Огромные, клубящиеся красноватого цвета облака из песка и пыли, поднятые с поверхности земли сухими, горячими и быстрыми воздушными потоками, несут в себе смерть. Так, в 1805 году пыльная буря полностью засыпала песком караван из двух тысяч человек и такого же количества верблюдов. Та же история постигла в Сахаре в 525 г. до н.э. легендарную армию персидского правителя Камбиса II: ужасная песчаная буря на полпути остановила военную экспедицию, погубив около пятидесяти тысяч воинов.
Верной приметой того, что приближается песчаная буря, является неожиданно наступившая тишина, когда перестаёт дуть ветер, а вместе с ним исчезают все звуки и шорохи. Вместо этого усиливается духота, а вместе с ней на подсознательном уровне проступает тревога. А через некоторое время на горизонте появляется быстрорастущая туча чёрно-багрового цвета. Снова появляется ветер и, набирая скорость, поднимает вверх пыль и песок.
Песчаная или как её ещё называют, пыльная буря являет собой атмосферное явление, когда сильный ветер на большие расстояния перемещает огромное количество песчинок, частиц грунта или пыли. Высота такой тучи может превышать километр, тогда как видимость внутри неё уменьшается до нескольких десятков метров.
По мере того как эти частицы оседают, грунт становится красноватого, желтоватого или сероватого оттенка (в зависимости от состава поднятых в воздух частиц). Несмотря на то, что пыльные бури появляются в основном летом, в случае отсутствия осадков и быстрого высыхания грунта они бывают и зимой.
Образуются пыльные бури в основном в пустынных или полупустынных регионах (особенно ими славится пустыня Сахара), но иногда из-за засухи может возникнуть и в лесостепных и лесных регионах планеты. Так, в апреле 2015 года на Хмельницкий, город, расположенный на западе Украины, налетела песчаная буря. Ураган длился около пяти минут, видимость не превышала и десяти метров, а ветер был такой силы, что едва не снёс с мостов людей и транспорт.
Как формируется буря
Чтобы зародилась пыльная буря необходима сухая поверхность грунта и ветер, скорость которого превышает 10 м/с (например, в Сахаре её показатели нередко достигают 50 м/с). Появляются пыльные бури из-за турбулентности (неоднородности) потоков воздуха, которые при движении по неровной поверхности, сталкиваясь с препятствиями, образуют завихрения воздуха. Чем быстрее движется ветер, тем более опасные завихрения он создаёт.
После того как увеличивается движение воздушных масс над незакреплёнными частицами грунта, сцепление между которыми ослаблено из-за сухости почвы (именно поэтому бури этого типа появляются в основном в пустынях), песчинки начинают сначала вибрировать, затем подскакивать, и в результате повторяющихся ударов превращаются в мелкую пыль.
Завихрения воздуха с лёгкостью поднимают с земли частицы песка или пыли, в то время как температура нижних слоев воздушных масс сильно повышается: над степями – до 1,5 км, над пустынями – до 2,5 км. После этого возникает перемешивание воздуха с пылевыми частицами, которые стремятся распределиться по всей площади прогретого воздуха.
Тогда как частички меньшего размера над земной поверхностью взлетают чрезвычайно высоко, крупные поднимаются на более низкое расстояние и быстро падают (если ветер чрезвычайно сильный, пыль может перенестись на тысячи километров). Сила ветра во время песчаных бурь такова, что он вполне способен сдвигать с места дюны, а поднятый им песок будет подобен огромному облаку высотой в полтора километра.
Чтобы сформировалась пыльная буря, грунт должен быть сухим: в случае продолжительной засухи под воздействием сильных ветров, в воздух способны подняться даже частицы верхних слоёв чернозёмной почвы (в этом случае образуется «чёрная буря»), и переместиться на большие расстояния.
Так, в конце двадцатых годов прошлого века в лесостепных и степных лесах Украины внезапно появившаяся пыльная буря подняла вверх более 15 млн. тонн чернозема (при этом высота облака составляла 750 м) и перенесла их на тысячи километров в сторону. Некоторая часть пыли осела в Прикарпатье, Польше и Румынии, в результате чего плодородный слой почвы в пострадавших регионах (около 1 млн.км2) уменьшился на 10-15 см.
Как долго длится явление
Продолжительность песчаных бурь обычно составляет от тридцати минут до четырёх часов. При этом кратковременные пыльные бури характеризуются незначительным ухудшением видимости: местность просматривается до четырёх, а иногда и до 10 километров.
Среди кратковременных бывают и такие пыльные бури, во время которых видимость ограничивается до двух десятков метров.
Появляется пыльная буря всегда почти неожиданно: при хорошей погоде поднимется шквальный ветер, в результате чего скорость воздушных потоков увеличивается, подхватывая и поднимая в воздух пылевые частицы.
Правда, плохая видимость длится недолго даже несмотря на то, что скорость ветра в это время нарастает. О том, что приближается пыльная буря, можно узнать по серой туманной полосе завесе, что появляется под кучево-дождевыми облаками, когда те расположены недалеко от линии горизонта.
Бывают также длительные песчаные бури:
- Одни пыльные бури характеризуются лишь частичным ухудшением видимости, до четырёх километров (правда, по времени эти пыльные бури наиболее продолжительные, поскольку способны длиться несколько дней).
