфун Мирей, от которого по­гибло 62 человека, было разрушено 700 тыс. домов. Общий ущерб составил 5,2 млрд. долларов.

Очень часто циклоны приносят на берега Японии катастрофические ливни. Один из таких ливней обрушился в 1979 г. на равнинную часть

Газовая среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней, называется атмосферой. Ее состав у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ, водород, гелий, другие газы. В нижних 20 км содержится водяной пар. На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет жи­вые организмы на Земле от вредного коротковолнового (ионизирующего) излучения. Выше 100 км молекулы газов разлагаются на атомы и ионы, образуя ионосферу.

Атмосферное давление распределяется неравномерно, что приво­дит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому. Это движение называется ветром.

Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта (на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)

Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в цен­тре называется циклоном . Погода при цикло­не преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон - это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Антициклон характеризуется малооблачной, сухой погодой и слабыми ветрами. Диаметр циклона и антициклона достигает несколь­ких тысяч километров.

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 бури, ураганы, смерчи, туманы, гололедица, молнии, град и др.

Буря . Это очень сильный ветер, приводящий к большому волне­нию на море и к разрушениям на суше. Буря может наблюдаться при прохождении циклона или смерча. Скорость ветра у земной поверхности во время бури превышает 20 м/с и может достигать 50 м/с (с отдельными порывами до 100 м/с). Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называют­ся шквалами. В зависимости от баллов шкалы Бофорта сильная буря на море называется штормом или тайфу­ном , 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.

Ураганы представляют собой морское явление, и наибольшие раз­рушения от них бывают вблизи побережья (рис 1). Но ураганы могут прони­кать далеко на сушу и не редко сопровождаются сильными дождя­ми, наводнениями, штормовыми нагонами, в открытом море образуют волны высотой более 10 м. Особой силой отличаются тропические ура­ганы, радиус ветров которых может превышать 300 км. Средняя продолжительность ура­гана около 9 дней, максимальная - 4 недели.

Самый страшный на памяти человечества ураган прошел 12-13 ноября 1970 года над островами в дельте Ганга, Бангладеш. Он унес около миллиона жизней. Осенью 2005 г. ураган «Катрина», налетевший на США, в считан­ные часы разрушил дамбы, защищавшие г. Новый Орлеан, в резуль­тате чего миллионный город оказался под водой. По официальным данным погибло более 1800 человек, эвакуировано было свыше одного мил­лиона жителей.

Смерч . Это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом обла­ке и затем распространяющийся в виде темного рукава по направлению к поверхности суши или моря (рис. 2). В верхней части смерч имеет воронкообразное расширение, сливаю­щееся с облаками. Высота смерча может достигать 800-1500 м. Внутри воронки воздух опускается, а снаружи поднимается, быстро вращаясь по спирали, при этом создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, могут взорваться изнутри из-за разности давлений. Скорость вращения может достигать 330 м/с. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300 – 400 м. При прохождении воронки над сушей может достигать 1,5 – 3 км, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20 – 30м.

Скорость продвижения смерчей различна, в среднем 40 – 70 км/ч, в редких случаях может достигать 210 км/ч. Смерч проходит путь длиной от 1 до 40 км, иногда более 100 км, сопровождается грозой, дождем, гра­дом. Достигая поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, втягивает в себя воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимает их высоко вверх и перено­сит на десятки километров. Смерчем легко под­нимаются предметы в несколько сотен ки­лограммов, иногда в несколько тонн. В США их называют торнадо, как и ураганы, смерчи опознают со спутников погоды.

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. Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий.

На первой стадии (в зоне, где электрическое поле достигает крити­ческого значения) начинается ударная ионизация, создаваемая электронами, которые под действием электрического поля двигаются по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. Таким образом, возникают электрон­ные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стри­меры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые соединяясь, дают начало ступенчатому лидеру молнии . Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в не­сколько десятков метров. По мере продвижения лидера к земле из выступающих на поверхности земли предметов выбрасывается ответ­ный стример, соединяющийся с лидером. На этом явлении основано создание молниеотвода.

Вероятность поражения молнией наземного объ­екта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электро­проводности почвы. Эти обстоятельства учитываются при устройстве молниеотвода.

Молнии могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Поражение человека молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако – земля». Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызванными ее термическими и электродинамически­ми воздействиями. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные линии связи, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры, что может привести к пожарам и поражению людей элек­трическим током. Прямые удары молний в высоковольтные линии электропередач могут быть причиной коротких замыканий. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящиеся вблизи него люди.