Бури, шквалы, ураганы их характеристика, поражающие факторы

Метеорологические опасные явления – природные 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 растений, объекты экономики и окружающую природную среду.
1 Группа ЧС
2 Тип ЧС
3 Вид ЧС
4 Явления в атмосфере
1. Метеорологические и агрометеорологические опасные явления
2.Бури (9 – 11 баллов)
Ураганы (12-15 баллов)
Смерчи, торнадо.
Шквалы.
Вертикальные вихри.
Крупный град.
Сильный дождь, ливень.
Сильный снегопад.
Сильный гололед.
Сильный мороз.
Сильная жара.
Сильный туман.
Засуха.
Суховей.
Заморозки.
Ветер – это перемещение воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зоною низкого давления.
Ветер характеризуется:
1. Направлением ветра - определяется азимутом стороны горизонта, откуда
он дует, и измеряется в градусах.
2. Скоростью ветра – измеряется в метрах в секунду (м/с; км/ч; милях/час)
(1 миля = 1609 км; 1 морская миля = 1853 км).
3. Силой ветра – измеряется давлением, которое он оказывает на 1 м2 поверхности. Сила ветра меняется почти пропорционального скорости,
поэтому силу ветра часто оценивают не давлением, а скоростью, что упрощает восприятие и понимание этих величин.
Для обозначения движения ветра используют много слов: смерч, буря, ураган, шторм, тайфун, циклон и множество местных названий. Чтобы их систематизировать, во всем мире пользуются шкалой Бофорта,которая позволяет весьма точно оценить силу ветра в баллах (от 0 до 12) по его действию на наземные предметы или на волнение в море. Удобна эта шкала еще и тем, что она позволяет по описанным в ней признакам довольно точно определить скорость ветра без приборов.
Шкала Бофорта (табл. 1)
Баллы
Бофорта
Словесное определение
силы ветра
Скорость ветра,
м/с (км/ч)
Действие ветра на суше
На суше
На море
0
Штиль
0,0 – 0,2
(0,00-0,72)
Штиль. Дым поднимается вертикально
Зеркально гладкое море
1
Тихий ветерок
0,3 –1,5
(1,08-5,40)
Направление ветра заметно по относу дыма,
Рябь, пены на гребнях нет
2
Легкий бриз
1,6 – 3,3
5,76-11,88)
Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, движется флюгер
Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными
3
Слабый бриз
3,4 – 5,4
(12,24-19,44)
Листья и тонкие ветви деревьев колышутся, ветер развевает верхние флаги
Короткие хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют пену, изредка образуются маленькие белые барашки.
4
Умеренный бриз
5,5 –7,9
(19,8-28,44)
Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев
Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах.
5
Свежий бриз
8,0 –10,7
(28,80-38,52)
Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки.
6
Сильный бриз
10,8 – 13,8
(38,88-49,68)
Качаются толстые сучья деревьев, гудят провода
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади.
7
Крепкий ветер
13,9 – 17,1
(50,04-61,56)
Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру
8
Очень крепкий ветер (буря)
17,2 – 20,7
(61,92-74,52)
Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по ветру.
9
Шторм
(сильная буря)
20,8 –24,4
(74,88-87,84)
Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн опрокидываются и рассыпаются в брызги.
10
Сильный шторм
(полная
буря)
24,5 –28,4
(88,2-102,2)
Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко
Очень высокие волны с длинными загибающими
вниз гребнями. Пена вздувается ветром большими хлопьями в виде густых полос. Поверхность моря белая от пены. Грохот волн подобен ударам. Видимость плохая.
11
Жестокий шторм
(жесткая
буря)
28,5 – 32,6
(102,6-117,3)
Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко
Исключительно высокие волны. Суда временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными хлопьями пены. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая.
12
Ураган
32,7 и более
(117,7 и более)
Тяжелые предметы переносятся ветром на значительные расстояния
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость.
Бризом (от легкого до сильного бриза)моряки называют ветер, имеющий скорость от 4 до 31 мили/час. В пересчете на километры (коэффициент 1,6) это будет 6,4-50 км/час
Скорость и направления ветра определяют погоду и климат.
Сильные ветры, значительные перепады атмосферного давления и большое количество осадков вызывают опасные атмосферные вихри (циклоны, бури, шквалы, ураганы) которые могут вызвать разрушения и человеческие жертвы.
Циклон – общее название вихрей с пониженным давлением в центре.
Антициклон – это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. В Северном полушарии ветры в антициклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном – по часовой стрелке, в циклоне движение ветра обратное.
Ураган - ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (12 баллов по шкале Бофорта), что равнозначно 117 км/ч (табл. 1).
В половине случаев скорость ветра при урагане превышает 35 м/сек, доходя до 40-60 м/сек, а иногда и до100 м/сек.
В зависимости от скорости ветра ураганы классифицируются на три типа:
- ураган (32 м/с и более),
- сильный ураган (39,2 м/с и более)
- жестокий ураган (48,6 м/с и более).