- Для других характерна ограниченность видимости до нескольких метров на начальной стадии развития, после чего проясняется до одного километра. Зато длятся эти песчаные бури не более четырёх часов.
Бури Сахары
Многие песчаные бури зарождаются в самой большой пустыне мира Сахаре, где граничат друг с другом Мавритания, Мали и Алжир. За последние полстолетия количество песчаных бурь Сахары увеличилось в десять раз (только через Мавританию за год проносится около восьмидесяти бурь).
Поднятого песка Сахары настолько много что огромное количество песчаных частиц переносится через Атлантический океан. Такая ситуация возможна из-за того, что когда пыль и песок движутся над пустыней, они вместе с воздухом продолжают нагреваться, после чего, оказавшись над океаном, проходят под более холодным и влажным воздушным потоком. Разница в температуре между слоями воздуха приводит к тому, что они друг с другом не смешиваются, давая возможность пыльному тёплому воздуху пересечь океан.
Несмотря на то, что песчаные бури вызывают много негативных последствий (уничтожают плодородный слой грунта, неблагоприятно воздействуют на дыхательную систему живых организмов), поднятая в воздух пыль приносит и пользу. Например, пыльные бури Сахары снабжают влажные экваториальные леса Центральной и Южной Америки огромным количеством минеральных удобрений, а океан получает недостающую часть железа. В то же время поднятая на Гаваях пыль даёт возможность расти банановым деревьям.
Что делать, если попал в бурю
Заметив первые признаки приближающейся бури нужно сразу же остановиться: продолжать движение бесполезно и лишняя трата сил, тем более что песчаная буря редко когда длится более четырёх часов. Даже если ветер не утихает около двух-трёх дней, лучше переждать на одном месте и никуда не уходить. Поэтому все запасы воды и пищи нужно держать возле себя (особенно воду, иначе полное обезвоживание организма обеспечено, а это всегда приводит к смерти).
Остановившись, нужно сразу начинать искать укрытие. Это может быть крупный камень, валун, дерево возле которых нужно лечь с подветренной стороны и полностью, с головой, закутаться в материю. Если есть возможность укрыться в автомобиле, его нужно поставить таким образом, чтобы в двери не дул ветер.
В худшем случае, если никакого укрытия поблизости не наблюдается, нужно лечь на землю и накрыть голову одеждой (бедуины в таких случаях роют что-то наподобие окопа). Следует иметь в виду, что когда будет пролетать песчаная буря, температурные показатели воздуха в этот момент будут составлять около пятидесяти градусов, что может привести к потере сознания. Дышать в то время, как над головой проносятся тонны песка, нужно только через платок, иначе мельчайшие частицы попадут в дыхательные пути.
Эти климатические явления вносят немалый вклад в загрязнение земной атмосферы. Оно является одним из многочисленных невероятных природных феноменов, которому ученые довольно быстро нашли несложное объяснение.
Данные неблагоприятные климатические явления - пыльные бури. Более подробно о них будет рассказано в нижеследующей статье.
Определение
Пыльная, или песчаная, буря - это явление переноса огромного количества песка и пыли сильнейшими ветрами, что сопровождается резким ухудшением видимости. Как правило, подобные явления зарождаются на суше.
Это аридные районы планеты, откуда воздушные потоки переносят мощные облака пыли в океан. Причем, представляя немалую опасность человеку в основном на суше, они все же сильно ухудшают прозрачность атмосферного воздуха, затрудняя при этом наблюдения за поверхностью океана из космоса.
Все дело в ужасной жаре, по причине которой сильно высыхает почва и затем в поверхностном слое распадается на микрочастицы, подхватываемые сильным ветром.
Но начинаются пыльные бури при определенных критических значениях зависящих от рельефа местности и почвенной структуры. Большей частью они начинаются при скоростях ветра в пределах 10-12 м/с. А на слабые пыльные бури возникают летом даже при скоростях 8 м/с, реже при 5 м/с.
Поведение
Продолжительность бурь меняется от минут до нескольких суток. Чаще всего время исчисляется часами. К примеру, в районе Аральского моря была зафиксирована 80-часовая буря.
После исчезновения причин описываемого явления поднятая пыль с поверхности земли остается в воздухе во взвешенном состоянии на несколько часов, возможно, и суток. В этих случаях огромные ее массы переносятся потоками воздуха на сотни и даже тысячи километров. Занесенная ветром на большие расстояния от очага пыль именуется адвективной мглой.
Тропические воздушные массы эту мглу переносят в южную часть России и всей Европы из Африки (северных ее районов) и Ближнего Востока. А западные потоки часто выносят такую пыль из Китая (центр и север) на побережье Тихого океана и т. д.
Цвет
Пыльные бури имеют самую разнообразную окраску, которая зависит от и их цвета. Бывают бури следующих цветов:
- черные (черноземные почвы южных и юго-восточных областей Европейской части России, Оренбургской области и Башкирии);
- желтые и бурые (свойственные США и Средней Азии - суглинки и супеси);
- красные (красноцветные, окрашенные окислами железа почвы пустынных местностей Афганистана и Ирана;
- белые (солончаки некоторых районов Калмыкии, Туркмении и Поволжья).
