Известно, что земная кора вместе с частью верхней мантии не является монолитным панцирем планеты, а состоит из нескольких больших блоков (плит) толщиной от 60 до 200 км. Всего выделяют 7 громадных плит и десятки плит поменьше. Верхней частью большинства плит является как материковая, так и океаническая земная кора, то есть на этих плитах находятся материки, моря и океаны.

Плиты лежат на сравнительно мягком, пластичном слое верхней мантии, по которому они медленно перемещаются со скоростью от 1 до 6 см в год. Соседние плиты сближаются, расходятся или скользят одна относительно другой. Они «плавают» на поверхности пластичного слоя верхней мантии, как куски льда на поверхности воды.

В результате перемещения плит в недрах Земли и на её поверхности постоянно происходят сложные процессы. Так, например, при столкновении плит с океанической земной корой могут возникнуть глубоководные впадины (желоба), а при столкновении плит, являющихся основанием материковой земной коры, могут образоваться горы. Когда происходит сближение двух плит с материковой земной корой, их края вместе со всеми накопленными на них осадочными породами сминаются в складки, образуя горные хребты. С наступлением критических перегрузок складки смещаются и рвутся. Разрывы происходят мгновенно, сопровождаясь толчком или серией толчков, имеющих характер ударов. Энергия, выделившаяся во время разрыва, передаётся в толще земной коры в виде упругих сейсмических волн и приводит к землетрясениям.

Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами. Это самые беспокойные, подвижные области планеты. Здесь сосредоточено большинство действующих вулканов и происходит не менее 95% всех землетрясений.

Таким образом, геологические природные явления связаны с движением литосферных плит и изменениями, происходящими в литосфере.

Опасное геологические явление - событие геологического происхождения или результат деятельности геологических процессов, возникающих в земной коре под действием различных природных или геодинамических факторов или их сочетаний, оказывающих или могущих оказать поражающие воздействия на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду.

К опасным геологическим природным явлениям относятся землетрясения, извержения вулканов, оползни, обвалы.

Метеорологические природные явления

Опасное метеорологическое явление - 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 растения, объекты экономики и окружающую природную среду.

Эти процессы и явления связаны с различными атмосферными процессами, и прежде всего с процессами, происходящими в нижнем слое атмосферы - тропосфере. В тропосфере находится около 9/10 всей массы воздуха. Под влиянием солнечного тепла, поступающего на земную поверхность, и силы земного притяжения в тропосфере образуются облака, дождь, снег, ветер.

Воздух в тропосфере перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Сильно нагретый воздух вблизи экватора расширяется, становится легче и поднимается вверх. Происходит восходящее движение воздуха. По этой причине у поверхности Земли вблизи экватора образуется пояс низкого атмосферного давления. У полюсов из-за низких температур воздух охлаждается, становится более тяжёлым и опускается вниз. Происходит нисходящее движение воздуха. По этой причине у поверхности Земли вблизи полюсов давление высокое.

В верхней тропосфере, наоборот, над экватором, где преобладают восходящие потоки воздуха, давление высокое, а над полюсами - низкое. Воздух всё время движется из области повышенного давления в область пониженного давления. Поэтому поднявшийся над экватором воздух растекается к полюсам. Но вследствие вращения Земли вокруг своей оси движущийся воздух не доходит до полюсов. Охлаждаясь, он становится тяжелее и опускается примерно у 30° северной и южной широт, образуя в обоих полушариях области высокого давления.

Большие объёмы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами, называются воздушными массами . В зависимости от места формирования воздушных масс выделяют четыре их типа: экваториальная воздушная масса, или экваториальный воздух; тропическая воздушная масса, или тропический воздух; умеренная воздушная масса, или умеренный воздух; арктическая (антарктическая) воздушная масса, или арктический (антарктический) воздух.

Свойства этих воздушных масс зависят от тех территорий, над которыми они сформировались. Перемещаясь, воздушные массы долго сохраняют свои свойства, а встречаясь, взаимодействуют между собой. Перемещение воздушных масс и их взаимодействие определяют погоду в тех местах, куда эти воздушные массы приходят. Взаимодействие различных воздушных масс приводит к образованию в тропосфере движущихся атмосферных вихрей - циклонов и антициклонов.

Циклон - это плоский восходящий вихрь с низким атмосферным давлением в центре. Поперечник циклона может составлять несколько тысяч километров. Погода при циклоне преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон - это плоский нисходящий вихрь с высоким атмосферным давлением с максимумом в центре. В области высокого давления воздух не поднимается, а опускается. Воздушная спираль раскручивается в северном полушарии по часовой стрелке. Погода при антициклоне малооблачная, без осадков, ветер слабый.

С движением воздушных масс, с их взаимодействием связано появление опасных метеорологических явлений, которые могут стать причиной стихийных бедствий. Это тайфуны и ураганы, бури, снежные бури, смерчи, грозы, засуха, сильные морозы и туманы.

Гидрологические природные явления

Вода на поверхности Земли находится в океанах и морях, в реках и озёрах, в атмосфере в газообразном состоянии и в ледниках в твёрдом состоянии.

Все воды на Земле, не входящие в состав горных пород, объединяются понятием «гидросфера». Объём всей воды на Земле столь велик, что измеряют его в кубических километрах. Кубический километр - это куб с размером каждого ребра в 1 км, полностью заполненный водой. Вес 1 км 3 воды равен 1 млрд т. На Земле содержится 1,5 млрд км 3 воды, 97% из них - это Мировой океан. В настоящее время принято разделять Мировой океан на 4 отдельных океана и 75 морей с заливами и проливами.

Вода находится в постоянном круговороте, при этом тесно взаимодействует с воздушной оболочкой Земли и с сушей.

Движущей силой круговорота воды является солнечная энергия и сила тяжести.

