stringtranslate.com

лавина

Снежная лавина в Гималаях недалеко от Эвереста .
Тяжелая техника в действии после того, как лавина прервала движение на железной дороге Сен-Жерве – Валорсин в Верхней Савойе , Франция (2006 г.).
Окончание схода лавины во фьордах Кенай на Аляске .
Железнодорожные пути Аляски заблокированы снежным оползнем

Лавина — это быстрый поток снега вниз по склону , например, с холма или горы . [1]

Лавины могут возникать спонтанно, в результате таких факторов, как увеличение количества осадков или ослабление снежного покрова , или из-за внешних факторов, таких как люди, другие животные и землетрясения . Большие лавины, состоящие в основном из снега и воздуха, способны захватывать и перемещать лед, камни и деревья.

Лавины возникают в двух основных формах или их сочетаниях: [2] пластинчатые лавины из плотно утрамбованного снега, вызванные обвалом нижележащего слабого слоя снега, и рыхлые снежные лавины из более рыхлого снега. После схода лавины обычно быстро ускоряются и увеличиваются в массе и объеме по мере захвата большего количества снега. Если лавина движется достаточно быстро, часть снега может смешаться с воздухом, образуя снежную лавину .

Хотя лавины и имеют сходство, они отличаются от слякоти , оползней , камнепадов и обвалов сераков . Они также отличаются от крупномасштабных движений льда .

Лавины могут случиться в любом горном хребте, где есть устойчивый снежный покров. Чаще всего они наблюдаются зимой или весной, но могут возникнуть в любое время года. В горных районах лавины являются одной из наиболее серьезных стихийных бедствий для жизни и имущества, поэтому предпринимаются большие усилия по борьбе с лавинами .

Существует множество систем классификации различных форм лавин, которые различаются в зависимости от потребностей пользователей. Лавины можно описать по их размеру, разрушительному потенциалу, механизму возникновения, составу и динамике .

Формирование

Рыхлые снежные лавины (крайний слева) и плитовые лавины (около центра) возле горы Шуксан в горах Северных Каскадов . Распространение трещин относительно ограничено.
Лавина из мягких плит глубиной 15 см, спровоцированная сноубордистом возле Гелиотропного хребта, гора Бейкер , в марте 2010 года. В верхней средней части изображения видны множественные линии перелома короны. Обратите внимание на зернистость обломков на переднем плане, возникшую в результате разрушения плиты во время спуска.

Большинство лавин происходит спонтанно во время штормов при повышенной нагрузке из-за снегопада и/или эрозии . Второй по значимости причиной естественных лавин являются метаморфические изменения снежного покрова, такие как таяние из-за солнечной радиации. Другие естественные причины включают дождь, землетрясения, камнепады и ледопады. К искусственным пусковым механизмам схода лавин относятся лыжники, снегоходы, контролируемые взрывные работы. Вопреки распространенному мнению, лавины не вызываются громким звуком; давление звука на несколько порядков слишком мало, чтобы вызвать лавину. [3]

Возникновение лавины может начаться в точке, где изначально движется лишь небольшое количество снега; это характерно для схода мокрых снежных лавин или лавин в сухом рыхлом снегу. Однако если снег спекается в жесткую плиту, покрывающую слабый слой, трещины могут распространяться очень быстро, так что большой объем снега, который может составлять тысячи кубических метров, может начать двигаться почти одновременно. [ нужна цитата ]

Снежный покров выйдет из строя, когда нагрузка превысит прочность. Нагрузка прямая; это вес снега. Однако прочность снежного покрова определить гораздо сложнее, и он крайне неоднороден. В деталях он зависит от свойств снежных зерен, размера, плотности, морфологии, температуры, содержания воды; и свойства связей между зернами. [4] Все эти свойства могут меняться со временем в зависимости от местной влажности, потока водяного пара, температуры и теплового потока. Верхняя часть снежного покрова также находится под сильным влиянием приходящей радиации и местного потока воздуха. Одной из целей исследований лавин является разработка и проверка компьютерных моделей, которые могут описать эволюцию сезонного снежного покрова с течением времени. [5] Осложняющим фактором является сложное взаимодействие местности и погоды, вызывающее значительную пространственную и временную изменчивость глубин, форм кристаллов и слоистости сезонного снежного покрова. [ нужна цитата ]

Слябовые лавины

Плитные лавины часто образуются из снега, который отложился или переотложился ветром. Они имеют характерный вид глыбы (плиты) снега, вырезанной из окружающей среды трещинами. К элементам лавин плит относятся следующие: перелом короны в верхней части стартовой зоны, боковые переломы по бокам стартовых зон и перелом внизу, называемый штаухвалом. Разломы макушки и флангов представляют собой вертикальные стенки в снегу, отделяющие снег, унесенный лавиной, от снега, оставшегося на склоне. Толщина плит может варьироваться от нескольких сантиметров до трех метров. На плиточные лавины приходится около 90% случаев гибели людей в отдаленных районах от лавин. [ нужна цитата ]

Порошковые снежные лавины

Самые крупные лавины образуют турбулентные потоки взвеси, известные как порошковые снежные лавины или смешанные лавины, [6] разновидность гравитационного течения . Они состоят из порошкового облака, покрывающего плотную лавину. Они могут образовываться из любого типа снега или механизма инициирования, но обычно возникают из свежего сухого порошка. Они могут развивать скорость до 300 км/ч (190 миль в час) и иметь массу 1 00 00 000 тонн; их потоки могут перемещаться на большие расстояния по плоскому дну долины и даже подниматься в гору на короткие расстояния. [ нужна цитата ]

Мокрые снежные лавины

Лавина на перевале Симплон (2019)