География бурь
Возникновение пыльных бурь происходит в совершенно разных местах планеты. Основным ареалом являются полупустыни и пустыни тропической и умеренной климатических зон, причем обоих земных полушарий.
Обычно термин "пыльная буря" используется при ее возникновении над суглинистой или глинистой почвой. Когда же она возникает в песчаных пустынях (например, в Сахаре, Кызылкуме, Каракумах и пр.), и, кроме самых мелких частиц, ветер несёт по воздуху миллионы тонн и частиц покрупнее (песок), уже применяется термин "песчаная буря".
Часто пыльные бури происходят в Прибалхашье и в Приаралье (юг Казахстана), в западной части Казахстана, на Каспийском побережье, в Каракалпакии и в Туркменистане.
Где бывают пыльные Чаще всего они наблюдаются в Астраханской и в Волгоградской областях, в Тыве, Калмыкии, а также в Алтайском и Забайкальском краях.
В периоды длительной засухи бури могут развиваться (не каждый год) в лесостепной и степной зонах Читы, Бурятии, Тувы, Новосибирска, Оренбургской, Самарской, Воронежской, Ростовской областей, Краснодарского, Ставропольского краев, в Крыму и др.
Основные источники пыльной мглы у Аравийского моря - это полуострова и Сахары. Меньший ущерб в этих местах приносят бури Ирана, Пакистана и Индии.
В Тихий океан пыль переносят китайские бури.
Экологические последствия пыльных бурь
Описываемые явления способны передвигать огромные дюны и переносить большие объёмы пыли таким образом, что фронт может представляться как плотная и высокая стена пыли (до 1,6 км.). Приходящие из пустыни Сахара бури известны под названиями «самум», «хамсин» (Египет и Израиль) и «хабуб» (Судан).
Большей частью в Сахаре бури возникают во впадине Боделе и на участке соединения границ Мали, Мавритании и Алжира.
Следует отметить, что за последние 60 с лишним лет количество пыльных сахарских бурь увеличилось примерно в 10 раз, что вызвало значительное уменьшение толщины поверхностного слоя почвы в Чаде, Нигере, Нигерии. Для сравнения можно отметить, что в Мавритании в 60-х годах прошлого века случились всего лишь две пыльные бури, а на сегодня в год там наблюдается по 80 бурь.
Ученые-экологи считают, что безответственное отношение к засушливым регионам Земли, в частности, игнорирование системы севооборота, неуклонно приводит к возрастанию пустынных площадей и изменению климатического состояния планеты Земля на глобальном уровне.
Способы борьбы
Пыльные бури, как и многие другие приносят огромный вред. С целью уменьшения и даже предотвращения их негативных последствий следует проводить анализ особенностей местностей - рельефа, микроклимата, направления ветров господствующих здесь, и проводить соответствующие мероприятия, которые будут способствовать уменьшению скорости ветра у поверхности земли и увеличивать сцепление почвенных частиц.
Чтобы уменьшить скорость ветра, проводятся определенные мероприятия. Повсеместно создаются системы ветрозащитных кулис и лесополос. Немалый эффект для повышения сцепления частиц почвы дают безотвальная вспашка, оставленная стерня, посевы многолетних трав, полосы многолетних трав вперемежку с посевами однолетних культур.
Некоторые из самых известных песчаных и пыльных бурь
Для примера предлагаем вам список наиболее известных песчаных и пыльных бурь:
- В 525 году до н. э., по свидетельствам Геродота, в Сахаре в период песчаной бури погибло 50-тысячное войско царя Персии Камбиза.
- В 1928 году на Украине ужасный ветер поднял боле 15 млн. тонн чернозема с площади, равной 1 млн. км², пыль которого была перенесена в Прикарпатье, Румынию и Польшу, где и осела.
- В 1983 году сильнейшая буря на севере штата Виктория в Австралии накрыла город Мельбурн.
- Летом 2007 года в Карачи и на территориях провинций Белуджистан и Синд произошла сильнейшая буря, а проливные дожди, последовавшие за ней, привели к смерти около 200 человек.
- В мае 2008 года в Монголии из-за песчаной бури погибло 46 человек.
- В сентябре 2015 года ужасный «шарав» (песчаная буря) пронесся по большей площади Ближнего Востока и Северной Африки. Сильно пострадали Израиль, Египет, Палестина, Ливан, Иордания, Саудовская Аравия и Сирия. Были и человеческие жертвы.
В заключение немного о внеземных пыльных бурях
Марсианские пыльные бури происходят следующим образом. В связи с сильной разницей в температуре между ледовой толщей и тёплым воздухом на окраине южной полярной шапки планеты Марс возникают сильные ветра, поднимающие огромные облака пыли красно-коричневого цвета. И здесь возникают свои определенные последствия. Ученые считают, что пыль Марса может играть примерно ту же роль, что и земные облака. Происходит нагревание атмосферы за счет поглощения пылью солнечного света.
Пыльная (песчаная) буря - в виде переноса больших количеств пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением (обычно на уровне 2 м она составляет от 1 до 9 км, но в ряде случаев может снижаться до нескольких сотен и даже до нескольких десятков метров). При этом наблюдается подъём пыли (песка) в воздух и одновременно оседание пыли на большой территории. В зависимости от цвета почвы в данном регионе, отдалённые предметы приобретают сероватый, желтоватый или красноватый оттенок. Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 10 м/с и более.