Под действием солнечных лучей вода испаряется с поверхности океана и суши (из рек, водоёмов, почвы и растений) и поступает в атмосферу. Часть воды сразу возвращается с дождями обратно в океан, часть перено- - сится ветрами на сушу, где выпадает на поверхность в виде дождя или снега. Попадая на почву, вода частично впитывается в неё, пополняя запасы почвенной влаги и подземных вод, частично стекает в реки и водоёмы. Почвенная влага частью переходит в растения, которые испаряют её в атмосферу, а частично стекает в реки. Реки, питающиеся поверхностными и подземными водами, несут воду в Мировой океан, восполняя её убыль. Вода, испаряясь с поверхности Мирового океана, снова оказывается в атмосфере, и круговорот замыкается.

Такое движение воды между составными частями природы и всеми участками земной поверхности происходит постоянно и беспрерывно в течение многих миллионов лет.

Круговорот воды в природе, как замкнутая цепь, состоит из нескольких звеньев. Выделяют восемь таких звеньев: атмосферное, океаническое, подземное, речное, почвенное, озёрное, биологическое и хозяйственное. Вода постоянно переходит от одного звена к другому, связывая их в единое целое. В процессе круговорота воды в природе постоянно возникают опасные природные явления, которые оказывают влияние на безопасность жизнедеятельности человека и могут приводить к катастрофическим последствиям.

Опасное гидрологическое явление - событие гидрологического происхождения или результат гидрологических процессов, возникающих под действием различных природных или гидродинамических факторов или их сочетаний, оказывающих поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду.

К опасным природным явлениям гидрологического характера относятся наводнения, цунами и сели.

Биологические опасные природные явления

Живые организмы, в том числе и человек, взаимодействуют между собой и окружающей неживой природой. При этом взаимодействии происходит обмен веществ и энергии, идёт непрерывное размножение, рост живых организмов и их движение.

Среди наиболее опасных природных явлений биологического характера, оказывающих существенное влияние на безопасность жизнедеятельности человека, выделяют:

природные пожары (лесные пожары, пожары степных и хлебных массивов, торфяные пожары и подземные пожары горючих ископаемых);
инфекционные заболевания людей (единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний, групповые случаи опасных инфекционных заболеваний, эпидемическая вспышка опасных инфекционных заболеваний, эпидемия, пандемия, инфекционные заболевания людей невы-явленной этиологии);
инфекционные заболевания животных (единичные вспышки экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний, энзоотии, эпизоотии, панзоотии, инфекционные заболевания сельскохозяйственных животных невыявленной этиологии);
поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями (эпифитотия, панфитотия, болезнь сельскохозяйственных растений невыявленной этиологии, массовое распространение вредителей растений).

Природные пожары включают в себя лесные пожары, пожары степных и хлебных массивов, торфяные пожары. Наиболее распространены лесные пожары, которые происходят ежегодно, приносят колоссальные убытки и приводят к человеческим жертвам.

Лесные пожары - это неконтролируемое горение растительности, стихийно распространяющееся по лесной территории. При сухой погоде и ветре лесные пожары охватывают значительные пространства.

При жаркой погоде, при отсутствии дождя в течение 15-20 дней лес становится пожароопасным. Статистика свидетельствует, что в 90-97% случаев причиной возникновения лесных пожаров является жизнедеятельность людей.

Эпидемия - широкое распространение инфекционной болезни среди людей, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости. Обычная (минимальная) заболеваемость для данной местности - это чаще всего не имеющие между собой связи единичные случаи заболеваний.

Эпизоотии - массовые инфекционные болезни животных.

Эпифитотии - массовые болезни растений.

Массовое распространение инфекционных болезней среди людей, сельскохозяйственных животных или растений представляет прямую угрозу безопасности жизнедеятельности человека и может приводить к возникновению чрезвычайных ситуаций.

Инфекционные болезни - это группа болезней, которые вызываются специфическими возбудителями (бактериями, вирусами, грибками). Характерными особенностями инфекционных болезней являются: заразность, т. е. способность передавать возбудителей от больного организма здоровому; стадийность развития (заражение, инкубационный период, течение болезни, выздоровление).

Космические опасные природные явления

Земля - это космическое тело, маленькая частица Вселенной. Другие космические тела могут оказывать сильное влияние на земную жизнь.

Каждый видел, как на ночном небе появляются и гаснут «падающие звёзды». Это метеоры - небольшие небесные тела. Мы наблюдаем кратковременную вспышку раскалённого светящегося газа в атмосфере на высоте 70-125 км. Она возникает, когда метеор с большой скоростью вторгается в атмосферу.

Последствия падения Тунгусского метеорита. Фото 1953 г.

Если за время движения в атмосфере твёрдые частицы метеора не успевают полностью разрушиться и сгореть, то их остатки падают на Землю. Это метеориты .

Существуют и более крупные небесные тела, с которыми может встретиться планета Земля. Это кометы и астероиды.

Кометы - это быстро перемещающиеся на звёздном небе тела Солнечной системы, движущиеся по сильно вытянутым орбитам. С приближением к Солнцу они начинают светиться и у них появляется «голова» и «хвост». Центральная часть «головы» называется ядром. Диаметр ядра может быть от 0,5 до 20 км. Ядро представляет собой леденистое тело замёрзших газов и частиц пыли. «Хвост» кометы состоит из молекул газов и частиц пыли, улетучившихся из ядра под действием солнечных лучей. Длина «хвоста» может достигать десятков миллионов километров.

Астероиды - это малые планеты, диаметр которых колеблется в пределах от 1 до 1000 км.

В настоящее время известно около 300 космических тел, которые могут пересекать орбиту Земли. Всего, по прогнозам астрономов, в космосе существует примерно 300 тыс. астероидов и комет.

Падение Сихотэ-Алиньского метеорита

Встреча нашей планеты с большими небесными телами представляет серьёзную угрозу для всей биосферы.

Мир окружающей нас природной среды постоянно изменяется, в нём идут процессы обмена веществ и энергии, и всё это, вместе взятое, порождает различные природные явления. В зависимости от интенсивности проявления и мощности происходящих процессов эти природные явления могут создать угрозу для жизнедеятельности человека и обстановку чрезвычайной ситуации природного характера.