В отличие от лавин из рыхлого снега, лавины из мокрого снега представляют собой низкоскоростную взвесь снега и воды, поток которой ограничен поверхностью пути (McClung, 1999, стр. 108). [4] Низкая скорость движения обусловлена ​​трением между скользящей поверхностью гусеницы и водонасыщенным потоком. Несмотря на небольшую скорость движения (≈10–40 км/ч), мокрые снежные лавины способны генерировать мощные разрушительные силы из-за большой массы и плотности. Тело потока мокрой снежной лавины может пропахивать мягкий снег, разъедать валуны, землю, деревья и другую растительность; оставляя незащищенную и часто забитую землю на пути схода лавины. Лавины мокрого снега могут быть инициированы либо выбросами рыхлого снега, либо выбросами плит, и возникают только в снежных покровах, насыщенных водой и изотермически уравновешенных до точки плавления воды. Изотермическая характеристика мокрых снежных лавин привела к вторичному термину изотермических оползней, обнаруженному в литературе (например, в Daffern, 1999, стр. 93). [7] В умеренных широтах мокрые снежные лавины часто связаны с климатическими лавинными циклами в конце зимнего сезона, когда наблюдается значительное дневное потепление. [ нужна цитата ]

Ледяная лавина

Ледяная лавина возникает, когда большой кусок льда, например, из серака или отколовшегося ледника, падает на лед (например, ледопад Кхумбу), вызывая движение разбитых кусков льда. Возникающее в результате движение больше похоже на камнепад или оползень, чем на снежную лавину. [4] Их, как правило, очень трудно предсказать и практически невозможно смягчить. [ нужна цитата ]

Лавинный путь

Когда лавина движется вниз по склону, она следует определенному пути, который зависит от крутизны склона и объема снега/льда, участвующего в движении массы . Возникновение лавины называется отправной точкой и обычно происходит на склоне с уклоном 30–45 градусов. Основная часть пути называется Тропой лавины и обычно проходит под уклоном 20–30 градусов. Когда лавина теряет скорость и в конечном итоге останавливается, она достигает зоны схода. Обычно это происходит, когда уклон достигает крутизны менее 20 градусов. [8] Эти степени не всегда верны из-за того, что каждая лавина уникальна и зависит от стабильности снежного покрова , из которого она образовалась, а также от воздействия окружающей среды или человека, вызвавшего массовое движение. [ нужна цитата ]

Травмы и смерти

Люди, попавшие под лавины, могут умереть от удушья , травм или переохлаждения .

С «1950–1951 по 2020–2021 годы» [9] в США в лавинах погибло 1169 человек. [9] За 11-летний период, закончившийся в апреле 2006 года, в лавинах по всей Северной Америке погибло 445 человек. [10] В среднем каждую зиму в США в лавинах погибает 28 человек. [11]

В 2001 году сообщалось, что во всем мире в среднем 150 человек ежегодно умирают от лавин. [12] Три самые смертоносные зарегистрированные лавины унесли жизни более тысячи человек каждая.

Местность, снежный покров, погода

На крутой лавиноопасной местности путешествовать по гребням , как правило, безопаснее, чем преодолевать склоны.
Карниз снега вот-вот упадет. На участке (1) видны трещины на снегу. Область (3) упала вскоре после того, как был сделан этот снимок, оставив область (2) в качестве нового края.

Дуг Феслер и Джилл Фредстон разработали концептуальную модель трех основных элементов лавин: местности, погоды и снежного покрова. Ландшафт описывает места, где происходят лавины, погода описывает метеорологические условия, которые создают снежный покров, а снежный покров описывает структурные характеристики снега, которые делают возможным образование лавин. [4] [13]

Местность

Для образования лавины требуется склон, достаточно пологий, чтобы снег мог накапливаться, но достаточно крутой, чтобы снег мог ускориться после того, как он придет в движение в результате сочетания механического повреждения (снежного покрова) и силы тяжести. Угол склона, на котором может удерживаться снег, называемый углом естественного откоса , зависит от множества факторов, таких как форма кристаллов и содержание влаги. Некоторые формы более сухого и холодного снега прилипают только к более пологим склонам, тогда как мокрый и теплый снег может прилипать к очень крутым поверхностям. В частности, в прибрежных горах, таких как регион Кордильера-дель-Пайне в Патагонии , глубокие снежные покровы собираются на вертикальных и даже нависающих скалах. Угол наклона, который может позволить движущемуся снегу ускоряться, зависит от множества факторов, таких как прочность снега на сдвиг (которая сама по себе зависит от формы кристаллов), а также конфигурация слоев и границ раздела между слоями. [ нужна цитата ]

Снежный покров на солнечных склонах находится под сильным влиянием солнечного света . Суточные циклы оттаивания и повторного замерзания могут стабилизировать снежный покров, способствуя его осаждению. Сильные циклы замерзания и оттаивания приводят к образованию корки на поверхности в ночное время и нестабильного снега в течение дня. Склоны с подветренной стороны хребта или другого ветрового препятствия накапливают больше снега и с большей вероятностью включают карманы глубокого снега, ветровые плиты и карнизы , нарушение которых может привести к образованию лавины. И наоборот, снежный покров на наветренном склоне часто намного меньше, чем на подветренном склоне. [ нужна цитата ]

Лавинная тропа с вертикальным падением на 800 метров (2600 футов) в пустыне Глейшер-Пик , штат Вашингтон . Лавинные пути в высокогорной местности могут быть плохо обозначены из-за ограниченной растительности. Ниже линии деревьев пути схода лавин часто очерчены растительными линиями, образовавшимися в результате прошлых лавин. Зона старта видна вверху изображения, трасса находится в середине изображения и четко обозначена растительными линиями, а зона окончания показана внизу изображения. Один из возможных сценариев таков: лавина формируется в зоне старта возле гребня, а затем спускается по трассе, пока не остановится в зоне выхода.