Часто возникает в тёплое время года в и регионах. При превышении некоторого порога скорости ветра (зависящего от механического состава почвы и её влажности), частицы и отрываются от поверхности и переносится путём и , вызывая эрозию почвы.
Пыльный (песчаный) позёмок - перенос пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой 0.5-2 м, не приводящий к заметному ухудшению видимости (если нет других атмосферных явлений, горизонтальная видимость на уровне 2 м составляет 10 км и более). Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 6-9 м/с и более.
География
Основной ареал распространения пыльных бурь - и умеренной и тропической климатических зон обоих полушарий Земли.
Пустыня и пустыни являются основными источниками воздушной пыли в районе , меньший вклад вносят , и . Пыльные бури в Китае переносят пыль в . Экологи считают, что безответственное управление засушливыми регионами Земли, например игнорирование системы , приводят к и изменению климата на локальном и глобальном уровнях.
Термин “песчаная буря“ , как правило, используется в смысле песчаных бурь, особенно в Сахаре, когда кроме мелких частиц, снижающих видимость, ветер также несёт над поверхностью миллионы тонн более крупных частиц песка. Термин пыльная буря больше относится к явлению переноса мелких частиц на расстояния до нескольких тыс. км., особенно когда бури «накрывают» городские районы.
Большая повторяемость пыльных бурь отмечается в и (юг ), на побережьях , в , в Каракалпакстане и Туркменистане. В России пыльные бури чаще всего наблюдаются в , на востоке и в .
В длительные периоды засушливой погоды пыльные бури могут развиваться (не ежегодно) в степной и лесостепной зоне: в России - в , , Туве, , , , , областях, Башкирии, , , , областях, и крае; на - в , , , , областях, в ; в северном, центральном и восточном .
При (перед грозой и ливневым дождём) кратковременные (от нескольких минут до часа) локальные пыльные бури могут наблюдаться в летний период даже в пунктах, расположенных в лесной растительной зоне - в т.ч. в и (1-3 дня за лето).
Причины возникновения
При увеличении силы потока ветра, проходящего над незакреплёнными частицами, последние начинают вибрировать, а затем «скакать». При повторяющихся ударах об землю эти частицы создают мелкую пыль, которая поднимается в виде суспензии.
Недавнее исследование предполагает, что начальная крупинок песка с помощью трения индуцирует . Скачущие частицы обретают отрицательный заряд, который освобождает ещё больше частиц. Такой процесс захватывает в два раза больше частиц, чем предсказывают предшествующие теории. Частицы освобождаются в основном за счёт и ветра. Фронты порывов ветра могут появляться из-за охлаждения воздуха после сильной с дождём или могут являться сухим . После прохода сухого холодного фронта нестабильность может создать пыльную бурю. В пустынных областях пылевые и песчаные бури наиболее часто возникают вследствие грозовых выходных потоков и увеличения скорости ветра. Вертикальные размеры бури определяются стабильностью атмосферы и весом частиц. В некоторых случаях пыльные и песчаные бури могут быть ограничены относительно тонким слоем из-за эффекта температурной инверсии. В других случаях пыль может подниматься до высоты 6100 м.
Способы борьбы
Для предотвращения и уменьшения эффектов пыльных бурь создаются полезащитные лесные полосы, комплексы снего- и водозадержания, а также используются агротехнические методы, такие как травосеяние, и контурная вспашка.
Экологические последствия
Песчаные бури могут передвигать целые и переносить огромные объёмы пыли, так что фронт бури может выглядеть как плотная стена высотой 1,6 км. Пыльные и песчаные бури, приходящие из пустыни также известны как , (в Египте и ) и (в ).
Большинство пыльных бурь зарождается в Сахаре, особенно во впадине и в области схождения границ , и . За последние полвека (с 1950х годов) пыльные бури Сахары увеличились примерно в 10 раз, вызвав уменьшение толщины верхнего слоя почвы в , Чаде, северной и в . В 1960-х годах в Мавритании произошло всего две пыльных бури, в настоящее время наблюдается по 80 бурь в год. Объём пыли, выдуваемой из Сахары в сторону Атлантического океана в июне в пять раз больше, чем год назад, что может охладить воды Атлантики и немного уменьшить активность .
Економические последствия
Основной ущерб, наносимый пыльными бурями, состоит в уничтожении плодородного слоя почвы, что снижает её . Кроме того, абразивный эффект повреждает молодые растения. Другие возможные негативные последствия включают в себя: снижение , влияющее на авиа- и автотранспорт; снижение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли; эффект теплового «покрывала»; неблагоприятное воздействие на дыхательную систему живых организмов.
Пыль также может принести пользу в местах осаждения - и получает большинство минеральных удобрений из Сахары, восполняется недостаток железа в океане, пыль на помогает расти культурам. На севере Китая и на западе США почвы с осадками древних бурь, называемые , очень плодородны, но также являются источником современных пылевых бурь, при нарушении связывающей почву растительности.
Внеземные пыльные бури
Сильная разница в температуре между ледовым панцирем и тёплым воздухом на краю южной полярной шапки Марса приводит к 
возникновению сильных ветров, которые поднимают огромные облака красно-коричневой пыли. Специалисты считают, что пыль на Марсе может играть ту же функцию, что и облака на Земле - она поглощает солнечный свет и нагревает за счёт этого атмосферу.