Проверьте себя

Назовите основные группы опасных природных явлений.
Перечислите основные природные явления геологического характера и объясните причины их возникновения.
Какие основные природные явления метеорологического и гидрологического характера вы знаете? Укажите их взаимозависимость.
Расскажите об опасных природных явлениях биологического характера. Назовите причины их появления.

После уроков

Узнайте у взрослых, посмотрите в Интернете и занесите в дневник безопасности основные природные явления геологического, метеорологического, гидрологического и биологического происхождения в вашем регионе.

Эти процессы и явления связаны с различными атмосферными процес-сами, и прежде всего с процессами, происходящими в нижнем слое атмо-сферы — тропосфере. В тропосфере находится около 9 /10 всей массы воз-духа. Под влиянием солнечного тепла, поступающего на земную поверх-ность, и силы земного притяжения в тропосфере образуются облака, дождь, снег, ветер .

Воздух в тропосфере перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Сильно нагретый воздух вблизи экватора расширяется, ста-новится легче и поднимается вверх. Происходит восходящее движение воз-духа. По этой причине у поверхности Земли вблизи экватора образуется по-яс низкого атмосферного давления. У полюсов из-за низких температур воздух охлаждается, становится более тяжёлым и опускается вниз. Проис-ходит нисходящее движение воздуха. По этой причине у поверхности Зем-ли вблизи полюсов давление высокое.

В верхней тропосфере, наоборот, над экватором, где преобладают вос-ходящие потоки воздуха, давление высокое, а над полюсами — низкое. Воздух всё время движется из области повышенного давления в область пониженного давления. Поэтому поднявшийся над экватором воздух расте-кается к полюсам. Но вследствие вращения Земли вокруг своей оси движу-щийся воздух не доходит до полюсов. Охлаждаясь, он становится тяжелее и опускается примерно у 30 е северной и южной широт, образуя в обоих полушариях области высокого давления.

Большие объёмы воздуха тропосферы, обладающие однородными свой-ствами, называются воздушными массами. Свойства воздушных масс зависят от тех территорий, над которы-ми они сформировались. Перемещаясь, воздушные массы долго сохраняют свои свойства, а встречаясь, взаимодействуют между собой. Перемещение воздушных масс и их взаимодействие определяют погоду в тех местах, ку-да эти воздушные массы приходят. Взаимодействие различных воздушных масс приводит к образованию в тропосфере движущихся атмосферных вих-рей — циклонов и антициклонов.

Циклон — это плоский восходящий вихрь с низким атмосферным дав-лением в центре. Поперечник циклона может составлять несколько тысяч ки-лометров. Погода при циклоне преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон — это плоский нисходящий вихрь с высоким атмосферным давлением с максимумом в центре. В области высокого давления воздух не поднимается, а опускается. Воздушная спираль раскручивается в северном полушарии по часовой стрелке. Погода при антициклоне малооблачная, без осадков, ветер слабый.

С движением воздушных масс, с их взаимодействием связано появление опасных метеорологических явлений, которые могут стать причиной стихий-ных бедствий. Это тайфуны и ураганы, бури, снежные бури, смерчи, грозы, засуха, сильные морозы и туманы .

Результаты взаимодействия некоторых атмосферных процессов, которые характеризуются определенными сочетаниями нескольких метеорологических элементов, называются атмосферными явлениями.

К атмосферным явлениям относятся: гроза, метель, пыльная бурая, туман, смерч, полярное сияние и др.

Все метеорологические явления, за которыми осуществляются наблюдение на метеорологических станциях, разделяются на такие группы:

гидрометеоры , представляют собой сочетание редких и твердых или тех и других вместе частиц воды, взвешенных в воздухе (облака, туманы), которые выпадают в атмосфере (осадки); которые оседают на предметах возле земной поверхности в атмосфере (роса, иней, гололедица, изморозь); или поднятых ветром с поверхности земли (вьюга);

литометеоры , представляют собой сочетание твердых (не водных) частичек, которые поднимаются ветром с земной поверхности и переносятся на некоторое расстояние или остаются взвешенными в воздухе (пыльная поземка, пылевые бури и др.);

электрические явления, к которых належат проявления действия атмосферного электричества, которые мы видим или слышим (молния, гром);

оптические явления в атмосфере, которые возникают в результате отражения, преломление, рассеяние и дифракции солнечного или месячного света (гало, мираж, радуга и др.);

неклассифицированные (разные) явления в атмосфере, которые тяжело отнести к какому-нибудь виду, указанного выше (шквал, вихрь, смерч).

Вертикальная неоднородность атмосферы. Важнейшие свойства атмосферы

По характеру распределения температуры с высотой атмосфера разделяется на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера.

На рисунке 2.3 представленный ход изменения температуры с удалением от земной поверхности в атмосфере.

А– высота 0 км, t = 15 0 С; В – высота 11 км, t = -56,5 0 С;

C – высота 46 км, t = 1 0 С; D – высота 80 км, t = -88 0 С;

Рисунок 2.3 – Ход температуры в атмосфере

Тропосфера

Мощность тропосферы в наших широтах достигает 10-12 км. В тропосфере сосредоточена основная часть массы атмосферы, поэтому здесь наиболее ярко проявляются разнообразные явления погоды. В этом слое наблюдается непрерывное снижение температуры с высотой. Оно составляет в среднем 6 0 С на каждые 1000 г. Солнечные лучи сильно нагревают земную поверхность и прилегающие нижние слои воздуха.

