НАВОДНЕНИЯ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ


Природа морских наводнений

Возникновение наводненческих ситуаций связано с колебаниями уровня моря, которые можно разделить на периодические и непериодические. Первые зависят от приливообразующих сил Луны и Солнца и имеют ярко выраженную периодичность. Все явления, носящие название «непериодические колебания уровня», отличаются одной общей закономерностью − отсутствием периодичности возникновения (т.е. повторяемость явления не имеет очевидного периода или цикличности). Непериодические колебания уровня представляют весьма сложное явление, вызванное совместным воздействием механических (ветер, течения, изменение атмосферного давления) и немеханических факторов (особенности теплового и водного баланса). Существенный вклад вносят также локальные условия района − глубина и форма водоема, рельеф дна и т.п. Наибольший интерес с точки зрения прогнозирования и предотвращения представляют кратковременные колебания уровня моря, к которым относятся анемобарические и инерционные колебания (сейши). Анемобарические колебания также подразделяют на сгонно-нагонные (изменение уровня под воздействием ветра) и барометрические (изменение уровня из-за колебаний атмосферного давления). Сгонно-нагонные колебания − это следствие специфики циркуляции вод в прибрежной зоне моря под действием ветра. У приглубого берега максимальные сгоны и нагоны наблюдаются при ветрах, параллельных берегу (из-за отклоняющего действия силы Кориолиса), у отмелого − при ветрах, нормальных береговой черте (сила трения о дно преобладает над силой Кориолиса). Изменение уровня за счет статического эффекта изменения атмосферного давления описывается законом «обратного барометра» (изменение атмосферного давления на 1 мм ртутного столба меняет уровень на 13 мм). В реальных условиях закон обратного барометра (чем выше давление − тем меньше уровень) в чистом виде наблюдается крайне редко. Обычно изменение давление сопровождается формированием поля ветра. Если атмосферное давление можно рассматривать как силу, действующую вертикально относительно водной поверхности, то ветер вследствие трения между воздухом и водой вызывает горизонтальные усилия − тангенциальное напряжение. Барические образования (циклоны) перемещаются над морем и кроме статического (вертикального) и ветрового (горизонтального) воздействия на водную поверхность возбуждают длинные волны, причем район зарождения длинной волны может быть на значительном удалении от пункта наблюдения. Влияние таких волн на уровень моря, как правило, существенно превышает суммарное воздействие ветра и атмосферного давления и может приводить к катастрофическим последствиям.

Непосредственной причиной любого наводнения является переполнение ложа водоема (озера, реки, моря). Это может происходить разнообразными способами − быстро или медленно, в большем или меньшем размере, на долгий или короткий срок и т.п. Поскольку наводнения всегда локальны (т.е. охватывают сравнительно небольшую часть суши), то переполнение водоема связано с перемещением масс воды, а не с прямым увеличением ее общего количества. Это справедливо, по крайней мере, для морских наводнений.

Причина морских наводнений − сильные и продолжительные ветры, как правило, связанные с циклонами. При этом особую роль играет движение циклона. Колебания уровня моря, возникающие в результате быстрого перемещения барических систем, объединены термином «штормовые нагоны».

Морские наводнения происходят главным образом вследствие именно штормовых нагонов. Допустимо считать, что штормовой нагон − это очень пологая волна, длина которой в сотни раз превышает глубину водоема, она образуется под действием перемещающийся барической системы. Такая волна проявляется в виде колебаний уровня у берегов. Если берег крут или приглуб, то колебания уровня невелики и не угрожают затоплением возвышенной суши. На пологих отмелых берегах, в устьях и эстуариях рек нагон воды может приводить к опасным, а иногда и катастрофическим наводнениям. Длина волны при штормовом нагоне может достигать 1000 километров. Гребень длинной волны (из-за движения циклона) несет огромный объем воды, т.к. задняя подошва волны отстоит от гребня на сотни километров. Вся эта масса воды движется в одном направлении − к берегу. Именно длинные волны обладают достаточной энергией и массой, чтобы вызвать наводнения. Высота подъема уровня зависит от глубины циклона и в значительной степени − от соотношения между фазовой скоростью длинной волны и скоростью перемещения циклона. Морские наводнения происходят под влиянием двух факторов − циклонов и мелководья. Во время наводнений на фоне длинноволновых колебаний под непосредственным действием штормовых ветров развивается также ветровое волнение. Штормовой прибой может быть очень сильным, может разрушить волноломы, маяки и другие сооружения и тем самым принести значительный экономический ущерб, однако стоит отметить, что удары ветровых волн наносятся по относительно узкой кромке берега.

В Европе от наводнений в наибольшей степени страдают берега, омываемые Северным морем, от Ламанша до Скагеррака, особенно Нидерланды. В России к таким территориям относится восточная часть Финского залива, а точнее − устье реки Нева, где расположен город Санкт-Петербург, и существуют необходимые и достаточные условия для морских наводнений.



вернуться назад