Песчаная (пыльная) буря - это перенос огромного количества частиц почвы, таких как песок и пыль, в атмосфере. При этом наблюдается значительное ухудшение прямой видимости (обычно, на уровне 2-х метров от земли она составляет 1 км., в редких случаях может изменятся до нескольких сотен и, даже, десятков метров). Со стороны буря выглядит, как плотная стена с высотой несколько сот метров.
Возникают песчаные бури при сильных воздушных потоках, скорость которых более 10 м/сек, она зависит от типа и влажности почвы. В пустынных и полупустынных местностях это атмосферное явление наблюдается особенно часто.
Для подавления песчаной бури используются разнообразные средства, которые создают физическое сопротивление, препятствующее её дальнейшему распространению. Естественной преградой такого рода служат леса, это пожалуй самое эффективное и дешевое средство. Так же используются сооружения водо- и снегозадержания.
Помимо негативных последствий песчаных и пыльных бурь, таких как:
- Воздействие на дыхательную систему животных организмов.
- Значительное ухудшение прямой видимости, влияющие на авиа- и автотранспорт
- Уничтожение или временное ухудшение плодородных слоёв почвы.
- Повреждение молодых растений.
- И так далее…
они могут приносить и пользу:
- Нормализация климата высоковлажных тропических лесов.
- Восполнение недостатка железа в океане.
- Пыль способствует росту банановых культур.
- И так далее…
Интересная информация по поводу внеземных пыльных бурь , а именно на Марсе с Википедии :
Сильная разница в температуре между ледовым панцирем и тёплым воздухом на краю южной полярной шапки Марса приводит к возникновению сильных ветров, которые поднимают огромные облака красно-коричневой пыли. Специалисты считают, что пыль на Марсе может играть ту же функцию, что и облака на Земле - она поглощает солнечный свет и нагревает за счёт этого атмосферу.
Видео-записи песчаных бурь
Удивительная видео-съёмка песчаной бури въезжая непосредственно в сам её эпицентр.
Съёмка песчаной бури на какой-то военной базе. Смесь воздуха и песка накрывает всю местность до полного скрытия от солнечного света.
Ещё одна видео-запись, но уже с окна высокоэтажного здания.
Ну и напоследок самые яркие и удивительные фотографии пыльных и песчаных бурь.
Самая сильная песчаная буря на Марсе.
Фотографии песчаных бурь в Австралии со спутника:
Фотографии песчаных бурь Австралии, но уже с земли:
Реферат
на тему : Цунами и пыльная(песчаная)буря.
Выполнила :студентка
группы РММ-07
Нургалиева Н.Р
Проверил : Кондюрин В.Г
Москва 2010
Цунами
Цунами -это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (более 7 баллов). В результате землетрясения распространяется несколько волн. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. Первое научное описание явления дал Хосе де Акоста в 1586 в Лиме, Перу после мощного землетрясения, тогда цунами высотой 25 метров ворвалось на сушу на расстояние 10 км.
В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью, где g - ускорение свободного падения, а H - глубина океана (так называемое приближение мелкой воды, когда длина волны существенно больше глубины). При средней глубине 4000 метров скорость распространения получается 200 м/с или 720 км/час. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает сотен километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30-40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где может произойти фокусировка. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется как серия волн, так как волны длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны, а стоит выждать несколько часов.
Причины образования цунами
Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, - среднему уровню моря, - и порождает серию волн. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным (то есть порождающим волну цунами) обычно является землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Проблема распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена, и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения. Наиболее сильные цунами генерируются в зонах субдукции.
Оползни. Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке (около 7 % всех цунами). Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 1100 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты более 500 м. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Но намного чаще происходят подводные оползни в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более 20 метров.
Вулканические извержения (около 4,99 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или даже кальдеру в результате чего возникает длинная волна. Классический пример - цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в 1883 году. Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в общей сложности 5000 кораблей, погибло 36 000 человек.
Другие возможные причины
Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра ещё достигала 1,8 м. Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить или поглотить некоторый объём воды, и цунами от подводных оползней и взрывов всегда несут локальный характер. Если одновременно произвести взрыв нескольких водородных бомб на дне океана, вдоль какой-либо линии, то не будет никаких теоретических препятствий к возникновению цунами, такие эксперименты проводились, но не привели к каким-либо существенным результатам по сравнению с более доступными видами вооружений. В настоящее время любые подводные испытания атомного оружия запрещены серией международных договоров.
Падение крупного небесного тела может вызвать огромное цунами, так как, имея огромную скорость падения, данные тела имеют также колоссальную кинетическую энергию, которая будет передана воде, следствием чего и будет волна. Так, падение метеорита 65 млн лет назад тоже вызвало цунами, отложения которого найдены на территории штата Техас.
Ветер может вызывать большие волны (примерно до 20 м), но такие волны не являются цунами, так как они короткопериодные и не могут вызывать затопления на берегу. Однако возможно образование метео-цунами при резком изменении давления или при быстром перемещении аномалии атмосферного давления. Такое явление наблюдается на Балеарских островах и называется Риссага.