Лавины и пути схода лавин имеют общие элементы: стартовую зону, где зарождается лавина, путь, по которому движется лавина, и зону схода, где лавина останавливается. Отложения мусора представляют собой накопленную массу снега, сошедшего с лавины после того, как он остановился в зоне схода. На изображении слева на этом пути лавины каждый год образуется множество небольших лавин, но большинство из этих лавин не проходят всю вертикальную или горизонтальную длину пути. Частота, с которой лавины образуются в данной местности, называется периодом повторяемости . [ нужна цитата ]

Начальная зона лавины должна быть достаточно крутой, чтобы позволить снегу ускориться после того, как он придет в движение, кроме того, выпуклые склоны менее устойчивы, чем вогнутые , из-за несоответствия между прочностью слоев снега на растяжение и их прочностью на сжатие . Состав и структура поверхности земли под снежным покровом влияют на устойчивость снежного покрова, являясь источником прочности или слабости. В очень густых лесах образование лавин маловероятно, но валуны и редко распространенная растительность могут создать слабые участки глубоко внутри снежного покрова за счет образования сильных температурных градиентов. Лавины на всю глубину (лавины, сметающие склон практически без снежного покрова) чаще встречаются на склонах с ровным грунтом, например травой или каменными плитами. [ нужна цитата ]

Вообще говоря, лавины следуют за водосборами вниз по склону, часто разделяя особенности дренажа с летними водоразделами. На линии деревьев и ниже пути лавин через дренажи четко определяются границами растительности, называемыми линиями обрезки , которые возникают там, где лавины снесли деревья и помешали повторному росту крупной растительности. Инженерные дренажи, такие как лавинная дамба на горе Стивен на перевале Кикинг-Хорс, были построены для защиты людей и имущества путем перенаправления потока лавин. Глубокие отложения обломков лавин будут собираться в водосборах в конце стока, например, в оврагах и руслах рек.

Склоны с крутизной более 25 градусов или крутизной более 60 градусов обычно имеют меньшую вероятность схода лавин. Лавины, вызванные деятельностью человека, чаще всего случаются, когда угол естественного откоса снега составляет от 35 до 45 градусов; критический угол, угол, при котором лавины, вызванные деятельностью человека, наиболее часты, составляет 38 градусов. Однако, когда частота сходов лавин, вызванных деятельностью человека, нормализуется по темпам использования в рекреационных целях, опасность увеличивается равномерно с увеличением угла наклона, и никакой существенной разницы в опасности для данного направления воздействия обнаружить невозможно. [14] Эмпирическое правило таково: склон, достаточно плоский, чтобы удерживать снег, но достаточно крутой, чтобы кататься на лыжах, может вызвать сход лавины, независимо от угла. [ нужна цитата ]

Структура и характеристики снежного покрова

После того, как поверхностный иней погребается под воздействием более позднего снегопада, погребенный слой инея может оказаться слабым слоем, по которому могут скользить верхние слои.

Снежный покров состоит из параллельных земле слоев, которые накапливаются за зиму. Каждый слой содержит ледяные зерна, которые отражают отдельные метеорологические условия, в которых образовался и отложился снег. После выпадения слой снега продолжает развиваться под влиянием метеорологических условий, преобладающих после выпадения. [ нужна цитата ]

Для возникновения лавины необходимо, чтобы снежный покров имел слабый слой (или нестабильность) под слоем связного снега. На практике формальные механические и структурные факторы, связанные с нестабильностью снежного покрова, невозможно наблюдать напрямую за пределами лабораторий, поэтому более легко наблюдаемые свойства слоев снега (например, сопротивление проникновению, размер зерна, тип зерна, температура) используются в качестве индексных измерений. механические свойства снега (например , прочность на разрыв , коэффициенты трения , прочность на сдвиг и пластичность ). Это приводит к двум основным источникам неопределенности при определении устойчивости снежного покрова на основе структуры снега: во-первых, как факторы, влияющие на устойчивость снежного покрова, так и конкретные характеристики снежного покрова широко варьируются в пределах небольших территорий и временных масштабов, что приводит к значительным трудностям при экстраполяции точечных наблюдений за снегом. слоев в разных масштабах пространства и времени. Во-вторых, взаимосвязь между легко наблюдаемыми характеристиками снежного покрова и критическими механическими свойствами снежного покрова полностью не разработана. [ нужна цитата ]

Хотя детерминистическая взаимосвязь между характеристиками снежного покрова и стабильностью снежного покрова все еще остается предметом продолжающихся научных исследований, растет эмпирическое понимание состава снега и характеристик отложения, которые влияют на вероятность схода лавин. Наблюдения и опыт показали, что свежевыпавшему снегу требуется время, чтобы сцепиться со слоями снега под ним, особенно если новый снег выпадает в очень холодные и засушливые условия. Если температура окружающего воздуха достаточно низкая, мелкий снег над или вокруг валунов, растений и других неоднородностей на склоне ослабевает из-за быстрого роста кристаллов, который происходит при наличии критического температурного градиента. Большие угловатые кристаллы снега являются индикатором слабого снега, поскольку такие кристаллы имеют меньше связей на единицу объема, чем маленькие округлые кристаллы, которые плотно прилегают друг к другу. Сплоченный снег с меньшей вероятностью осыпется, чем рыхлые порошкообразные слои или влажный изотермический снег; однако консолидированный снег является необходимым условием для возникновения плитовых лавин , а постоянная нестабильность внутри снежного покрова может скрываться под хорошо консолидированными поверхностными слоями. Неопределенность, связанная с эмпирическим пониманием факторов, влияющих на устойчивость снега, заставляет большинство профессиональных лавинщиков рекомендовать консервативное использование лавиноопасной местности по сравнению с текущей нестабильностью снежного покрова. [ нужна цитата ]

Погода

Выкопав снежную яму, можно оценить снежный покров на предмет нестабильности слоев. На этом снимке снег со слабого слоя легко соскоблили вручную, оставив горизонтальную линию на стенке ямы.

Лавины случаются только в стоячем снежном покрове. Обычно в зимние сезоны в высоких широтах, на больших высотах или в обоих случаях погода достаточно нестабильная и достаточно холодная, чтобы выпавший снег накапливался в сезонный снежный покров. Континентальность , благодаря своему усиливающему влиянию на экстремальные метеорологические явления, испытываемые снежным покровом, является важным фактором развития нестабильности и, как следствие, возникновения лавин, ускоряющих стабилизацию снежного покрова после штормовых циклов. [15] Эволюция снежного покрова чрезвычайно чувствительна к небольшим изменениям в узком диапазоне метеорологических условий, которые способствуют накоплению снега в снежный покров. К критическим факторам, контролирующим развитие снежного покрова, относятся: солнечный нагрев, радиационное охлаждение , вертикальные градиенты температуры в стоячем снеге, количество снегопадов и типы снега. Как правило, мягкая зимняя погода способствует осаждению и стабилизации снежного покрова; и наоборот, очень холодная, ветреная или жаркая погода ослабит снежный покров. [ нужна цитата ]