Тепло, которое идет от земли, поглощается водяным паром, углекислым газом, частицами пыли. Выше воздух более разрежен, водного пара в нем меньшее, а излучаемое снизу тепло уже поглощено нижними слоями – поэтому воздух там холоднее. Отсюда постепенное падение температуры с высотой. Зимой поверхность земли сильно охлаждается. Этому способствует снежный покров, который отражает большую часть солнечных лучей и вместе с тем излучает тепло в более высокие слои атмосферы. Поэтому, воздух возле поверхности земли очень часто холоднее, чем вверху. Температура с высотой немного повышается. Эта так называемая зимняя инверсия (обратный ход температуры). В летнее время земля нагревается солнечными лучами сильно и неравномерно. От наиболее нагретых участков поднимаются воздушные струйки, вихри. На смену воздуху, что поднялся, притекает воздух со стороны менее нагретых участков, в свою очередь, замещаясь воздухом, который опускается сверху. Возникает конвекция, которая вызывает перемешивание атмосферы в вертикальном направлении. Конвекция уничтожает туман и уменьшает запыленность нижнего слоя атмосферы. Таким образом, благодаря вертикальным движениям в тропосфере происходит постоянное перемешивание воздуха, который обеспечивает постоянство его состава на всех высотах.

Тропосфера – это место постоянного формирования облаков, осадков и других явлений природы. Между тропосферой и стратосферой находится тонкий (1 км) переходный пласт, названный тропопаузой.

Стратосфера

Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. Стратосфера характеризуется ростом температуры с высотой. До высоты 35 км рост температуры происходит очень медленно, выше 35 км температура растет быстро. Рост температуры воздуха с высотой в стратосфере связан с поглощением солнечной радиации озоном. На верхней границе стратосферы температура резко колеблется в зависимости от времени года и широты места. Разрежение воздуха в стратосфере приводит к тому, что небо там почти черного цвета. В стратосфере всегда хорошая погода. Небо безоблачное и лишь на высоте 25-30 км появляются перламутровые облака. В стратосфере также имеет место интенсивная циркуляция воздуха и наблюдаются вертикальные его перемещения.

Мезосфера

Над стратосферой находится слой мезосферы, приблизительно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля. Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развитая турбулентность. На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются серебристые облака. Наиболее вероятно, что они состоят из ледяных кристаллов. На верхней границе мезосферы давление воздуха раз в 200 меньшее, чем у земной поверхности. Таким образом, в тропосфере, стратосфере и мезосфере вместе, до высоты 80 км, находится более чем 99,5 % всей массы атмосферы. На выше расположенные слои приходится незначительное количество воздуха.

Термосфера

Верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами и потому носит название термосферы. В ней различаются, однако, две части: ионосферу, которая простирается от мезосферы к высотам порядка тысячи километров, и экзосферу, которая расположенная над ней. Экзосфера переходит в земную корону.

Температура здесь увеличивается и достигает на высоте 500-600 км + 1600 0 С. Газы здесь сильно разрежены, молекулы редко сталкиваются друг с другом.

Воздух в ионосфере чрезвычайно разрежен. На высотах 300-750 км его средняя плотность порядка 10 -8 -10 -10 г/м 3 . Но и при такой маленькой плотности 1 см 3 воздух на высоте 300 км еще содержит около одного миллиарда молекул или атомов, а на высоте 600 км - свыше 10 миллионов. Это на несколько порядков больше, чем содержание газов в межпланетном пространстве.

Ионосфера, как говорит самое название, характеризуется очень сильной степенью ионизации воздуха - содержание ионов здесь во много раз большее, чем в ниже расположенных слоях, несмотря на большую общую разреженность воздуха. Эти ионы представляют собой в основном заряженные атомы кислорода, заряженные молекулы оксидов азота и свободные электроны.

В ионосфере выделяется несколько слоев или областей с максимальной ионизацией, в особенности на высотах 100-120 км (пласт Е) и 200-400 км (пласт F). Но и в промежутках между этими пластами степень ионизации атмосферы остается очень высокой. Положение ионосферных слоев и концентрация ионов в них все время меняются. Сосредоточение электронов в особо большой концентрации называют электронными облаками.

От степени ионизации зависит электропроводность атмосферы. Поэтому в ионосфере электропроводность воздуха в общем в 10-12 раз большее, чем у земной поверхности. Радиоволны подвергаются в ионосфере поглощению, преломлению и отражению. Волны длиной более 20 м вообще не могут пройти сквозь ионосферу: они отражаются электронными облаками в нижней части ионосферы (на высотах 70-80 км). Средние и короткие волны отражаются выше расположенными ионосферными слоями.

Именно вследствие отражения от ионосферы возможная далекая связь на коротких волнах. Многоразовое отражение от ионосферы и земной поверхности позволяет коротким волнам зигзагообразно распространяться на большие расстояния, огибая поверхность Земного шара. Так как положение и концентрация ионосферных слоев непрерывно меняются, меняются и условия поглощения, отражения и распространение радиоволн. Поэтому для надежной радиосвязи необходимо непрерывное изучение состояния ионосферы. Наблюдение над распространением радиоволн и есть средством для такого исследования.

В ионосфере наблюдаются полярные сияния и близкое к ним по природе свечение ночного неба - постоянная люминесценция атмосферного воздуха, а также резкие колебания магнитного поля - ионосферные магнитные буры.

Ионизация в ионосфере проходит под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Ее поглощение молекулами атмосферных газов приводит к возникновению заряженных атомов и свободных электронов. Колебание магнитного поля в ионосфере и полярные сияния зависят от колебаний солнечной активности. С изменениями солнечной активности связаны изменения в потоке корпускулярной радиации, которая идет от Солнца в земную атмосферу. А именно корпускулярная радиация имеет основное значение для указанных ионосферных явлений. Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений. На высотах близко 800 км она достигает 1000°.

Говоря о высоких температурах ионосферы, имеют в виду то, что частицы атмосферных газов двигаются там с очень большими скоростями. Однако плотность воздуха в ионосфере так мала, что тело, которое находится в ионосфере, например спутник, не будет нагреваться путем теплообмена с воздухом. Температурный режим спутника будет зависеть от непосредственного поглощения им солнечной радиации и от отдачи его собственного излучения в окружающее пространство.