Признаки появления цунами
Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами. Люди, находящиеся на берегу и не знающие об опасности, могут остаться из любопытства или для сбора рыбы и ракушек. Таким правилом следует руководствоваться, находясь, например, в Японии, на Индоокеанском побережье Индонезии, Камчатке. В случае телецунами волна обычно подходит без отступления воды.
Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В цунамиопасных регионах есть правило, что если ощущается землетрясение, то лучше уйти дальше от берега и при этом забраться на холм, таким образом заранее подготовиться к приходу волны.
Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае.
Громадные взбросы у кромок неподвижного льда и рифов, образование толчеи, течений
Почему цунами часто приводит к большим жертвам?
Может быть непонятным, почему цунами высотой несколько метров оказалось катастрофическим, в то время, как волны той же высоты, возникшие во время шторма, к жертвам и разрушениям не приводят? Можно назвать несколько факторов, которые приводят к катастрофическим последствиям:
- Высота волны у берега в случае цунами, вообще говоря, не является определяющим фактором. В зависимости от конфигурации дна возле берега, явление цунами может пройти вовсе без волны, в обычном понимании, а как серия стремительных приливов и отливов, что также может привести к жертвам и разрушениям.
- Во время шторма в движение приходит лишь приповерхностный слой воды, во время цунами - вся толща. И на берег при цунами выплёскиваются намного большие массы воды.
- Скорость волн цунами, даже у берега, превышает скорость ветровых волн. Кинетическая энергия у волн цунами больше.
- Цунами, как правило, порождает не одну, а несколько волн. Первая волна, не обязательно самая большая, смачивает поверхность, уменьшая сопротивление для последующих волн.
- При шторме волнение нарастает постепенно, люди обычно успевают отойти на безопасное расстояние до прихода больших волн. Цунами приходит внезапно.
- Сила цунами может возрасти в гавани - там, где ветровые волны ослабляются, а следовательно, жилые постройки могут стоять у самого берега.
- Отсутствие у населения элементарных знаний о возможной опасности. Так, во время цунами 2004 года, когда море отступило от берега, многие местные жители оставались на берегу - из любопытства или из желания собрать не успевшую уйти рыбу. Кроме того, после первой волны многие возвращались в свои дома - оценить ущерб или пытаться найти близких, не зная о последующих волнах.
- Система оповещения о цунами есть не везде и работает не всегда.
- Разрушение береговой инфраструктуры усугубляет бедствие, добавляя катастрофические техногенные и социальные факторы. Затопление низменностей, долин рек приводит к засолению почв.
Системы предупреждения цунами
Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера) и эпицентр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.
Вторая возможность предупреждения о цунами это предупреждение «по факту» - способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами - глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами - после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (en:Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив реальную волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.
Существенным моментом системы предупреждения является распространение актуальной информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. Японцы имеют множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном было не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв. Также важное значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.
Наиболее крупные цунами
5.11.1952 г. Северо-Курильск (СССР).
Вызвано мощным землетрясением (оценка магнитуды по разным источникам колеблется от 8,3 до 9), которое произошло в Тихом океане в 130 километрах от побережья Камчатки. Три волны высотой до 15-18 метров (по разным источникам) уничтожили город Северо-Курильск и нанесли ущерб ряду прочих населённых пунктов. По официальным данным, погибло более двух тысяч человек.
9.03.1957 г. Аляска, (США).
Вызвано землетрясением с магнитудой 9,1, произошедшим на Андреяновских островах (Аляска), которое вызвало две волны, со средней высотой волн 15 и 8 метров соответственно. Кроме того в результате землетрясения проснулся вулкан Всевидова, расположенный на острове Умнак и не извергавшийся около 200 лет. В катастрофе погибло более 300 человек.
9.07.1958 г . залив Литуйя, (юго-запад Аляски, США).
Землетрясение, произошедшее севернее залива (на разломе Фэруэтер), инициировало сильный оползень на склоне расположенной над бухтой Литуйя горы (около 300 миллионов кубических метров земли, камней и льда). Вся эта масса завалила северную часть бухты и вызвала огромную волну высотой 524 метра, движущуюся со скоростью 160 км/ч.
28.03.1964 г. Аляска, (США).
Крупнейшее на Аляске землетрясение (магнитудой 9,2), произошедшее в проливе Принца Уильяма, вызвало цунами из нескольких волн, с наибольшей высотой - 67 метров. В результате катастрофы (в основном, из-за цунами) по разным оценкам погибло от 120 до 150 человек.
17.07.1998 г. Папуа-Новая Гвинея
Землетрясение с магнитудой 7,1, произошедшее на северо-западном побережье острова Новая Гвинея, вызвало мощный подводный оползень, породивший цунами, в результате которого погибло более 2 000 человек.
XXI век
06.09.2004 побережье Японии
В 110 км от побережья полуострова Кии и в 130 км от побережья префектуры Коти произошли два сильных землетрясения (магнитудой до 6.8 и 7,3 соответственно), вызвавших цунами, с высотой волн до одного метра. Пострадало несколько десятков человек.
26.12.2004 Юго-Восточная Азия.