При температурах, близких к точке замерзания воды, или во время умеренной солнечной радиации, будет иметь место мягкий цикл замораживания-оттаивания. Таяние и повторное замерзание воды в снегу укрепляет снежный покров на этапе замерзания и ослабляет его на этапе оттаивания. Резкий подъем температуры, значительно превышающий точку замерзания воды, может вызвать образование лавин в любое время года. [ нужна цитата ]

Постоянные низкие температуры могут либо помешать стабилизации нового снега, либо дестабилизировать существующий снежный покров. Холодные температуры воздуха на поверхности снега создают температурный градиент снега, поскольку температура земли у основания снежного покрова обычно составляет около 0 °C, а температура окружающего воздуха может быть намного ниже. Когда температурный градиент, превышающий 10 °C на вертикальный метр снега, сохраняется более суток, в снежном покрове начинают формироваться угловатые кристаллы, называемые глубинным инеем или гранями, из-за быстрого переноса влаги по температурному градиенту. Эти угловатые кристаллы, которые плохо связываются друг с другом и окружающим снегом, часто становятся постоянным слабым местом снежного покрова. Когда плита, лежащая поверх стойкого слабого слоя, подвергается нагрузке, превышающей прочность плиты и стойкого слабого слоя, стойкий слабый слой может разрушиться и вызвать лавину. [ нужна цитата ]

Любой ветер сильнее легкого бриза может способствовать быстрому скоплению снега на защищенных склонах с подветренной стороны. Ветровые плиты образуются быстро, и, если они есть, более слабый снег под плитой может не успеть приспособиться к новой нагрузке. Даже в ясный день ветер может быстро засыпать склон снегом, перенося его с одного места на другое. Верхняя нагрузка возникает, когда ветер сбрасывает снег с вершины склона; Перекрестная нагрузка возникает, когда ветер откладывает снег параллельно склону. Когда ветер дует над вершиной горы, подветренная или подветренная сторона горы испытывает нагрузку сверху, от вершины до низа этого подветренного склона. Когда ветер дует через хребет, ведущий вверх по горе, подветренная сторона хребта подвергается поперечной нагрузке. Перекрестно нагруженные ветровые плиты обычно трудно идентифицировать визуально. [ нужна цитата ]

Метели и ливни являются важными факторами лавинной опасности. Сильный снегопад вызовет нестабильность существующего снежного покрова как из-за дополнительного веса, так и из-за того, что новому снегу не хватает времени для сцепления с нижележащими слоями снега. Дождь имеет аналогичный эффект. В краткосрочной перспективе дождь вызывает нестабильность, поскольку, как и сильный снегопад, он создает дополнительную нагрузку на снежный покров; а когда дождевая вода просачивается сквозь снег, она действует как смазка, уменьшая естественное трение между слоями снега, которые скрепляют снежный покров. Большинство лавин происходит во время или вскоре после шторма. [ нужна цитата ]

Воздействие солнечного света в дневное время быстро дестабилизирует верхние слои снежного покрова, если солнечный свет достаточно силен, чтобы растопить снег, тем самым уменьшив его твердость. В ясные ночи снежный покров может повторно замерзнуть, когда температура окружающего воздуха упадет ниже нуля в результате процесса длинноволнового радиационного охлаждения или того и другого. Радиационная потеря тепла происходит, когда ночной воздух значительно холоднее снежного покрова, и накопленное в снеге тепло повторно излучается в атмосферу. [ нужна цитата ]

Динамика

Когда образуется лавина из плит, она распадается на все более мелкие фрагменты по мере того, как снег спускается вниз по склону. Если фрагменты становятся достаточно маленькими, внешний слой лавины, называемый слоем сальтации, приобретает характеристики жидкости . При наличии достаточно мелких частиц они могут переноситься в воздух, а при наличии достаточного количества переносимого по воздуху снега эта часть лавины может отделиться от основной массы лавины и переместиться на большее расстояние в виде лавины порошкообразного снега. [16] Научные исследования с использованием радара , проведенные после лавинной катастрофы в Гальтюре в 1999 году , подтвердили гипотезу о том, что между поверхностью и воздушными компонентами лавины образуется сальтационный слой , который также может отделяться от основной массы лавины. [17]

Сход лавины — это составляющая веса лавины, параллельная склону; по мере продвижения лавины любой нестабильный снег на ее пути будет иметь тенденцию слипаться, что увеличивает общий вес. Эта сила будет увеличиваться по мере увеличения крутизны склона и уменьшаться по мере его выравнивания. Этому препятствует ряд компонентов, которые, как считается, взаимодействуют друг с другом: трение между лавиной и поверхностью под ней; трение между воздухом и снегом внутри жидкости; гидродинамическое сопротивление на передней кромке лавины; сопротивление сдвигу между лавиной и воздухом, через который она проходит, а также сопротивление сдвигу между фрагментами внутри самой лавины. Лавина будет продолжать ускоряться до тех пор, пока сопротивление не превысит силу, направленную вперед. [18]

Моделирование

Попытки смоделировать поведение лавин относятся к началу 20-го века, особенно это касается работы профессора Лаготалы при подготовке к зимним Олимпийским играм 1924 года в Шамони . [19] Его метод был разработан А. Фёлльми и популяризирован после публикации в 1955 году его книги « Ueber die Zerstoerungskraft von Lawinen» («О разрушительной силе лавин»). [20]

Воэллми использовал простую эмпирическую формулу, рассматривая лавину как скользящую глыбу снега, движущуюся с силой сопротивления, пропорциональной квадрату скорости ее потока: [21]

Впоследствии он и другие вывели другие формулы, которые учитывают другие факторы: модели Воеллми-Сальма-Гублера и Перла-Ченга-МакКлюнга стали наиболее широко использоваться в качестве простых инструментов для моделирования текущих (в отличие от рыхлого снега) лавин. [19]