Экзосфера

Атмосферные слои выше 800-1000 км выделяются по названию экзосферы (внешней атмосферы). Скорости движения частиц газов, в особенности легких, здесь очень большие, а вследствие чрезвычайной разреженности воздуха на этих высотах частицы могут облетать Землю по эллиптическим орбитам, не сталкиваясь между собою. Отдельные частицы могут при этом иметь скорости, достаточные для того, чтобы преодолеть силу тяжести. Для незаряженных частиц критической скоростью будет 11,2 км/с. Такие в особенности быстрые частицы могут, двигаясь по гиперболическим траекториям, вылетать из атмосферы в мировое пространство, "выскальзывать", рассеиваться. Поэтому экзосферу называют еще сферой рассеяния. Выскальзыванию поддаются преимущественно атомы водорода.

Недавно предполагалось, что экзосфера, а с ней вообще земная атмосфера, заканчивается на высотах порядка 2000-3000 км. Но наблюдения с помощью ракет и спутников показали, что водород, который выскальзывает из экзосферы, образовывает вокруг Земли так называемую земную корону, которая простирается более чем до 20000 км. Конечно, плотность газа в земной короне ничтожно маленькая.

С помощью спутников и геофизических ракет установлено существование в верхней части атмосферы и в околоземном космическом пространстве радиационного пояса Земли, который начинается на высоте нескольких сотен километров и простирается на десятки тысяч километров от земной поверхности. Этот пояс состоит из электрически заряженных частиц - протонов и электронов, захваченных магнитным полем Земли, которые двигаются с очень большими скоростями. Радиационный пояс постоянно теряет частицы в земной атмосфере и пополняется потоками солнечной корпускулярной радиации.

По составу атмосфера делится на гомосферу и гетеросферу.

Гомосфера простирается от поверхности земли до высоты около 100 км. В этом слое процентное содержание основных газов не изменяется с высотой. Остается постоянным и молекулярный вес воздух.

Гетеросфера располагается выше 100 км. Здесь кислород и азот находятся в атомарном состоянии. Молекулярный вес воздуха с высотой уменьшается.

Имеет ли атмосфера верхнюю границу? Атмосфера не имеет границы, а, постепенно разрежаясь, переходит в межпланетное пространство.

Что такое опасные погодные явления?

Зарево пожара на горизонте. За весну и половину лета 2016 года в России сгорело 1,4 миллиона гектаров леса, что принесло ущерб в районе трех миллиардов рублей. Фото: extremeinstability.com

По данным Росгидромета, количество опасных метеорологических явлений становится больше год от года. 2015-й установил мрачный рекорд — 571 случай возникновения экстремальной погоды, что больше, чем в любой из предыдущих 17 лет, говорится в докладе ведомства. Что такое опасные погодные явления, какими они бывают и чем грозят — в статье портала «Климат России».

По мере того, как в результате потепления климат России становится все более морским и менее континентальным, число опасных явлений, наносящих ущерб, возрастает, рассказывает заведующий отделом климатологии Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации — Мирового центра данных (ВНИИГМИ—МЦД) Вячеслав Разуваев .

Количество зарегистрированных опасных погодных явлений за период с 1998 по 2015 годы. Данные Росгидромета

По определению Росгидромета, опасные метеорологические явления — это природные процессы и явления, возникающие в атмосфере и / или у поверхности Земли, которые по интенсивности, масштабу и продолжительности оказывают или могут оказать поражающее воздействие на людей, сельское хозяйство, объекты экономики и окружающую среду.

Другими словами — экстремальная погода всегда угрожает благосостоянию, здоровью и жизни. Чтобы прогнозировать опасные явления, в Росгидромете разработаны критерии — по ним специалисты определяют степень опасности надвигающегося или уже случившегося бедствия. Всего выделено 19 явлений погоды, которые могут представлять серьезную угрозу.

Стихия №1: ветер

Очень сильный ветер (на море — шторм). Скорость стихии превышает 20 метров в секунду, а при порывах увеличивается на четверть. Для высотных и приморских районов, где ветра чаще и интенсивнее, норматив — 30 и 35 метров в секунду соответственно. Такая погода вызывает падение деревьев, элементов зданий и отдельно стоящих конструкций, например рекламных щитов, обрывы линий электропередач.

Сильный ветер способен не только поломать зонты, но и оборвать провода. Фото: volgodonsk.pro

В России от штормов чаще других регионов страдают Приморье, Северный Кавказ и Прибайкалье. Самые сильные ветра дуют на архипелаге Новая Земля, островах Охотского моря и в городе Анадырь на краю Чукотки: скорость воздушного потока нередко превышает 60 метров в секунду.

Ураган — то же самое, что и сильный ветер, но еще интенсивнее — при порывах скорость достигает 33 метров в секунду. Во время урагана лучше быть дома — ветер такой силы, что способен сбить человека с ног и нанести увечья.

Поваленные ураганом 1998 года деревья у стен Кремля. Фото: Александр Путята / mosday.ru

20 июня 1998 года в Москве порывы ветра достигали 31 метра в секунду. Жертвами непогоды стали восемь человек, 157 обратились за медицинской помощью. 905 домов было обесточено, 2157 строений частично повреждены. Ущерб городскому хозяйству оценили в миллиард рублей.

Шквал — ветер скоростью от 25 метров в секунду, не ослабевающий по меньшей мере минуту. Он представляет угрозу для жизни и здоровья, способен повредить объекты инфраструктуры, машины и дома.

Смерч в Благовещенске. Фото: ordos / mreporter.ru

Смерч — вихрь в виде столпа или конуса, направляющийся от облаков к поверхности Земли. 31 июля 2011 года в Благовещенске в Амурской области смерч опрокинул три грузовые машины, повредил более 50 опорных столбов, крыши домов, нежилых построек и поломал 150 деревьев.