Причиной подобных ураганных ветровявляется возникновение, как правило, на линии столкновения фронтов теплых и холодных воздушных масс, мощных циклонов с резким перепадом давления от периферии к центру и с созданием вихревого воздушного потока, движущегося в нижних слоях (3-5 км) по спирали к середине и вверх, в северном полушарии – против часовой стрелки.
Такие циклоны, в зависимости от места их возникновения и структуры, принято подразделять на:
- тропические циклоны встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам.
Тропический циклон, достигший необычной силы, называется ураганом, если он рождается в Атлантическом океане и примыкающих к нему морям; тайфуном – в Тихом океане или его морях; циклоном – в регионе Индийского океана.
циклоны умеренных широт могут формироваться как над сушей так и над водой. Обычно они движутся с запада на восток. Характерной особенностью таких циклонов является их большая «сухость». Количество осадков при их прохождении значительно меньше, чем в зоне тропических циклонов.
На Европейский материк воздействуют как тропические ураганы, зарождающиеся в центральной Атлантике, так и циклоны умеренных широт.
Буря – разновидность урагана, но имеет меньшую скорость ветра 15-31
м/сек.
Длительность бурь – от нескольких часов до нескольких суток, ширина от десятков до нескольких сотен километров.
Бури подразделяются:
1. Вихревые (пылевые) – представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие площади. Они бывают:
- пыльные – в воздух поднимается большое количество пыли, которая переносится на значительные расстояния. Пыльные бури вызывают удушье и приводят к болезням (переносят различных паразитов), в значительной мере страдает техника. Пыльным бурям подвержены несколько областей Земли (в основном пустыни);
- снежные – образуются зимой. Такие бури называют пургой, бураном, метелью;
- шквальные бури – возникают внезапно, а по времени крайне не продолжительные (несколько минут). Например, в течение 10 минут скорость ветра может возрасти с 3 до 31 м/сек.
2. Потоковые бури – это местные явления небольшого распространения. Они слабее, чем вихревые бури. Они подразделяются:
- стоковые – поток воздуха движется по склону сверху вниз.
- Струевые – характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону.
Проходят потоковые бури чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются:
- буря 20 м/сек и более
- сильная буря 26 м/ сек и более
- жесткая буря 30,5 м/сек и более.
Шквал – резкое кратковременное усиление ветра до 20–30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления, связанного с конвективными процессами. Несмотря на кратковременность шквалов, они могут приводить к катастрофическим последствиям. Шквалы в большинстве случаев связаны с кучево-дождевыми (грозовыми) облаками либо местной конвекции, либо холодного фронта. Шквал обычно связан с ливневыми осадками и грозой, иногда с градом. Атмосферное давление при шквале резко повышается в связи с бурным выпадением осадков, а затем - снова падает.
По возможности ограничения зоны воздействия все перечисленные стихийные бедствия относят к нелокализуемым.
Опасные последствия ураганов и бурь.
Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии и по своему пагубному воздействию не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что ураганы несут в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва в 36 Мт. За один день выделяется количество энергии, которой хватило бы для полугодового обеспечения электричеством такой страны, как США. А за две недели (средняя продолжительность существования урагана) такой ураган выделяет энергию, равную энергии Братской ГЭС, которую она может выработать за 26 тыс. лет. Очень высоким является и давление в зоне урагана. Оно достигает нескольких сот килограммов на квадратный метр неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению движения ветра.
Ураганный ветер разрушает прочные и сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит столбы линий электропередачи и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, повреждает и топит суда, вызывает аварии на коммунально-энергетических сетях, в производстве. Известны случаи, когда ураганный ветер разрушал дамбы и плотины, что приводило к большим наводнениям, сбрасывал с рельсов поезда, срывал с опоры мосты, валил фабричные трубы, выбрасывал на сушу корабли. Часто ураганы сопровождают сильные ливни, которые опаснее самого урагана, так как являются причиной селевых потоков и оползней.
Размеры ураганов различны. Обычно за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Для тайфунов полоса разрушений обычно составляет 15-45 км. Средняя продолжительность урагана – 9-12 суток. Ураганы возникают в любое время года, но наиболее часто с июля по октябрь. В остальные 8 месяцев они редки, пути их коротки.
Ущерб, причиняемый ураганом, определяется целым комплексом различных факторов, в том числе рельефом местности, степенью застройки и прочностью строений, характером растительности, присутствием в зоне его действия населения и животных, временем года, проведенными профилактическими мероприятиями и рядом других обстоятельств, главным из которых является скоростной напор воздушного потока q, пропорциональный произведению плотности атмосферного воздуха на квадрат скорости воздушного потока q = 0,5pv2.
Согласно строительным нормам и правилам максимальное нормативное значение ветрового давления составляет q = 0,85 кПа, что при плотности воздуха r = 1,22 кг/м3 соответствует скорости ветра.