С 1990-х годов было разработано множество более сложных моделей. В Европе большая часть недавней работы была выполнена в рамках исследовательского проекта SATSIE (Лавинные исследования и проверка моделей в Европе), поддерживаемого Европейской комиссией [22], в результате которого была разработана передовая модель MN2L, которая сейчас используется с Службой восстановления услуг . des Terrains en Montagne (Горноспасательная служба) во Франции и D2FRAM (динамическая модель лавин с двумя потоками и режимами), которая по состоянию на 2007 год все еще проходила проверку. [16] Другими известными моделями являются программное обеспечение для моделирования лавин SAMOS-AT [23]. ] и программное обеспечение RAMMS. [24]

Участие человека

Рекомендации Лесной службы США по лавинной опасности.
Снежные заборы в Швейцарии летом.
Взрыв лавины на французском горнолыжном курорте Тинь (3600 м)
Предупреждающий знак лавины возле Банфа, Альберта

Профилактика

Превентивные меры применяются в районах, где лавины представляют значительную угрозу для людей, например, на горнолыжных курортах , в горных городах, на автомобильных и железных дорогах. Существует несколько способов предотвратить сход лавин и уменьшить их мощность, а также разработать превентивные меры для уменьшения вероятности и размера лавин путем нарушения структуры снежного покрова, в то время как пассивные меры укрепляют и стабилизируют снежный покров на месте . Самая простая активная мера — неоднократное передвижение по снежному покрову по мере накопления снега; это может быть посредством укладки ботинок, стрижки лыж или машинной обработки . Взрывчатые вещества широко используются для предотвращения лавин, вызывая лавины меньшего размера, разрушающие нестабильность снежного покрова, и удаляя покрывающую толщу, что может привести к более крупным лавинам. Взрывные заряды доставляются различными способами, включая бросание вручную, бомбы, сбрасываемые с вертолета, линии сотрясения мозга Gazex и баллистические снаряды, запускаемые из авиационных пушек и артиллерии. Пассивные превентивные системы, такие как снегозащитные ограждения и легкие стены, могут использоваться для направления выбрасывания снега. Снег скапливается вокруг забора, особенно на той стороне, которая обращена к преобладающим ветрам . С подветренной стороны ограждения скопление снега уменьшается. Это вызвано потерей снега у забора, который мог бы отложиться, и подхватом ветром уже находившегося снега, который лишился снега у забора. При достаточной плотности деревьев они могут значительно снизить силу лавин. Они удерживают снег на месте, и когда идет лавина, удар снега о деревья замедляет ее. Деревья можно либо посадить, либо сохранить, например, при строительстве горнолыжного курорта, чтобы уменьшить силу лавин. [ нужна цитата ]

В свою очередь, социально-экологические изменения могут влиять на возникновение разрушительных лавин: некоторые исследования, связывающие изменения в моделях землепользования/земного покрова и эволюцию ущерба от снежных лавин в горах средних широт, показывают важность роли, которую играет растительный покров, это лежит в основе увеличения ущерба при вырубке защитного леса (из-за демографического роста, интенсивного выпаса скота и промышленных или юридических причин), а также в основе уменьшения ущерба из-за трансформации традиционного землепользования. система, основанная на чрезмерной эксплуатации, превращается в систему, основанную на маргинализации земель и лесовосстановлении, что происходит в основном с середины 20-го века в горных районах развитых стран [25]

смягчение последствий

Во многих районах можно обнаружить регулярные следы лавин и принять меры предосторожности для минимизации ущерба, например, предотвратить развитие лавин в этих районах. Для смягчения воздействия лавин строительство искусственных барьеров может быть очень эффективным средством уменьшения лавинного ущерба. Существует несколько типов: один вид барьера ( снежная сетка ) использует сетку, натянутую между столбами, которые крепятся не только к фундаменту, но и с помощью растяжек . Эти барьеры аналогичны тем, которые используются для защиты от оползней . Другой тип барьера представляет собой жесткую конструкцию, похожую на забор ( снежный забор ), и может быть изготовлен из стали , дерева или предварительно напряженного бетона . Обычно они имеют зазоры между балками и строятся перпендикулярно склону, с усиливающими балками со стороны спуска. Жесткие барьеры часто считаются неприглядными, особенно когда необходимо построить много рядов. Они также дороги и уязвимы для повреждений от падения камней в теплые месяцы. Помимо барьеров промышленного изготовления, ландшафтные барьеры, называемые лавинными плотинами , останавливают или отклоняют лавины своим весом и прочностью. Эти барьеры сделаны из бетона, камней или земли. Обычно их размещают прямо над сооружением, дорогой или железной дорогой, которую они пытаются защитить, хотя их также можно использовать для направления лавин на другие препятствия. Иногда на пути лавины ставят земляные насыпи , чтобы замедлить ее движение. Наконец, вдоль транспортных коридоров прямо на пути схода лавины могут быть построены большие укрытия, называемые снежными навесами , для защиты движения транспорта от лавин. [ нужна цитата ]

Системы раннего предупреждения

Системы предупреждения могут обнаруживать лавины, которые развиваются медленно, например, ледяные лавины, вызванные ледопадом. Интерферометрические радары, камеры высокого разрешения или датчики движения могут отслеживать нестабильные области в течение длительного периода времени, от дней до лет. Эксперты интерпретируют записанные данные и способны распознать предстоящие разрывы, чтобы инициировать соответствующие меры. Такие системы (например, мониторинг ледника Вайсмис в Швейцарии [26] ) могут распознавать события на несколько дней вперед.