Встреча с вихрем может стать последней в жизни: внутри его воронки скорость воздушных потоков может достигать 320 метров в секунду, приближаясь к скорости звука (340, 29 метра в секунду), а давление — упасть до 500 миллиметров ртутного столба (норма 760 мм рт. ст). Оказавшиеся в радиусе действия этого мощного «пылесоса» предметы поднимаются в воздух и носятся по нему с огромной скоростью.

Чаще всего смерчи встречаются в тропических широтах. Вид вихря зависит от того, что он в себя вобрал. Так, различают водяные, снежные, земляные и даже огненные смерчи.

Заморозками называют временное понижение температуры почвы или воздуха у земли до нуля (на фоне положительных среднесуточных температур).

Если такое метеорологическое явление случится в период активной вегетации растений (в Москве обычно продолжается с мая по сентябрь), сельскому хозяйству будет нанесен урон, вплоть до полной гибели урожая. В апреле 2009 года в Ставрополье потери от заморозков оценили почти в 100 миллионов рублей.

Сильный мороз регистрируется, когда температура достигает опасного значения. В каждом регионе оно, как правило, свое. В Нижнем Новгороде 18 января 2006 года температура опустилась до минус 35 градусов Цельсия, в результате чего за одни сутки за медицинской помощью обратились 25 человек, из которых 21 был госпитализирован с обморожениями.

Если в период с октября по март среднесуточная температура на семь градусов ниже многолетней нормы, значит наступил аномальный холод . Такая погода приводит к авариям в жилищно-коммунальном хозяйстве, а также к вымерзанию сельскохозяйственных культур и зеленых насаждений.

Стихия №2: вода

Сильный ливень. Если за час выпало свыше 30 миллиметров осадков, такую погоду классифицируют как сильный ливень. Он опасен тем, что вода не успевает уходить в грунт и стекать в дождевую канализацию.

В августе 2016-го Москву затапливало дважды, и каждый раз это приводило к серьезным последствиям. Фото: trasyy.livejournal.com

Обильные осадки образуют мощные потоки, парализующие движение на дорогах. Размывая грунт, водные массы обрушивают на землю металлические конструкции. В холмистой или рассеченной оврагами местности обильные осадки увеличивают опасность схождения селей: напитанные водой грунты проседают под собственной тяжестью — целые склоны сползают вниз, погребая все, что попадается на пути. И это происходит далеко не только в горах и холмистых районах. Так, 19 августа 2016-го в результате затяжного ливня сель заблокировал трафик на улице Нижние Мневники в Москве.

Если за 12 часов выпадает не менее 50 миллиметров осадков, метеорологи относят это явление к категории «Очень сильный дождь », который так же может привести к образованию селей. Для горных районов критический показатель составляет 30 миллиметров, так как вероятность катастрофических последствий там выше.

Мощный грязевой поток с осколками камней представляет собой смертельную опасность: его скорость может достигать шести метров в секунду, а «голова стихии», передний край селя, — 25 метров в высоту. В июле 2000-го мощный селевой поток обрушился на город Тырныанз в Карачаево-Черкесии. 40 человек пропали без вести, восемь погибли, еще восемь были госпитализированы. Пострадали жилые дома и инфраструктура города.

Продолжительный сильный дождь. Выпавшие в течение половины или целых суток осадки должны превышать отметку в 100 миллиметров, либо 120 миллиметров за двое суток. Для ливнеопасных районов норма — 60 миллиметров.

Оползень после продолжительного сильного дождя в Москве. Фото: siniy.begemot.livejournal.com

Вероятность подтопления, смыва и схождения селей при продолжительном сильном дожде резко возрастает. Для борьбы со стихией в крупных городах проложены сети водоотводящих коллекторов. Их проектируют, исходя из многолетних данных об осадках, но изменение климата, приводящее к увеличению количества дождей, часто готовит неприятные сюрпризы. При частых и продолжительных ливнях стоковые канализации нуждаются в регулярных осмотрах и прочистках. Особенно засоряет систему водоотведения грунт и мусор со стройплощадок, отметил мэр Москвы Сергей Собянин , комментируя затопление столицы 19 августа 2016-го.

Очень сильный снег. Под этим видом опасного явления подразумевают обильный снегопад, в результате которого за 12 часов выпадает свыше 20 миллиметров осадков. Такое количество снега блокирует дороги и создает трудности для передвижения автомобилей. Снежные шапки на домах и конструкциях могут своим весом обрушивать отдельные элементы и обрывать провода.

В марте 2016-го в результате сильного снегопада движение в столице было парализовано, а машины во дворах оказались под толщей снега. Фото: drive2.ru

В ночь с первого на второе марта 2016-го Москва оказалась засыпана снегом высотой в 22 миллиметра. По сообщению сервиса «Яндекс.Пробки», в первой половине дня на дорогах были девятибалльные пробки. Вследствие разгула стихии были отменены десятки авиарейсов.

Град считается крупным, если диаметр ледяных шариков превышает 20 миллиметров. Это погодное явление представляет серьезную опасность для имущества и здоровья людей. Падающие с неба градины могут повредить автомобили, разбить стекла, уничтожить растительность и погубить урожай.

Ставропольский град побил все местные рекорды и заодно автомобили горожан. Фото: vesti.ru

В августе 2015-го на Ставрополье обрушился град, сопровождавшийся сильным дождем и ветром. Очевидцы снимали на смартфоны градины размером с куриное яйцо и диаметром пять сантиметров!

Сильной метелью называют погодное явление, при котором на протяжении полусуток видимость от летящего снега составляет до 500 метров, а скорость ветра не опускается ниже 15 метров в секунду. В разгул стихии езда на автомобилях становится опасной, отменяются авиарейсы.

Во время метели, накрывшей Москву в декабре 2012-го, не было видно противоположной стороны улицы, а весь город стоял в пробках. Фото: rom-julia.livejournal.com

Интенсивный снегопад часто приводит к авариям на дорогах и многокилометровым пробкам. Первого декабря 2012 года СМИ сообщали о том, что после продолжительного снегопада в Москве автомобилисты ночевали прямо в машинах, а на трассе М10 в Тверской области заторы растянулись на 27 километров. Для водителей был организован подвоз топлива и горячего питания.

