Основні природні явища і процеси, що викликають руйнування і пошкодження будівель і споруд

Атмосферні дії

Ураган - це вітер силою, що досягає 12 балів за шкалою Бофорта, тобто вітер, швидкість якого перевищує 32,6 м / с (117,3 км / ч). Ураганами називають також тропічні циклони, що виникають в Тихому океані поблизу берегів Центральної Америки, на Далекому Сході і в районах Індійського океану. Урагани (циклони) називають тайфунами. Під час тропічних циклонів швидкість вітру часто перевищує 50 м / с. Циклони і тайфуни супроводжуються зазвичай інтенсивними зливовими дощами.

Циклонічні зміни погоди в помірних і високих широтах пов'язані з атмосферними фронтами - вони поділяють повітряні маси по температурі, вологості, хмарності, опадів, вітру і т.д. Перетин площини фронту з поверхнею Землі називають лінією фронту. Фронти виникають як області збіжності різних за фізичними властивостями повітряних мас (ВМ). Висхідний рух, як наслідок такої збіжності, породжує конденсацію, виділення тепла і зростання кінетичної енергії.

Тепла ВМ, переміщаючись, відтісняє більш холодну, створюючи в атмосфері зону, звану теплим фронтом. При цьому в зоні холодної ВМ з наближенням фронту тиск падає, досягаючи іноді 7 мбар / 3 год, а за фронтом тиск зростає.

При настанні холодних повітряних мас за холодним фронтом виникає зниження температури з нестійкою і різкими змінами погодою. З холодними фронтами пов'язують висхідний рух мас теплого повітря, які як би піднімаються по похилій площині холодного фронту, що призводить до її охолодженню, облакообразованію і випадання опадів.

Фронти повітряних мас (рис. 2.1) добре виражені в поле температур і вітру, мають потужну хмарність з рясними опадами.

Ураган на суші руйнує будови, лінії зв'язку та електропередач, ушкоджує транспортні комунікації і мости, ламає і вириває з коренем дерева; при поширенні над морем викликає величезні хвилі висотою 10-12 м і більше, які ушкоджують або навіть призводять до загибелі суден, руйнують прибережні споруди (рис. 2.2).

Схеми формування хмарності і переміщення фронту повітряних мас

Рис. 2.1. Схеми формування хмарності і переміщення фронту повітряних мас: а, б - вертикальний розріз по теплому і холодному фронтах з їх хмарними системами; 1 - напрямок руху холодного повітря вдалину поверхні Землі; 2- рух теплого повітря; 3 - рух холодного повітря в зоні фронту; 4 - напрямок руху фронту

Урагани і штормові вітри (швидкість їх за шкалою Бофорта від 20,8 до 32,6 м / с) взимку можуть піднімати в повітря величезні маси снігу і викликати снігові бурі, що призводить до заметів, припиненню руху автомобільного та залізничного транспорту, порушенню систем водо -, газо-, електропостачання та зв'язку.

Штормові хвилі, що зруйнували еспланаду і корпусу пансіонату в Піцунді (Абхазія)

Рис. 2.2. Штормові хвилі, що зруйнували еспланаду і корпусу пансіонату в Піцунді (Абхазія)

Сучасні методи прогнозу погоди дозволяють за кілька годин і навіть діб попередити населення міста або цілого прибережного району про ураган, що насувається (штормі), а служба ГО може надати необхідну інформацію про можливу обстановку й необхідні дії в сформованих умовах. Найбільш надійним захистом населення від ураганів є використання захисних споруд (метро, притулку, підземні переходи, підвали будинків тощо). При цьому в прибережних районах необхідно враховувати можливе затоплення низинних ділянок і вибирати захисні укриття на піднесених ділянках місцевості.

Буря - це злива, що супроводжується сильним вітром шквального характеру, що може легко викликати паводок в річці, повінь або сель. Буре часто передують гроза, сильні електричні розряди блискавки. Найчастіше наближення блискавки випереджається металевим звуком, свіченням на гострих поверхнях і предметах з металевими краями, волосся на голові стає "дибки". Наприклад, у квітні 2007 р в Нью-Йорку випало близько 7 см опадів. Були розмиті дороги і порушено електропостачання цілих житлових кварталів. В аеропортах Нью-Йорка через такої сильної грози було скасовано 350 рейсів. В одному з районів Нью-Йорка через падіння дерев було порушено електропостачання 1300 будинків.

Гроза - атмосферне явище, що полягає у виникненні електричних розрядів (блискавок) між хмарами або між хмарами і земною поверхнею. Ці розряди супроводжуються громом. Освіта грози пов'язано з розвитком сильних вертикальних струмів повітря (конвекція) і потужних купчасто-дощових (грозових) хмар. Грози супроводжуються раптовими і рясними опадами (дощ, град, крупа, іноді - сніг).

Удари блискавок щорічно завдають великої шкоди як великим промисловим об'єктам, житлових і громадських будинків в містах, так і невеликим будівлям: котеджам, фермах і іншим будівлям в сільській місцевості.

Чаші всього від удару блискавок страждають міські висотки. Наприклад, у Останкінську телевежу заввишки 540 м щорічно потрапляє близько 30 ударів блискавки.

За приблизними підрахунками в земну поверхню щомиті падає близько ста розрядів блискавок. На навколишні предмети, електротехнічне обладнання, лінії електропередачі, засоби зв'язку, блискавка надає електростатичне, електромагнітне, термічне, динамічне впливу, що нерідко є причиною великого матеріального збитку.