Системы сигнализации

Радиолокационная станция для мониторинга лавин в Церматте . [27]

Современные радиолокационные технологии позволяют контролировать большие территории и локализовать лавины при любых погодных условиях, днем ​​и ночью. Комплексные системы сигнализации способны обнаружить лавины за короткое время, чтобы закрыть (например, дороги и железные дороги) или эвакуировать (например, строительные площадки) находящиеся под угрозой исчезновения районы. Пример такой системы установлен на единственной подъездной дороге к Церматту в Швейцарии. [27] Два радара следят за склоном горы над дорогой. Система автоматически перекрывает дорогу, активируя несколько шлагбаумов и светофоров в течение нескольких секунд, чтобы никто из людей не пострадал. [ нужна цитата ]

Выживание, спасение и восстановление

Лавинные происшествия в целом подразделяются на две категории: несчастные случаи в местах отдыха и несчастные случаи в жилых, промышленных и транспортных помещениях. Это различие мотивировано наблюдаемой разницей в причинах схода лавин в двух местах. В сфере отдыха большинство несчастных случаев происходит по вине людей, попавших в лавину. В исследовании 1996 года Джеймисон и др. (страницы 7–20) [28] обнаружили, что 83% всех лавин в местах отдыха были вызваны теми, кто был вовлечен в аварию . Напротив, все несчастные случаи в жилых, промышленных и транспортных объектах произошли из-за спонтанных естественных лавин. Из-за различий в причинах лавинных происшествий и действиях, проводимых в двух условиях, специалисты по борьбе с лавинами и стихийными бедствиями разработали две связанные стратегии готовности, спасения и восстановления для каждого из условий. [ нужна цитата ]

Известные лавины

Две лавины сошли в марте 1910 года в хребтах Каскад и Селкирк; 1 марта лавина в Веллингтоне унесла жизни 96 человек в штате Вашингтон , США. Три дня спустя 62 железнодорожника погибли в лавине на перевале Роджерс в Британской Колумбии , Канада. [ нужна цитата ]

Во время Первой мировой войны от 40 000 до 80 000 солдат погибли в результате схода лавин во время горной кампании в Альпах на австрийско-итальянском фронте, многие из которых были вызваны артиллерийским огнем. [29] [30] Около 10 000 человек с обеих сторон погибли в лавинах в декабре 1916 года. [31]

Зимой 1950–1951 гг. В северном полушарии за три месяца было зарегистрировано около 649 лавин по всей территории Альп в Австрии, Франции, Швейцарии, Италии и Германии. Эта серия лавин унесла жизни около 265 человек и была названа « Зимой террора» . [ нужна цитата ]

Альпинистский лагерь на пике Ленина, на территории современного Кыргызстана, был уничтожен в 1990 году, когда землетрясение вызвало сход большой лавины, которая захлестнула лагерь. [32] Сорок три альпиниста погибли. [33]

В 1993 году лавина Байбурт-Юзенгили убила 60 человек в Узенгили в провинции Байбурт , Турция . [ нужна цитата ]

Большая лавина в Монтроке, Франция , в 1999 году: 300 000 кубических метров снега соскользнули по склону 30°, достигнув скорости около 100 км/ч (62 мили в час). В результате под 100 000 тонн снега на глубине 5 метров (16 футов) погибли 12 человек в их шале. Мэр Шамони был признан виновным в убийстве второй степени за невыселение района, но получил условный срок. [34]

Небольшая австрийская деревня Гальтюр пострадала от лавины Гальтюр в 1999 году. Считалось, что деревня находится в безопасной зоне, но лавина была исключительно большой и захлестнула деревню. Погиб тридцать один человек. [ нужна цитата ]

1 декабря 2000 года на горе Слава, расположенной в пределах горного хребта Тетон в Вайоминге, США, образовалась лавина Glory Bowl. Джоэл Руф катался на сноуборде на этой чашеобразной трассе в отдаленных районах и спровоцировал сход лавины. Его пронесли почти на 2000 футов к подножию горы, но спасти его не удалось. [35]

3 июля 2022 года на леднике Мармолада в Италии обрушился серак , вызвав лавину, в результате которой погибли 11 альпинистов и восемь получили ранения. [ нужна цитата ]

Классификация лавин

Европейский лавинный риск

В Европе лавинный риск широко оценивается по следующей шкале, которая была принята в апреле 1993 года взамен существовавших ранее нестандартных национальных схем. В последний раз описания обновлялись в мае 2003 года для обеспечения единообразия. [36]

Во Франции большинство смертей в лавинах происходит при уровнях риска 3 и 4. В Швейцарии большинство смертей происходит при уровнях риска 2 и 3. Считается, что это может быть связано с национальными различиями в интерпретации при оценке рисков. [37]

[1] Стабильность:

[2] дополнительная нагрузка:

Градиент:

Европейская таблица лавинных размеров

Размер лавины: [ нужна ссылка ]

Североамериканская шкала лавинной опасности

В США и Канаде используется следующая шкала лавинной опасности. Дескрипторы различаются в зависимости от страны.

Шкала опасности – английский

Лавинные проблемы

Существует девять различных типов лавинных проблем: [38] [39]

Канадская классификация размеров лавин

Канадская классификация размеров лавин основана на последствиях лавины. Обычно используются половинные размеры. [40]

Классификация США по размеру лавины

Размер лавин классифицируется по двум шкалам; размер относительно разрушительной силы или D-шкалы и размер относительно пути лавины или R-шкалы. [41] [42] Обе шкалы размеров варьируются от 1 до 5, при этом можно использовать половину шкалы размера D. [41] [42]

Рутчблок-тест

Анализ лавинной опасности плит можно выполнить с помощью теста Рутчблока. Глыба снега шириной 2 м изолируется от остальной части склона и постепенно нагружается. Результатом является оценка устойчивости склона по семиступенчатой ​​шкале. [43] ( Rutsch по-немецки означает слайд).

Лавины и изменение климата

На образование и частоту лавин сильно влияют погодные условия и местный климат. Слои снежного покрова формируются по-разному в зависимости от того, выпадает ли снег в очень холодных или очень теплых условиях, а также в очень сухих или очень влажных условиях. Таким образом, изменение климата может повлиять на то, когда, где и как часто происходят лавины, а также может изменить тип происходящих лавин. [44]

Влияние на тип и частоту лавин

В целом прогнозируется повышение сезонной снеговой линии и уменьшение количества дней со снежным покровом. [45] [46] Повышение температуры и изменения характера осадков, вызванные изменением климата, вероятно, будут различаться в разных горных регионах, [45] и воздействие этих изменений на лавины будет меняться на разных высотах. В долгосрочной перспективе ожидается снижение частоты схода лавин на более низких высотах, что соответствует уменьшению снежного покрова и глубины, а также прогнозируется краткосрочное увеличение количества мокрых лавин. [45] [47] [48]

