11. Атмосферные опасности

Атмосферные опасности — группа опасностей, происхождение которых связано с атмосферой Земли: туманы, гололед, молнии, циклоны, антициклоны, бури, смерчи, ураганы, штормы, тайфуны и др.

Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно происходит во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Ток в разряде молнии достигает 10-20 тысяч ампер, поэтому мало кому из людей удается выжить после поражения их молнией.

Молнии — серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако-земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение что так называемая шаровая молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1 — 2 суток после смерти). Они — результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом. При поражении молнией первая медицинская помощь должна быть неотложной. В тяжёлых случаях (остановка дыхания и сердцебиения) необходима реанимация, её должен оказать, не ожидая медицинских работников, любой свидетель несчастья. Реанимация эффективна только в первые минуты после поражения молнией, начатая через 10 — 15 минут она, как правило, уже не эффективна. Экстренная госпитализация необходима во всех случаях.

Существуют вихри размерами, превышающими тайфун, — это циклоны и антициклоны, самые большие воздушные вихри на планете. Их размеры значительно превосходят размеры тайфунов и могут достигать более тысячи километров в диаметре. В некотором смысле это вихри-антиподы: у них практически всё наоборот. Циклоны Северного и Южного полушарий вращаются в ту же сторону, что и тайфуны этих полушарий, а антициклоны — в противоположную. Циклон приносит с собой ненастную погоду, сопровождаемую осадками, антициклон же, наоборот, приносит ясную, солнечную погоду. Схема образования циклона достаточно проста — всё начинается с взаимодействия холодного и тёплого атмосферных фронтов. При этом часть тёплого атмосферного фронта проникает внутрь холодного в виде своеобразного атмосферного «языка», в результате чего тёплый воздух, более лёгкий, начинает подниматься, и при этом происходят два процесса. Во-первых, молекулы паров воды под воздействием магнитного поля Земли начинают вращаться и вовлекают во вращательное движение весь поднимающийся воздух, образуя гигантский воздушный водоворот (см. «Наука и жизнь» № 2, 2008 г.). Во-вторых, наверху тёплый воздух охлаждается, и пары воды в нём конденсируются в облака, которые выпадают осадками в виде дождя, града или снега. Такой циклон может испортить погоду на срок от нескольких дней до двух-трёх недель. Его «жизнедеятельность» поддерживается за счёт поступления новых порций влажного тёплого воздуха и взаимодействия его с холодным воздушным фронтом.

Антициклоны связаны с опусканием воздушных масс, которые при этом адиабатически, то есть без теплообмена с окружающей средой, нагреваются, их относительная влажность падает, что и приводит к испарению имеющихся облаков. При этом за счёт взаимодействия молекул воды с магнитным полем Земли происходит антициклоническое вращение воздуха: в Северном полушарии — по часовой стрелке, в Южном — против. Антициклоны приносят с собой устойчивую погоду на период от нескольких дней до двух-трёх недель.

Видимо, механизмы образования циклонов, антициклонов и тайфунов идентичны, а удельная энергоёмкость (энергия единицы массы) тайфунов намного больше, чем циклонов и антициклонов, только за счёт более высокой температуры воздушных масс, нагретых солнечным излучением.

Бу́ря — очень сильный ветер, а также большое волнение на море. Также в ходе многочисленных наблюдений американскими учёными было установлено, что для районов, расположенных в северных широтах, снежной бурей можно считать зимний ураган, во время которого скорость ветра достигает 56 километров в час. При этом температура воздуха опускается до −7 °C. Территория распространения снежной бури может быть сколь угодно обширной.

Буря может наблюдаться:

при прохождении тропического или внетропического циклона;

при прохождении смерча (тромба, торнадо);

при местной или фронтальной грозе.

Скорость ветра у земной поверхности превышает 20 м/сек и может достигать 50 м/сек (отдельными порывами до 100 м/сек). В метеорологической литературе также применяется термин шторм, а при скорости ветра больше 30 м/сек — ураган. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/сек и более называются шквалами.

К штормам относятся ветры скоростью более 20 м/с, то есть свыше 9 баллов по шкале Бофорта.

Смерч (Торнадо, Тромб) — это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров[1]. Наличие материнского облака особенно важно. Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных, и также отличных по природе явлений, например, смерче-вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300—400 м[2], 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. Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создается 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 серьезную 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.

Ураганы — это сильный воздушный вихрь, движущийся со скоростью 119 км/ч. Ураганы рождаются над тропическими морями немного южнее или севернее экватора, где вода тёплая, а воздух тяжёлый, насыщенный водяным паром.

Начинаются ураганы с грозы, сталкиваются с пассатами — ветрами тропических широт. Когда штормовые ветры уносят тёплый воздух вверх, огромные массы водяного пара превращаются в дождь. Этот процесс высвобождает энергию, именуемую скрытым теплом. Скрытое тепло — это то «топливо», которое обращает обычные бури в чудовищный вихрь ветра и дождя шириной в несколько сот километров.

Средний ураган обрушивает свыше девяти триллионов литров дождевой воды в день. Во время шторма ветер может поднять морскую воду стеной на высоту 7,5 метра. Когда ураган обрушивается на сушу, ветер и дождь могут нанести сильный ущерб. Обрушившийся в 1991 году на Бангладеж ураган унёс жизни 135 тысяч людей. К счастью, вторгшийся на сушу ураган длился недолго.