В 00:58 произошло мощнейшее землетрясение - второе по мощности из всех зарегистрированных (магнитудой 9,3), вызвавшее мощнейшее из всех известных цунами. От цунами пострадали страны Азии (Индонезия - 180 тыс. человек, Шри-Ланка - 31-39 тыс. человек, Таиланд - более 5 тыс. человек и др.) и африканская Сомали. Общее количество погибших превысило 235 тыс. человек.
09.01.2005 г . острова Идзу и Миякэ (восток Японии)
Землетрясение магнитудой 6,8 вызвало цунами с высотой волны 30-50 см. Однако, благодаря своевременному предупреждению, население из опасных районов было эвакуировано.
2.04.2007 г .Соломоновы острова (архипелаг)
Вызвано землетрясением магнитудой 8, произошедшим в южной части Тихого океана. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи. Жертвами цунами стали 52 человека.
Пыльная (песчаная) буря
Пыльная (песчаная) буря - атмосферное явление в виде переноса больших количеств пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением горизонтальной видимости (обычно на уровне 2 м она составляет от 1 до 9 км, но в ряде случаев может снижаться до нескольких сотен и даже до нескольких десятков метров). При этом наблюдается подъём пыли (песка) в воздух и одновременно оседание пыли на большой территории. В зависимости от цвета почвы в данном регионе, отдалённые предметы приобретают сероватый, желтоватый или красноватый оттенок. Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 10 м/с и более.
Часто возникает в тёплое время года в пустынных и полупустынных регионах. Помимо «собственно» пыльной бури, в ряде случаев пыль из пустынь и полупустынь может длительное время удерживаться в атмосфере и достичь почти любой точки мира в виде пыльной мглы.
Реже пыльные бури возникают в степных регионах, очень редко - в лесостепных и даже лесных (в последних двух зонах обычно пыльная буря бывает летом при сильной засухе). В умеренном поясе обычно пыльные бури бывают ранней весной, после малоснежной зимы и засушливой осени, но иногда бывают даже зимой, в сочетании с метелями.
При превышении некоторого порога скорости ветра (зависящего от механического состава почвы и её влажности), частицы пыли и песка отрываются от поверхности и переносится путём сальтации и суспензии, вызывая эрозию почвы.
Пыльный (песчаный) позёмок - перенос пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой 0.5-2 м, не приводящий к заметному ухудшению видимости (если нет других атмосферных явлений, горизонтальная видимость на уровне 2 м составляет 10 км и более). Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 6-9 м/с и более.
География
Основной ареал распространения пыльных бурь - пустыни и полупустыни умеренной и тропической климатических зон обоих полушарий Земли.
Термин пыльная буря обычно используется при возникновении бури над глинистой и суглинистой почвой. При возникновении бурь в песчаных пустынях (особенно в Сахаре, а также в Каракумах, Кызылкумах и т.д.), когда кроме мелких частиц, снижающих видимость, ветер также несёт над поверхностью миллионы тонн более крупных частиц песка, используется термин песчаная буря.
Большая повторяемость пыльных бурь отмечается в Приаралье и Прибалхашье (юг Казахстана), на побережьях Каспийского моря, в Западно-Казахстанской области, в Каракалпакстане и Туркменистане. В России пыльные бури чаще всего наблюдаются в Астраханской области, на востоке Волгоградской области и в Калмыкии.
В длительные периоды засушливой погоды пыльные бури могут развиваться (не ежегодно) в степной и лесостепной зоне: в России - в Читинской области, Бурятии, Туве, Алтайском крае, Омской, Курганской, Челябинской, Оренбургской областях, Башкирии, Самарской, Саратовской, Воронежской, Ростовской областях, Краснодарском и Ставропольском крае; на Украине - в Луганской, Донецкой, Николаевской, Одесской, Херсонской областях, в Крыму; в северном, центральном и восточном Казахстане.
При шквале (перед грозой и ливневым дождём) кратковременные (от нескольких минут до часа) локальные пыльные бури могут наблюдаться в летний период даже в пунктах, расположенных в лесной растительной зоне - в том числе в Москве и Санкт-Петербурге (1-3 дня за лето).
Пустыня Сахара и пустыни Аравийского полуострова являются основными источниками пыльной мглы в районе Аравийского моря, меньший вклад вносят Иран, Пакистан и Индия. Пыльные бури в Китае переносят пыль в Тихий океан. Экологи считают, что безответственное управление засушливыми регионами Земли, например игнорирование системы севооборота, приводят к увеличению площади пустынь и изменению климата на локальном и глобальном уровнях.
Причины возникновения
Пыльный котёл в США, начавшийся в 1935 году.
При увеличении силы потока ветра, проходящего над незакреплёнными частицами, последние начинают вибрировать, а затем «скакать». При повторяющихся ударах об землю эти частицы создают мелкую пыль, которая поднимается в виде суспензии.
Недавнее исследование предполагает, что начальная сальтация крупинок песка с помощью трения индуцирует электростатическое поле. Скачущие частицы обретают отрицательный заряд, который освобождает ещё больше частиц. Такой процесс захватывает в два раза больше частиц, чем предсказывают предшествующие теории.