Ожидается увеличение количества осадков, а это означает увеличение количества снега или дождя в зависимости от высоты. На возвышенностях, которые, по прогнозам, останутся выше линии сезонного снега, вероятно, будет наблюдаться увеличение лавинной активности из-за увеличения количества осадков в зимний сезон. [48] ​​[49] Также ожидается увеличение интенсивности штормовых осадков, что, вероятно, приведет к увеличению количества дней с достаточным количеством снегопадов, что приведет к нестабильности снежного покрова. На умеренных и высоких высотах может наблюдаться увеличение неустойчивых колебаний от одного экстремального погодного явления к другому. [45] Прогнозы также показывают увеличение количества дождей и снега, [46] и циклов мокрых лавин, происходящих ранее весной в течение оставшейся части этого столетия. [50]

Влияние на выживаемость при захоронениях

Теплые влажные снежные покровы, частота которых, вероятно, увеличится из-за изменения климата, также могут сделать лавинные захоронения более смертоносными. Теплый снег имеет более высокое содержание влаги и поэтому более плотный, чем холодный снег. Более плотные обломки лавины уменьшают способность погребенного человека дышать и количество времени, которое у него есть, прежде чем у него закончится кислород. Это увеличивает вероятность смерти от асфиксии в случае захоронения. [51] Кроме того, прогнозируемое уменьшение толщины снежного покрова может увеличить частоту травм из-за травм, например, в случае удара похороненного лыжника о камень или дерево. [44]

