Краткий обзор опасных природных и техногенных процессов

В настоящее время наблюдается заметное увеличение количества опасных природных и техногенных явлений, причем их размеры постоянно растут. Под опасными природными и техногенными процессами понимаются ситуации, связанные с возникновением чрезвычайных ситуаций. Это объясняется ростом антропогенной нагрузки на природные объекты. Существенное влияние испытывает природная среда, что приводит к необходимости учета риска возникновения техногенных катастроф.

Характеризуя природные опасности и угрозы, необходимо подчеркнуть следующее. На поверхности Земли и в прилегающих к ней слоях атмосферы идет развитие множества сложнейших физических, физико-химических и биохимических процессов, сопровождающихся обменом и взаимной трансформацией различных видов энергии. Источником энергии являются процессы реорганизации вещества, происходящие внутри Земли, физические и химические взаимодействия ее внешних оболочек и физических полей, а также гелиофизические воздействия. Эти процессы лежат в основе эволюции Земли, ее природной обстановки, являясь источником постоянных преобразований облика нашей планеты или ее геодинамики. Человек не в состоянии приостановить или изменить ход эволюционных трансформаций, он может только прогнозировать их развитие и в некоторых случаях оказывать влияние на их динамику [3, 8].

Геодинамические и гелиофизические преобразования являются источником различных геологических и атмосферных процессов и явлений, широко развитых на Земле и в прилегающих к ее поверхности слоях атмосферы, создающих природную опасность для человека и окружающей среды. Наибольшее распространение имеют явления, связанные с эндогенными, гидрометеорологическими, экзогенными и геокриологическими процессами. К числу первых относятся различные тектонические явления, землетрясения и горные удары. Среди гидрометеорологических явлений наиболее широкое распространение имеют наводнения, ураганы, смерчи, тайфуны, сильные ливни, снегопады, морозы. Экзогенные явления связаны с гравитационными процессами (оползни, сели, обвалы, снежные лавины), действием поверхностных (эрозионные, абразионные) и подземных (карстовые, суффозионные, набухания, просадки) вод.

Среди природных опасностей наиболее разрушительными являются: наводнения, подтопления, эрозия, землетрясения, оползни, сели, карст, смерчи, сильные заморозки, различные мерзлотные явления. Ежегодно в России происходит 230-250 событий чрезвычайного характера, связанных с природными опасными явлениями. Основные потери при этом приносят: наводнения (около 30%); оползни, обвалы и лавины (21%); ураганы, смерчи и другие сильные ветры (14%); сели и переработка берегов водохранилищ и морей (3%). Последовательность процессов в порядке уменьшения экономического ущерба несколько иная: плоскостная и овражная эрозия (около 24% всех потерь), подтопление территорий (14%), наводнения и переработка берегов (13%), оползни и обвалы (11%), землетрясения (8%).

Стратегическими целями уходящего XX века были технический прогресс, расширенное воспроизводство с преобладанием тенденций экстенсивного роста за счет природных ресурсов [7]. Итогом гонки за обладанием природными и техническими ресурсами стали глобальные экологические проблемы, обострение социальной напряженности и осознание резко возросшего риска бытия. Сегодня ни Земле не найдется места, где не случались бы природные бедствия. В последние десять лет количество катастроф в мире почти удвоилось со 120 до 290 в год. По данным МЧС России, только в 90-е годы 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 рост народонаселения. Если в начале XIX 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 58 %. 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 мегаполисов. Например,территория Мехико, население которого к 2010 г. достигло 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 электрокоррозии от блуждающих токов. Примерно 24 % площади города отнесены к территориям 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 техногенную природную неприятность, т.е. 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 метеорологических 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 будут 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. системам, в результате которых возникают поражающие факторы, наносящие ущерб и потери Обществу и Природе.

Еще одна причина - это 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 увеличиваются сейсмичность, опускание территорий, подтопление, провалы, техногенные геофизические поля. Техногенные воздействия ускоряют накопление напряжений в земной коре, увеличивая частоту землетрясений. Наиболее часто увеличивающаяся сейсмичность проявляется при создании крупных водохранилищ.

И, наконец, ещё одна чрезвычайно важная проблема мутации вирусов. Защитный иммунитет организма человека оказывается не готов к столь быстрым изменениям. 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.

Осознание учеными реалий негативного взаимодействия Природы и Общества позволило сформулировать новые концепции использования и охраны природной среды на XXI век. Во главу угла ставятся устойчивость, безопасность и качество. Ведущей тенденцией становится междисциплинарный синтез и поиск ключевых параметров управления развитием социальной среды (Социума). Сегодня ученым недостаточно предоставить обществу выбор, надо изучить его последствия и выяснить цену этого выбора до того, как он будет сделан, ибо целью этого общества является 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.

Население России живет в условиях постоянного воздействия чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного, техногенного, биолого-социального характера и нарастания угроз ЧС террористического характера. Возрастание масштабов воздействия на население подтверждает и печальная статистика последних лет. Если учитывать жертвы террористических актов, военных конфликтов, пожаров и дорожно-транспортных происшествий, то в среднем Россия ежегодно теряет свыше 50 тысяч человеческих жизней, более 250 тысяч человек получают увечья.

Население и территория Земли с многочисленными объектами хозяйства подвержены негативным воздействиям со стороны опасных природных и техногенных процессов (всего в мире насчитывается более 50 опасных природных процессов, из них в России около 30). Уровень изношенности производственной инфраструктуры в стране таков, что катастрофы и аварии стали нормой. Главный вывод заключается в том, что общество превысило компенсаторные возможности постоянства или неподвижности биосферы. Так не создается ли механизм самоуничтожения человека и всего созданного им на Земле?

Для устойчивого развития любой страны необходимо принятие мер по сокращению ущерба, причиняемого ЧС. Эти меры должны опираться на теорию анализа и управления риском. Риском мы будем называть совокупность значения возможного ущерба в некоторой стохастической ситуации и его вероятности. Под природным риском понимается возможность нежелательных последствий от опасных природных процессов и явлений, а под техногенным риском понимаются опасные техногенные явления (аварии и катастрофы на объектах техносферы), а также ухудшение окружающей среды из-за промышленных выбросов в процессе хозяйственной деятельности среды. Сейчас в мире существует 3 негативные тенденции:

1. Рост числа опасных природных процессов (ОПП);

2. Рост числа жертв и размера ущерб от ОПП;

3. Рост темпов урбанизации.

Последствия стихийных бедствий бывают весьма тяжелыми. Наибольший вред приносят наводнения (40 % общего урона), ураганы (20 %), землетрясения и засухи (по 15 %), 10 % общего урона приходится на остальные виды стихийных бедствий.