Частицы освобождаются в основном за счёт сухости почвы и усиления ветра. Фронты порывов ветра могут появляться из-за охлаждения воздуха в зоне грозы с дождём или сухого холодного фронта. После прохождения сухого холодного фронта конвективная неустойчивость тропосферы может способствовать развитию пыльной бури. В пустынных регионах пыльные и песчаные бури наиболее часто возникают вследствие грозовых нисходящих потоков и связанного с ними увеличения скорости ветра. Вертикальные размеры бури определяются стабильностью атмосферы и весом частиц. В некоторых случаях пыльные и песчаные бури могут быть ограничены относительно тонким слоем из-за эффекта температурной инверсии.
Способы борьбы
Для предотвращения и уменьшения эффектов пыльных бурь создаются полезащитные лесные полосы, комплексы снего- и водозадержания, а также используются агротехнические методы, такие как травосеяние, севооборот и контурная вспашка.
Экологические последствия
Песчаные бури могут передвигать целые дюны и переносить огромные объёмы пыли, так что фронт бури может выглядеть как плотная стена пыли высотой до 1,6 км. Пыльные и песчаные бури, приходящие из пустыни Сахара также известны как самум, хамсин (в Египте и Израиле) и хабуб (в Судане).
Большое число пыльных бурь зарождается в Сахаре, особенно во впадине Боделе и в области схождения границ Мавритании, Мали и Алжира. За последние полвека (с 1950-х годов) пыльные бури Сахары увеличились примерно в 10 раз, вызвав уменьшение толщины верхнего слоя почвы в Нигере, Чаде, северной Нигерии и в Буркина Фасо. В 1960-х годах в Мавритании произошло всего две пыльных бури, в настоящее время наблюдается по 80 бурь в год.
Пыль из Сахары переносится через Атлантический океан на запад. Сильный дневной нагрев пустыни создаёт в нижней части тропосферы неустойчивый слой, в котором распространяются частицы пыли. По мере переноса (адвекции) воздушной массы на запад над территорией Сахары, она продолжает нагреваться, а затем, выйдя на океанические просторы, проходит над более холодным и влажным атмосферным слоем. Такая температурная инверсия не даёт слоям перемешиваться и позволяет пыльному слою воздуха пересечь океан.Объём пыли, выдуваемой из Сахары в сторону Атлантического океана в июне 2007 года в пять раз больше, чем годом раньше, что может охладить воды Атлантики и немного уменьшить активность ураганов.
Экономические последствия
Основной ущерб, наносимый пыльными бурями, состоит в уничтожении плодородного слоя почвы, что снижает её сельскохозяйственную продуктивность. Кроме того, абразивный эффект повреждает молодые растения. Другие возможные негативные последствия включают в себя: снижение видимости, влияющее на авиа- и автотранспорт; снижение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли; эффект теплового «покрывала»; неблагоприятное воздействие на дыхательную систему живых организмов.
Пыль также может принести пользу в местах осаждения - сельва Центральной и Южной Америки получает большинство минеральных удобрений из Сахары, восполняется недостаток железа в океане, пыль на Гавайях помогает расти банановым культурам. На севере Китая и на западе США почвы с осадками древних бурь, называемые лёссом, очень плодородны, но также являются источником современных пылевых бурь, при нарушении связывающей почву растительности.
Внеземные пыльные бури.
Сильная разница в температуре между ледовым панцирем и тёплым воздухом на краю южной полярной шапки Марса приводит к возникновению сильных ветров, которые поднимают огромные облака красно-коричневой пыли. Специалисты считают, что пыль на Марсе может играть ту же роль, что и облака на Земле - она поглощает солнечный свет и нагревает за счёт этого атмосферу.
Известные пыльные и песчаные бури
Пылевая буря в Австралии (Сентябрь 2009 года)
По свидетельствам Геродота, в 525 г. до н. э. во время песчаной бури в Сахаре погибло пятидесятитысячное войско персидского царя Камбиза.
В апреле 1928 года в степных и лесостепных областях Украины ветер поднял с площади 1 млн км² более 15 млн. т чернозёма. Чернозёмная пыль была перенесена на запад и осела на площади 6 млн км² в Прикарпатье, в Румынии и в Польше. Высота облаков пыли достигла 750 м, мощность черноземного слоя в пострадавших областях Украины уменьшилась на 10-15 см.
Серия пыльных бурь на территории США и Канады в период Пыльного котла (1930-1936 гг.) заставила переехать сотни тысяч фермеров.
Во второй половине дня 8 февраля 1983 года сильнейшая пыльная буря, появившаяся на севере австралийского штата Виктория, накрыла город Мельбурн.
В периоды многогодичных засух годов 1954-56, 1976-78 и 1987-91 на территории Северной Америки возникали интенсивные пылевые бури.
Сильная пыльная буря 24 февраля 2007 года, появившаяся на территории западного Техаса в районе города Амарилло, накрыла всю северную часть штата. Сильный ветер причинил многочисленные повреждения заборам, крышам и даже некоторым зданиям. Также сильно пострадал международный аэропорт мегаполиса Даллас-Форт-Ворт, в больницу обращались люди с проблемами при дыхании.
В июне 2007 года большая пыльная буря произошла в Карачи и на территории провинций Синд и Белуджистан, последовавшие за ней сильные дожди привели к смерти почти 200 человек.
23 сентября 2009 года пыльная буря в Сиднее привела к перебоям в движении транспорта и вынудила сотни человек остаться дома. Свыше 200 человек обратились за врачебной помощью из-за проблем с дыханием.