Сильным туманом, или дымкой, называются условия, при которых на протяжении 12 и более часов видимость составляет от пяти до ноля метров. Причиной этого может быть взвесь из мельчайших капель воды влажностью до полутора граммов воды на кубометр воздуха, частиц сажи и крохотных кристаллов льда.

При сильном тумане видимость составляет всего несколько метров. Фото: PROMichael Kappel / Flickr

Метеорологи определяют атмосферную видимость по специальной методике или с помощью прибора трансмиссометра. Снижение видимости может провоцировать дорожно-транспортные происшествия и блокировать работу аэропортов, как это было в Москве 26 марта 2008-го.

Сильная гололедица. Это погодное явление регистрирует специальный прибор — гололедный станок. Среди характерных черт этой непогоды — лед толщиной от 20 миллиметров, мокрый, не тающий снег высотой 35 миллиметров или изморозь толщиной полсантиметра.

Гололед провоцирует множество аварий и приводит к жертвам. 13 января 2016-го в Татарстане это метеорологическое явление стало причиной череды аварий, в которых пострадали десятки автомобилей.

Стихия №3: земля

Пыльная буря фиксируется метеорологами, когда на протяжении 12 часов пыль и песок, несомые ветром со скоростью не меньше 15 метров в секунду, ухудшают видимость на расстоянии до полукилометра. 29 апреля 2014 года в Иркутской области несколько часов бушевала пыльная буря. Стихия частично нарушила электроснабжение региона.

Буря в Иркутской области накрыла регион пыльным «колпаком». Фото: Алексей Денисов / nature.baikal.ru

Пыльные бури — частое явление в регионах с сухим жарким климатом. Они нарушают движение автомобилей и блокируют авиасообщение. Летящие с большой скоростью песок и мелкие камни могут травмировать людей и животных. После прохождения таких бурь приходится расчищать дороги и помещения от песка и пыли, а также восстанавливать сельскохозяйственные угодья.

Стихия №4: огонь

Аномальная жара фиксируется метеорологами, когда в период с апреля по сентябрь на протяжении пяти дней среднесуточная температура на семь градусов выше климатической нормы региона.

В Управлении ООН по снижению риска стихийных бедствий отметили , что с 2005 по 2014 годы от последствий тепловых волн погибли более 7000 человек. 2016-й установил новый мировой температурный рекорд — 54 градуса в кувейтской Митрибе. Для России максимумом остается 45,4 градуса в Калмыкии, которые были зафиксированы 12 июля 2010 года.

Сильная жара — температура превышает установленный опасный порог в период с мая по август (критическое значение для каждой территории свое).

Это приводит к засухам, росту пожароопасности и тепловым ударам. Восьмого августа 2016-го в Челябинске, где в течение недели температура не опускалась ниже 32 градусов, за медицинской помощью обратились 25 человек с симптомами перегрева. Шестеро из них были госпитализированы. Потери сельского хозяйства составили 2,5 миллиона рублей.

Чрезвычайная пожароопасность. Это вид опасного явления объявляют при высокой температуре воздуха, сопряженной с отсутствием осадков.

Пожары — настоящий бич заповедной природы, ежегодно уничтожающий 0,5 процента мировых лесов. Фото: Gila National Forest / Flickr

— Дайджест главных событий Года экологии—2017

— . К чему привело метафизическое путешествие по Русскому Северу?

ОПА́СНЫЕ МЕТЕОРОЛОГИ́ ЧЕСКИЕ ЯВЛ Е́НИЯ, объединяют метеорологические, а часто и вызванные ими гидрологические явления, которые интенсивностью и продолжительностью представляют угрозу безопасности людей, а также могут нанести значительный ущерб отраслям экономики или природным условиям. К ним относятся ураганные ветры (тропические циклоны, тайфуны и др.), смерчи (торнадо), шквалы, град, гололёд и изморозь, гололедица, метели, ливни, продолжительные дожди, снегопады, туманы, грозы, пыльные бури, аномальная жара, понижения горизонтальной и вертикальной дальности видимости. Последние явления являются особо опасными для авиации при экранировании облаками вершин гор и сопок в районе полётов. О. м. я. за исключением двух-трёх вариантов относятся к локальным, или мезомасштабным явлениям, поэтому не существует их систематизации и сведения в единую сводку. Напр., дождливые и сухие периоды тропических муссонов, сезоны торнадо и тропических циклонов на Великих равнинах США, тайфунов на Дальнем Востоке. Эти явления определяются особенностями процессов общей циркуляции атмосферы и, в меньшей степени, особенностями орографии и распределением водоёмов. В юж. районах Европейской территории России неблагоприятные условия
создаются при засухах и суховеях, повторяющихся примерно 1 раз в 10 лет. Однако, в силу нерегулярности характера погоды на Земле, предсказание их наступления и продолжительности, а следовательно и наносимого ущерба, пока затруднено. Явления локального масштаба, такие как ливневые или нагонные паводки и наводнения, образуются как вследствие естественных процессов, так и антропогенных факторов. Например, затопление при разливах рек жилых домов, построенных в пойменных, нерегулярно затапливаемых местах, стоком, происходящим с окружающих район склонов, при естественном уменьшении фильтрации в глубь почв, разрушении ирригационных сооружений, а также ненадлежащем обслуживании мостовых сооружений и др. Ниже приведён типовой перечень О. м. я., разработанный Гидрометцентром РФ, на основании которого территориальные управления гидрометслужбы (УГМС) составляют уточнённый с учётом местной специфики перечень опасных явлений для своей территории обслуживания. См. табл. 1.

Таблица 1. Типовой перечень опасных метеорологических явлений для территории России (2007)

Опасное явление	Определение	Критерии
Очень сильный ветер	–	Средняя скорость ветра не менее 20 м/с, на побережье морей и в горных районах не менее 25 м/с. Мгновенная скорость ветра (порыв) не менее 25 м/с, на побережье морей и в горных районах не менее 30 м/с
Шквал	Резкое кратковременное усиление ветра	Мгновенная скорость ветра (порыв) более 25 м/с в течение не менее 1 мин
Смерч	Сильный маломасштабный атмосферный вихрь в виде столба или воронки, направленный от облака к поверхности земли
Сильный ливень	Сильный ливневый дождь	Количество жидких осадков не менее 30 мм за период не более 1 ч
Очень сильный дождь	Значительные жидкие и смешанные осадки (дождь, ливневый дождь, мокрый снег, снег с дождём)	Количество осадков не менее 20 мм за период не более 1 ч
Очень сильный снег	Значительные твёрдые осадки (снег, ливневый снег и др.)	Количество осадков не менее 20 мм за период не более 12 ч
Продолжительный сильный дождь	Дождь непрерывный (с перерывами не более 1 часа) в течение нескольких суток	Количество осадков не менее 120 мм за период не менее 2 сут
Крупный град	_	Диаметр градин более 20 мм
Сильная метель	Общая или низовая метель при сильном ветре, вызывающая значительное ухудшение видимости	Средняя скорость ветра не менее 15 м/с, минимальная дневная видимость не более 500 м
Сильная пыльная буря	Перенос пыли или песка при сильном ветре, вызывающие сильное ухудшение видимости	Средняя скорость ветра не менее 15 м/с, Минимальная дневная видимость не более 500 м
Сильный туман	Туман со значительным ухудшением видимости	Минимальная дневная видимость не более 50 м
Гололёдно-изморозевые отложения	Сильное отложение на проводах уличного освещения (гололёдного станка)	Диаметр отложений, гололёд – не менее 20 мм сложное отложение – не менее 30 мм мокрый снег – не менее 35 мм изморозь – не менее 50 мм
Сильная жара	Высокая максимальная температура воздуха в течение длительного промежутка времени	Максимальная температура воздуха не менее 35 °С в течение 5 сут
Сильный мороз	Низкая минимальная температура воздуха в течение продолжительного времени	Минимальная температура воздуха не более -35 °С в течение 5 сут

О. м. я. в ряде случаев приводят к катастрофическим последствиям. Особенно часто под их воздействием случаются наводнения. Тропические циклоны почти всегда ассоциируются со значительными количествами атмосферных осадков, в первую очередь в районе стены «глаза бури» (см. в ст. Тайфун ) и дождевых полос циклона. «Великое Миссисипское наводнение» произошло в США в 1927. После 18 часов непрерывных ливней Миссисипи вышла из берегов и прорвала дамбу на 145 участках, затопив 70 000 км 2 , ширина разлива достигала 97 км, глубина на затопленных территориях доходила до 10 м. Были затоплены 10 штатов: Кентукки, Арканзас, Иллинойс, Луизиана, Миссисипи, Миссури, Теннеси, Техас, Оклахома, Канзас. 700 000 чел. остались без крова, погибли 246 чел., экономические потери составили 400 млн. долларов.

Осн. районы возникновения тропических циклонов составляют семь фактически обособленных непрерывных зон, которые имеют название бассейнов. Самым активным является сев.-зап. тихоокеанский бассейн, где ежегодно возникает 25,7 тропич. циклона силы тропического шторма или более (из 86 в мире). Наименее активным является северо-индийскоокеанский бассейн, где ежегодно случается лишь 4–6 тропических циклонов.

Катастрофическим по числу жертв от тропических циклонов было поднятие уровня моря под действием циклона Бхола в 1970, когда из-за 9-метрового штормового прилива и затопления островов мелкой дельты Ганга погибли 300–500 тыс. чел. в Восточном Пакистане.

Большие разрушения наносят ураганные ветры и смерчи (торнадо) в Америке. В апреле 1965 над США одновременно возникли 37 различных по мощности торнадо, выс. до 10 км, диаметром ок. 2 км, со скоростью ветра до 300 км в час эти вихри произвели громадные разрушения в шести штатах. Число погибших превысило 250 чел., 2500 чел. получили ранения. См. табл. 2 и табл. 3.

Упоминаются интересные происшествия, связанные со смерчами. Первое известие о смерче в России относится к 1406. Троицкая летопись сообщает, что под Нижним Новгородом вихрь поднял в воздух упряжку вместе с лошадью и человеком и унёс на другую сторону Волги. На следующий день телегу и мёртвую лошадь нашли висящими на дереве, а человек пропал без вести. 16(29) июня 1904 в 17 ч смерч в Москве вырвал с корнем все деревья (некоторые до метра в охвате) Анненгофской рощи, нанёс ущерб Лефортово, Сокольникам, Басманной улице, Мытищам, втянул в себя воду из Москвы-реки, обнажив её дно. В 1940 в деревне Мещеры Горьковской обл. наблюдался дождь из серебряных монет. Грозовой дождь размыл клад с монетами, а смерч поднял монеты в воздух и выбросил их у деревни. «Ирвингский смерч» в США 30 мая 1879 поднял на воздух деревянную церковь вместе с прихожанами во время церковной службы. Перенеся её на 4 м в сторону, смерч удалился. Значительного ущерба перепуганные прихожане не понесли, не считая ранений от упавших с потолка штукатурки и кусков древесины.

Таблица 2. Рекордные ураганы по нанесённому ущербу

Таблица 3. Рекордные ураганы по числу погибших

Название	Год	Число жертв
Великий ураган 1780 года	1780	27 500
Митч	1998	22 000
Галвестон	1900	6 000
Фифи	1974	от 8000 до 10 000
«Доминиканская Республика»	1930	от 2000 до 8000
Флора	1963	от 7186 до 8000
Ньюфаундленд	1775	от 4000 до 4163
Окичоби	1928	2500
Сан-Сириако	1899	3433