Лавины на Марсе

Лавины на Марсе

Смотрите также

Связанные потоки

Лавинные катастрофы

Рекомендации

Библиография

Примечания

  1. ^ «Снежные лавины | Национальный центр данных по снегу и льду» . nsidc.org . Проверено 23 марта 2021 г.
  2. ^ Луше, Франсуа (2021). Снежные лавины . Издательство Оксфордского университета . стр. 1–2. дои : 10.1093/oso/9780198866930.001.0001. ISBN 978-0-19-886693-0.
  3. ^ Рейтер, Б.; Швейцер, Дж. (2009). Спуск лавины по звуку: Миф и правда (PDF) . ISSW 09 – Международный семинар по науке о снеге, материалы. стр. 330–333. На основании порядковых оценок амплитуды давления различных источников, вызывающих упругие или давления (звуковые) волны, можно исключить, что крик или громкий шум могут спровоцировать сход снежных лавин. Амплитуды по крайней мере примерно на два порядка меньше, чем у известных эффективных триггеров. Срабатывание по звуку на самом деле является мифом.
  4. ^ abcd МакКлунг, Дэвид и Шерер, Питер: Справочник по лавинам, Альпинисты : 2006. ISBN 978-0-89886-809-8 
  5. ^ Бартелт, Перри; Ленинг, Майкл (24 мая 2002 г.). «Физическая модель SNOWPACK для швейцарского предупреждения о лавинах. Часть I: Числовая модель». Наука и технологии холодных регионов . 35 (3): 123–145. Бибкод : 2002CRST...35..123B. дои : 10.1016/S0165-232X(02)00074-5. Архивировано из оригинала 28 января 2013 г. – на сайте www.mendeley.com.
  6. ^ Симпсон Дж.Э. 1997. Гравитационные токи в окружающей среде и лаборатории. Издательство Кембриджского университета
  7. ^ Дафферн, Тони: Лавинная безопасность для лыжников, альпинистов и сноубордистов, Rocky Mountain Books: 1999. ISBN 0-921102-72-0 
  8. ^ Эбботт, Патрик (2016). Стихийные бедствия . Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-802298-2.
  9. ^ ab «Статистика и отчетность». Информационный центр Колорадо Эвеланш. Архивировано из оригинала 5 июля 2022 года . Проверено 3 сентября 2016 г.
  10. ^ «Лавинные происшествия в предыдущем сезоне». Западная лавинная сеть. Архивировано из оригинала 28 сентября 2006 года . Проверено 16 декабря 2006 г.
  11. ^ "Лавина". готово.gov . Департамент внутренней безопасности . Проверено 25 января 2019 г.
  12. ^ «Погибшие от лавин в странах ИКАР 1976–2001» . Лавинный центр Юты. Архивировано из оригинала 4 ноября 2006 года . Проверено 16 декабря 2006 г.
  13. ^ Феслер, Дуг и Фредстон, Джилл: Snow Sense , Центр безопасности гор Аляски, Inc., 2011. ISBN 978-0-615-49935-2 
  14. ^ Хагели, Паскаль; и другие. «АВИСУАЛАНЧЕ – ИЗБРАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ». www.avisualanche.ca .
  15. ^ Уайтман, Чарльз Дэвид: Горная метеорология: основы и приложения , Oxford University Press: 2001. ISBN 0-19-513271-8 
  16. ^ ab «Итоговый отчет SATSIE (большой PDF-файл – 33,1 МБ)» (PDF) . 31 мая 2006 г. с. 94. Архивировано из оригинала (PDF) 12 июня 2020 года . Проверено 5 апреля 2008 г.
  17. ^ «Горизонт: Анатомия лавины». Би-би-си . 25 ноября 1999 г.
  18. ↑ Avalanche Dynamics. Архивировано 24 февраля 2009 г. в Wayback Machine , Арт Мирс, 11 июля 2002 г.
  19. ^ ab Snow Avalanches, Кристоф Анси
  20. ^ Воеллми, А., 1955. Ober die Zerstorunskraft von Lawinen . Schweizerische Bauzetung (английский: О разрушительной силе лавин . Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба).
  21. ↑ Количественная оценка лавинного запроса с помощью анализа и возврата металлических структур, стр. 14, Pôle Grenoblois d'études et de recherche pour la Prevention des risques naturalls , октябрь 2003 г., на французском языке
  22. ^ «SATSIE - Исследования лавин и проверка моделей в Европе» . Архивировано из оригинала 12 июня 2020 года . Проверено 5 апреля 2008 г.
  23. ^ Сэмпл, Питер; Граниг, Матиас. «Моделирование лавин с помощью САМОС-АТ» (PDF) . Архивы и специальные коллекции – Библиотека государственного университета Монтаны . Архивировано (PDF) из оригинала 24 августа 2022 года.
  24. ^ "Система быстрых массовых перемещений RAMMS" . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 19 мая 2015 г.
  25. ^ Гарсиа-Эрнандес, К. «Восстановление лесов и изменения в землепользовании как факторы уменьшения лавинного ущерба в горах средних широт (северо-запад Испании). Глобальные и планетарные изменения, 153:35–50». Эльзевир . Проверено 28 августа 2017 г.
  26. ^ "Мониторинг ледника Вайсмис" . Проверено 23 октября 2017 г.
  27. ^ ab "Лавинный радар Церматт" . Проверено 23 октября 2017 г.
  28. ^ Джеймисон, Брюс; Гельдцер, Торстен. «Лавинные происшествия в Канаде, Том 4: 1984–1996» (PDF) . Канадская лавинная ассоциация. Архивировано из оригинала (PDF) 25 января 2011 года . Проверено 7 марта 2013 г.
  29. ^ Ли Дэвис (2008). " Стихийные бедствия ". Издательство информационной базы. п. 7. ISBN 0-8160-7000-8 . 
  30. ^ Эдуард Рабофский и др., Lawinenhandbuch, Инсбрук, Verlaganstalt Tyrolia, 1986, стр. 11
  31. ^ «Солдаты гибнут в лавине во время бушующей Первой мировой войны» . History.com .
  32. ↑ Клайнс, Фрэнсис X. (18 июля 1990 г.). «Лавина убила 40 альпинистов в советской Средней Азии». Нью-Йорк Таймс .
  33. ^ "Пик Ленина. Историческая справка о пике Ленина. Первая экспедиция на пик Ленина". Centralasia-travel.com . Проверено 21 июня 2013 г.
  34. ^ "Монтрок Лавина". pistehors.com .
  35. ^ Программа КОМЕТА (2010). «Прогноз лавинной погоды». meted.ucar.edu/afwa/avalanche/index.htm . Университетская корпорация атмосферных исследований.
  36. ^ "Qu'est-ce qui est NOUVEAU в описании лавинной опасности?" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 апреля 2005 г.
  37. ^ Анализ лавинных происшествий во Франции за 2005–2006 гг. Архивировано 8 сентября 2008 г. в Wayback Machine.
  38. ^ "Лавина Канада". Avalanche.ca . Проверено 25 марта 2020 г.
  39. ^ "Энциклопедия лавин". Avalanche.org . Проверено 25 марта 2020 г.
  40. ^ Джеймисон, Брюс (2000). Информирование о лавинах в отдаленных районах . Канадская лавинная ассоциация . ISBN 0-9685856-1-2.
  41. ^ ab Снег, погода и лавины: рекомендации по наблюдению за лавинными программами в США . Американская лавинная ассоциация, Национальный лавинный центр. Пагоса-Спрингс, Колорадо, 2010. ISBN. 978-0-9760118-1-1. OCLC  798732486.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
  42. ^ ab "Руководство SWA". Американская лавинная ассоциация . Проверено 26 марта 2020 г. .
  43. ^ Абромельт, Дуг; Джонсон, Грег (зима 2011–2012 гг.). «Научитесь: выполнять тест Рутчблока». Национальный лавинный центр USFS. Архивировано из оригинала 1 сентября 2013 года . Проверено 28 ноября 2012 г.
  44. ^ аб Страпаццон, Джакомо; Швейцер, Юрг; Чиамбретти, Игорь; Бродманн Медер, Моника; Брюггер, Герман; Зафрен, Кен (12 апреля 2021 г.). «Влияние изменения климата на лавинные происшествия и выживание». Границы в физиологии . 12 : 639433. doi : 10.3389/fphys.2021.639433 . ISSN  1664-042X. ПМЦ 8072472 . ПМИД  33912070. 
  45. ^ abcd «Глава 2: Высокогорные районы - специальный отчет об океане и криосфере в меняющемся климате» . Проверено 4 апреля 2022 г.
  46. ^ Аб Лазар, Брайан; Уильямс, Марк В. (2010). «Потенциальные изменения частоты дождя и снега на горнолыжных курортах Каскады США в результате изменения климата: прогнозы для горы Бакалор, штат Орегон, в 21 веке» (PDF) . Международный семинар по науке о снеге, 2010 г .: 444–449.
  47. ^ Нааим, Мохамед; Эккерт, Николас (2 октября 2016 г.). «Снижение активности снежных лавин и распространение мокрых снежных лавин во французских Альпах в условиях потепления климата». Материалы Международного семинара по науке о снеге, 2016 г., Брекенридж, Колорадо, США : 1319–1322.
  48. ^ аб Зейдлер, Антония; Столл, Елена (2 октября 2016 г.). «Что мы знаем о воздействии на снежный покров в условиях изменения климата – работа в стадии разработки». Материалы Международного семинара по науке о снеге, 2016 г., Брекенридж, Колорадо, США : 970–971.
  49. ^ Зальцер, Фридрих; Студереггер, Арнольд (2010). «Изменение климата в Нижней Австрии - анализ снежного покрова за последние 100 лет с особым акцентом на последний век и влияние лавинной ситуации в Нижней Австрии». Международный семинар по науке о снеге, 2010 г .: 362–366.
  50. ^ Лазар, Брайан; Уильямс, Марк (2006). «Изменение климата в западных горнолыжных курортах: время схода мокрых лавин в горнолыжном курорте Аспен в 2030 и 2100 годах». Материалы Международного семинара по науке о снеге 2006 г., Теллурайд, Колорадо : 899–906.
  51. ^ Страпаццон, Джакомо; Паал, Питер; Швейцер, Юрг; Фальк, Маркус; Рейтер, Бенджамин; Шенк, Кай; Гаттерер, Ханнес; Грасеггер, Катарина; Даль Каппелло, Томас; Малакрида, Сандро; Рисс, Лукас (15 декабря 2017 г.). «Влияние свойств снега на людей, вдыхающих искусственный воздушный карман - экспериментальное полевое исследование». Научные отчеты . 7 (1): 17675. Бибкод : 2017NatSR...717675S. дои : 10.1038/s41598-017-17960-4. ISSN  2045-2322. ПМЦ 5732296 . ПМИД  29247235. 

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с лавинным желобом.