Блискавка являє собою різновид іскрового розряду в електричному полі атмосфери при довжині іскри в кілька кілометрів. Причиною виникнення блискавок є утворення великої об'ємного електричного заряду. Звичайним джерелом блискавок є грозові купчасто-дощові хмари, що несуть у собі скупчення позитивних і негативних електричних зарядів у верхній і нижній частинах хмари і утворюють навколо цієї хмари електричні поля великої напруги.

Лінійна блискавка зустрічається в природі найбільш часто і є в порівнянні з іншими типами блискавичних розрядів найпоширенішою.

Механізм утворення лінійної блискавки хмара - земля пов'язаний з поступовим накопиченням різнополярних електричних зарядів у верхній і нижній частинах хмари і утворенням навколо нього електричного поля зростаючої напруженості.

Коли градієнт потенціалу в якій-небудь точці хмари досягає критичного для ізоляційних властивостей повітря значення, в цьому місці починає зароджуватися блискавка.

Через те, що в хмарі утворюється кілька ізольованих один від одного скупчень однойменних зарядів, більшість блискавичних розрядів являє собою серію окремих імпульсів, що розвиваються по одному і тому ж шляху (каналу).

Завдання блискавкозахисту полягає в запобіганні вибухів і пожеж, а також забезпеченні нормального функціонування технічних засобів в умовах активної грозової діяльності шляхом зниження несприятливого блискавичного впливу (впливу) на елементи устаткування до рівнів, обумовлених умовами збереження їх працездатності.

Молніезашіту можна підрозділити на захист від прямого удару блискавки і захист від вторинних проявів - впливу електромагнітних полів блискавичних розрядів.

Смерч (торнадо) - являє собою вертикальний або злегка нахилений крутиться в повітрі стовп, який зароджується під грозовою хмарою і піднімає з землі все, що зустрічає на своєму шляху. Коли смерч тільки утворюється, можна помітити темну обертову воронку, потім настає на якийсь час тиша, а потім несподівано починають підніматися в повітря все більш і більш важкі предмети. Висота смерчу може досягати 800-1500 м. Повітря в смерчі обертається звичайно проти годинникової стрілки, при цьому він одночасно піднімається по спіралі вгору, втягуючи пил або воду, а швидкість обертання досягає декількох десятків метрів в секунду. Діаметр смерчу над морем вимірюється десятками метрів, а над сушею - сотнями метрів. Смерч проходить шлях довжиною 40-60 км. Він супроводжується грозою, дощем, градом. Коли смерч досягає поверхні землі, він майже завжди виробляє великі руйнування, всмоктуючи в себе воду і предмети, піднімаючи їх високо вгору і переносячи на великі відстані.

У центральній частині смерчу тиск повітря знижений. Зовні смерч представляється опускається вершиною до землі конусоподібним хмарним стовпом. Від поверхні землі до нього часто піднімається вершиною вгору інший стовп - з пилу, сміття або водяних бризок. При русі над місцевістю зі швидкістю декількох десятків кілометрів на годину смерч виробляє руйнування, викликані не тільки величезною швидкістю повітря всередині самого вихору, але й миттєвим стрибком атмосферного тиску, який за лічені секунди може впасти і знову піднятися на кілька десятків гектопаскалей. Будинки з замкненими дверима і вікнами "вибухають" в момент проходження над ними смерчу, цілі стіни вивалюються назовні, рідина з судин висмоктується і розбризкується.

Одиночний смерч, опускаючись до землі, виробляє спустошення в смузі шириною кілька сот метрів і довжиною від декількох кілометрів до кількох десятків кілометрів. Велику небезпеку при смерчах над сушею представляють підняті в повітря і розлітаються в різні боки тверді предмети - дошки, друзки, уламки будівель, листи залізної покрівлі та ін. Енергія смерчу колосальна: він здатний зірвати і перекинути залізничний міст, важкий вантажний автомобіль або підняти в повітря і потім кинути на землю літак вагою в десятки тонн.

В Америці існує система вимірювання сили торнадо за шкалою Ф:

  • o Ф0 - найпростіші смерчі, які можна бачити у вітряні дні, завихрення листя і снігу, але зазвичай не приводять до яких-небудь відчутних наслідків;
  • o Ф1 - такий смерч може перевернути урну, обломити гілку, зламати антену;
  • o Ф2 - смерчі зі швидкістю 100-200 км / год приносять помірні руйнування, можуть переносити великі скупчення всякого сміття;
  • o Ф3 - смерчі зі швидкістю 200-300 км / год приносять уже дуже відчутні руйнування. Звичайна дошка, вилетівши з смерчу такої сили, здатна продірявити машину наскрізь;
  • o Ф4 - смерчі зі швидкістю 300-400 км / год є передостанньою сходинкою. Ці смертельно небезпечні смерчі можуть переносити по повітрю легкові, а іноді і вантажні автомобілі;
  • o Ф5 - найруйнівніших смерчі у світі. Їх швидкість перевищує 500 км / ч. Такі смерчі можуть не тільки зруйнувати вщент будинок, але запросто підняти в повітря важке, багатотонний вагон поїзда, а вже автомобілі для нього тим більше не проблема. Один з найсильніших смерчів був зареєстрований в Америці і приніс гігантські руйнування. Його швидкість досягала 720 км / ч.

Фахівці відзначають в торнадо присутність електромагнітних полів дуже високої напруженості, видиме світло й кульові блискавки.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >