Иванов О.П. Опасные природные процессы

Стратегическими целями уходящего XX века были технический прогресс, расширенное воспроизводство с преобладанием тенденций экстенсивного роста за счет природных ресурсов. Итогом гонки за обладание природными и техническими ресурсами стали глобальные экологические проблемы, обострение социальной напряженности и осознание резко возросшего риска бытия.
Сегодня на Земле не найдется места, где не случались бы природные бедствия. В последние десять лет количество катастроф в мире почти удвоилось со 110-130 до 288 в год. По данным МЧС России, только в 90-е годы (1990-1999) в нашей стране было зарегистрировано 2877 событий чрезвычайного характера, связанных с опасными природными процессами.
За последние 35 лет из-за перечисленных бедствий на Земле погибли 3,8 млн. человек, а пострадали 4,4 млрд., то есть почти три четверти человечества. В России за тот же период по не полным данным погибло 4,5 тысяч человек, а пострадало 540 тысяч.
Возможность эффективной борьбы с опасными природными процессами, заключается в знании не только их генезиса и характера развития, но и причин все возрастающего роста потерь Общества.
Среди первых причин стоит темп роста народонаселения. Если в начале 19 века численность населения составляла всего лишь один миллиард, сегодня - более шести, то к 2050 году ООН прогнозирует 8,9 млрд. человек.
Второй причиной является процесс урбанизации. Численность городского населения растет еще более быстрыми темпами. Если в 1830 году в городах проживало чуть более 3 % населения, в 1960 г - 34 %, то в 2020 оно будет составлять не менее 57,6 %. Ожидается, что к 2020 г. их суммарная площадь увеличится на 2,6 млн. кв. км и составит около 4 % площади суши. Особенно быстро разрастается площадь мега полисов. Например, территория Мехико, население которого к 2010 г. достигнет 30 млн. человек, с 1940 по 1990 гг. увеличилась со 130 до 1250 кв. км. Территория Москвы за то же время возросла- с 326 до 994 кв. км. Зачастую приходится осваивать непригодные для строительства склоны холмов, поймы рек, заболоченные участки и прибрежные территории, которые, несомненно, увеличивают риск бытия.
Именно на территории городов, где высока плотность населения и где сконцентрирована техногенная инфраструктура, приходятся наибольшие социальные и материальные потери. Значительную опасность для городов России представляет ряд опасных процессов. Например, наводнениям подвержено 746 городов, оползням и обвалам - 752 города, землетрясениям - 103 города, смерчам - 500 городов, лавинам - 5 городов, селям - 9 городов, воздействию цунами - 9 городов. В последнее время значительное внимание привлечено к техногенным физическим полям: вибрационным, температурным и полям блуждающих электрических токов. Наиболее опасны поля блуждающих токов, которые образуются за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок и станций катодной защиты. В результате в 5-10 раз повышается коррозионная активность грунтов. Установлено, что около 30 % повреждений в трубах на территории Москвы приходится на долю электро-коррозии от блуждающих токов. Примерно 24 % площади города отнесены к те
рриториям с высокой степенью коррозионной опасности, на которых электрические поля блуждающих токов в сотни раз превышают естественный фон. В городах под тяжестью зданий, динамических транспортных нагрузок и извлечения подземных вод происходят локальные просадки поверхности земли. В северо-восточной части Токио с 1920 по 1980 гг. уровень земной поверхности снизился на 4,5 м. В результате возросла опасность затопления города нагонными водами штормов. Точно так же опускается земля и на территориях, где добывают нефть и газ. Самый впечатляющий пример - город Лонг-Бич в Калифорнии США. Из-за добычи нефти и газа в этом районе город опустился на 8,8 м, а горизонтальное смещение составило 3,7 м.
Понижение территорий городов, совместно со снижением инфильтрующих способностей почв из-за широкомасштабного асфальтирования, создает ещё одну техногенно-природную неприятность - подтопление территорий городов. В России в подтопленном состоянии находится 800 тысяч гектар городских территорий. Из 1092 городов России подтоплены 960 городов, включая Москву, Санкт-Петербург, Новосибирск, Омск, Томск, Хабаровск, Казань, Ярославль. Это составляет 88 % от всех городов России.
Третья причина - глобальное потепление, которое отмечено в последние годы. Оно начинает существенно менять режим обмена между атмосферой и океаном, поэтому на наших глазах резко меняются погодные и климатические условия, и вместе с ними растет ущерб от метеогенных условий. В будущем повышение уровня мирового океана из-за таяния ледников неизбежно приведет к отступлению береговой линии вглубь континента. С другой стороны, границы сплошной мерзлоты будет смещаться на север: к 2020 году - на 50-80 км, к 2050 году - на 150-200 км. Соответственно увеличится количество осадков и, следовательно, наводнений, оползней и др.
Еще одна причина - воздействие человека на окружающую природную среду. Мы извлекаем нефть, уголь и газ из земных недр в неимоверных количествах, то есть глобально вмешиваемся в окружающую среду. А в результате - наведенная сейсмичность, опускание территорий, подтопление, провалы, техногенные геофизические поля. Техногенные воздействия ускоряют накопление напряжений в земной коре, увеличивая частоту землетрясений. Наиболее часто наведенная сейсмичность проявляется при создании крупных водохранилищ и закачке флюидов в глубокие горизонты земной коры. Существует мнение, что крупные землетрясения в Газли (Узбекистан), произошедшие в 1976 и 1984 гг., относятся к разряду наведенных, спровоцированных закачкой около 600 млн. кубометров воды в Газлийскую структуру.
И, наконец, ещё одна чрезвычайно важная проблема мутации вирусов. Защитный иммунитет на организменном уровне оказывается не готов к столь быстрым изменениям направления атак, современная медицина пока не может адекватными темпами перестраиваться. Мы начинаем сталкиваться с новыми агентами агрессии, к которым почти не готовы, а это означает, что мы решаем методом проб и ошибок новые задачи катастроф.
Мировой опыт показывает, что затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера в 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.
Во-вторых, природные опасности должны обязательно учитываться при экономическом планировании. Прежде чем возводить сооружение, жилища, расширять территорию городов, должна быть сделана оценка территорий с точки зрения степени ее природного риска.
Осознание учеными реалий негативного взаимодействия Природы и Общества позволило сформулировать иные императивы на XXI век. Во главу угла ставятся устойчивость, безопасность, качество. Ведущей тенденцией становится междисциплинарный синтез и поиск ключевых параметров управления развитием Социума. Сегодня ученым недостаточно предоставить обществу выбор, надо изучить его последствия и выяснить цену этого выбора до того, как он будет сделан, ибо цель этого общества - защита жизни и интересов человека. Успех этого дела зависит не только от новых научных взглядов на системность мира, на нелинейность взаимодействия сложных систем, но и от новых способов управления рисками катастроф и стихийных бедствий. Необходима конкретная система программных мер по снижению рисков и смягчению последствий чрезвычайных ситуаций и соответствующие государственные структуры, одной из которых и является МЧС России.
История его создания начинается с 1990 год. После аварии на Чернобыльской АЭС и землетрясения в Армении стало очевидно, что в России нет профессиональной службы, способной реагировать на чрезвычайные ситуации мирного времени. 27 декабря 1990 г. было принято постановление Совета Министров РСФСР о создании Российского корпуса спасателей на правах Государственного комитета. Помимо спасательных формирований, дислоцированных по всей стране, потребовались структуры, работающие на оснащение спасателей, в области научного прогнозирования и предупреждения, создающие новые спасательные технологии. Уже тогда появилась необходимость в создании своих учебных заведений и полигонов для проведения тренировок, учений, соревнований. Так постепенно рождалось ведомство, которое в 1994 году стало называться Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Сегодня МЧС России - это четко работающий механизм управления рисками. Оно способ
но оперативно реагировать на любую ЧС природного и техногенного характера. На оснащении спасателей и войск ГО находятся современные спасательные технологии. Авиация МЧС - это десятки самолетов и вертолетов различного назначения. Россия сегодня обладает уникальными технологиями тушения пожара с воздуха, которые уже не раз применялись как в нашей стране, так и за рубежом. Наши спасатели работают в полном контакте с лучшими спасательными службами мира.
Первый опыт показал, что практика только реанимационного или оперативного подхода не решает проблему в целом. Необходима была новая идеология противодействия катастрофам и разработке на ее основе государственной стратегии в области снижения рисков и смягчения последствий ЧС. Основные усилия должны быть сосредоточены на реализации научно обоснованной и экономически целесообразной системы превентивных мер. Именно поэтому МЧС России сегодня вкладывает значительные средства в развитие технологий предупреждения, предотвращения ЧС. На этом пути уже достигнуты существенные результаты. Так, например, разработками наших ученых в области прогнозирования землетрясений, наводнений и лесных пожаров интересуются ведущие западные научные центры, с которыми мы работаем в тесном контакте.
Наступает новый этап развития единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС. Основное внимание будет уделяться проблеме снижения рисков и смягчения последствий ЧС, т.е. осуществлению комплекса мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска, а также на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба, нанесенного окружающей природной и социальной среде.
В рамках практической реализации решения этой задачи был создан ВЦМП (Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования ЧС), как головная структура всей системы. Были предприняты первые шаги по созданию и развитию сети региональных и территориальных центров мониторинга и прогнозирования ЧС.
Важнейшим направлением деятельности в этой сфере стало приоритетное развитие и внедрение в практику новых наукоемких технологий мониторинга и прогнозирования ЧС, наиболее характерных для территории нашего государства. Некоторые достижения в этой области получили в настоящее время международное признание. Так, например, технология оперативного прогнозирования последствий разрушительных землетрясений была принята в качестве базовой и поставлена на опытную эксплуатацию и дежурство в интересах европейского и мирового сообщества.
Особое внимание обращается подготовке и переподготовке высококвалифицированных кадров на базе Академии Гражданской Защиты МЧС. Сложность этой проблемы состоит в том, что любой сотрудник МЧС должен быть специалистом крайне широкого профиля, умеющий быстро и адекватно реагировать в любой сложной обстановке. По сути дела здесь создается образ специалиста междисциплинарного профиля.
Именно поэтому целью данного учебника является предоставление обучающимся знаний современного уровня по всему спектру опасных природных процессов. Впервые изложение курса ведется с единых позиций синергетического анализа на базе исследования структуры, эволюции и взаимодействия сложных открытых систем природных процессов. Подобный подход позволяет курсантам осознать, при каких условиях стихийные явления переходят в опасные природные процессы с поражающими факторами и как они развиваются. Это дает практическую возможность правильно строить стратегию профилактической и оперативной зашиты, тактику спасения и ликвидации последствий
Настоящая книга предназначена в качестве учебника для курсантов, студентов и бакалавров Академии Гражданской защиты МЧС РФ, а также может быть использована для студентов экологических специальностей различных вузов РФ.
Опасные природные процессы (ОПП) - это нелинейные, а порою и экстремальные явления взаимодействия природных систем или процессов с социальными и экологическими системами, в результате которых возникают поражающие факторы, наносящие ущерб и потери Обществу и Природе. Спектр опасных природных процессов весьма широк, что предопределяет многообразие генезиса; механизмов развития; масштабов, скоростей и энергий проявления; длительности воздействия и различия поражающих факторов. Поэтому здесь нельзя как в обычных традиционных дисциплинах по математике, физике, химии и т.д. выделить конкретный предмет исследований. Многообразие исследуемых объектов предполагает междисциплинарный подход.
Дисциплинарный подход решает конкретную задачу, возникшую в историческом контексте развития предмета, подбирая методы из устоявшегося инструментария. Прямо противоположен междисциплинарный подход, когда под данный универсальный метод ищутся задачи, эффективно решаемые им в самых разнообразных областях человеческой деятельности. Это, с точки зрения В.Г. Буданова, принципиально иной способ структурирования реальности, где скорее господствует полиморфизм языков и аналогия, нежели каузальное начало. Здесь ход от метода, а не от задачи.
Основным методом исследования в данном учебнике выступает метод системного синергетического анализа эволюции взаимодействий сложных открытых систем, а следовательно и развития опасных природных процессов. Учитывая, что синергетика весьма молодое междисциплинарное направление, а курс "Опасные природные процессы" является как бы вводным, то синергетический инструментарий предлагается на качественном уровне, доступном для понимания студентами и курсантами второго курса. Тем не менее, это формирует у них не только профессиональную, но и современную мировоззренческую базу представлений.
Учебник состоит из вводной части и трех разделов. Во вводной части слушатели знакомятся с характером экологических кризисов в истории Земли. Они познают, что кризисы - это свойство любой эволюционирующей сложной системы, взаимодействующей с другими системами. Завершает введение очерк о глобализации современных экологических проблем, как негативной специфической черте взаимодействия Общества и Природы.
В первом разделе рассматриваются основные принципы возникновения системного устройства мира, закономерности эволюции и взаимодействия сложных открытых систем. Дается сравнительный анализ эволюции Биосферы и Ноосферы и обоснование генезиса глобальных экологических проблем. Далее кратко излагаются структура и динамика систем Вселенной, Нашей Галактики, Земли и её подсистем: магнитосферы, атмосферы, гидросферы, литосферы. Взаимодействие подсистем Земли и космоса рассматривается как основной источник ОПП. В заключение раздела излагаются общие принципы прогноза ОПП.
Второй раздел учебника посвящен классификации опасных природных процессов и рассмотрению каждого генетического вида ОПП с учетом негативных специфик развития, поражающих факторов. Рассматриваются конкретные ситуации прогноза, профилактических мероприятий и спасательных работ. Авторский вариант классификация и анализа ОПП по генезису является наиболее полным и логически обоснованным по сравнению с классификациями в учебниках подобного типа. Привлекательной стороной является использование современных научных материалов по рассмотрению механизмов развития ОПП.
Заключительный раздел учебника посвящен стратегии минимизации риска бытия и включает два взаимно согласующихся подраздела: основные принципы оценивания ущерба от ОПП и основы теории риска и районирования.
Учебник хорошо иллюстрирован, что способствует лучшему усвоению учебного материала. Материалы учебника в рамках курса ОПП практически по всем разделам дополнены видеофильмами, которые можно использовать как в аудитории, так и при самостоятельной подготовке.