Лавины

Природные опасности

Лавины

Подготовлен AFEM — European Natural Disasters Training Centre (Ankara, Turkey) & the Editorial Board

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on linkedin
Share on email

Лавины — это быстрый поток снега под уклон.

В горных районах, лавины являются одной из самых серьезных угроз для жизни и имущества, в связи с их разрушительной мощью, как результат их способности быстро переносить огромную массу снега на больших расстояниях.

Они могут быть вызваны либо природными явлениями или человеческой деятельностью (вырубка лесов, зимние виды спорта, и т.д.).

Лавины также могут быть классифицированы в частности в соответствии с:

  • причиной: природа или человек
  • качеством снега: влажный или сухой
  • скользкостью: поверх предыдущей снежной поверхности или с предыдущей снежной поверхностью

Лавины — это быстрый поток снега под уклон, вызванный либо природной причиной или человеческой деятельностью. В горной местности лавины являются одними из самых серьезных источников опасностей для жизни и имущества в связи с их разрушительным потенциалом, вызванным способностью переносить с собой огромные массы снега, быстро и на большие расстояниях.

Все лавины имеют общие элементы:

  • источник, который вызывает внезапный разрыв снежного покрова;
  • начальная зона, из которой первоначальный объем снега отделяется;
  • путь скольжения, вдоль потока лавины;
  • зона окончания, где лавина останавливается;
  • остаточный мусор, который накапливает масса снега лавины, до прихода в зону окончания.

Иногда, остаточный мусор — это смесь снега, льда, грунта, камней и растительности.

Рис.1 Антропогенно инициированная снежная лавина в Давосе, Швейцария: www.uvm.edu

Лавины классифицируют по их морфологическим характеристикам, оценкам их разрушительного потенциала или по массе сброшенного снега.

Здесь мы представим лавины с их общими свойствами:

  • лавины «снежная плита»
  • сыпучие лавины
  • грязевые лавины
  • сухие и порошковые лавины

ЛАВИНЫ «СНЕЖНАЯ ПЛИТА»: Они имеют разновидности в зависимости от влажности снежного покрова, покрытия склона (скала, почва или деревья), и глубины разрыва.

Сухие лавины «снежная плита»: В этом типе лавин, при низкой влажности, уплотненный верхний слой снега (снежная плиты) имеет под собой более тонкий, слабый слой разрушения. После того, как снежная плита вырезается вокруг всех границ трещинами, лавина «снежная плита» отрывается. Удельный вес слоев плиты между 100 и 300 кг / м3.

Мокрые лавины «снежная плита»: Этот тип происходит посредством трех основных механизмов:

  1. новые осадки (дождь),
  2. изменения в прочности подповерхностного слабого слоя из-за просачивания воды
  3. смазка водой скользящей поверхности, которая может быть частично или полностью

Иногда, разрыв влияет на весь снежный покров, и поверхность земли раскрывается после схода лавины. Этот тип лавины называют «наземная лавина».

Рисунок 2 — Сухая лавина «снежная плита» — «корона» из снежной плиты разрушила снежный покров в левой части рисунка. Небольшая плита по-прежнему присутствует чуть ниже короны, в то время как более широкие плиты видны перед деревом. Источник: www.thekyrgyzstanplan.com

СЫПУЧИЕ ЛАВИНЫ: Рыхлый снег имеет слабое или вообще не имеет уплотнения. Сыпучие снежные лавины образуются вблизи поверхности, и они при сходе вовлекают снег у поверхности.

Сыпучие снежные лавины легко узнаваемы, потому что они начинают из точки и масса снега, которая смещается, образует треугольный узор на склоне. Природные сыпучие снежные лавины вызваны локальной потерей сцепления из-за метаморфизма снега, воздействия солнца или дождя. Часто они инициируются обнажениями горных пород, которые вызывают локально высокие температуры снега.

Сухие сыпучие лавины: Они обычно образуются в холодных, относительно безветренные условиях, которые благоприятствуют образованию снежного покрова низкой плотности.

Мокрые сыпучие лавины: Они сходят после сильного таяния снежного покрова, вызванного оттепелью на солнце, дождем или переносом тепла от более теплых поверхностей.

Рисунок 3 — Сухая сыпучая лавина классической грушевидной формы, которая развивается чуть ниже деревьев на скале. Локализованное таяние снега, вероятно, происходит на темных поверхностях, таких как деревья и скалы, и создают нестабильность снежного покрова. Явление весьма распространено в этой области, можно видеть по всему склону другие лавины. Источник: www.juneauempire.com

ГРЯЗЕВЫЕ ЛАВИНЫ: В грязевых лавинах поток снега похож на поток грязи с высоким содержанием воды. Измеренные плотности в отложениях грязевых снежных лавин могут превышать 1000 кг / м3, как результат смешивания воды, льда, снега и вовлеченной земли или камней. Они, как правило, частично или полностью насыщены водой. Температура снега около 0 ° С. Наиболее часто они встречаются в высоких широтах, частично из-за быстрого наступления снеготаяния весной, когда солнце обеспечивает прямой, интенсивный поток облучения снежного покрова, которые были ранее подвержены сильным температурным градиентам и отсутствием достаточного потока солнечного излучения.

Много примеров этого таких лавин можно найти в Северной Норвегии и на Аляске.

Рисунок 4 — Грязевая лавина остановилась ниже оврага. Следует заметить, что многие «потоки», созданные снежным потоком вниз по склону, напоминают отложения селевых потоков. Высокое содержание воды в снегу отвечает этой схеме осаждения. Источник: www.unis.no

СУХИЕ И ПОРОШКОВЫЕ ЛАВИНЫ: Если содержание влаги низкое, плотность снега около 100 кг / м3 или менее, температура меньше, чем 0 °C и глубина более 1 м, могут возникнуть сухие и порошковые снежные лавины. После запуска снежной лавины, образуется облако пыли, которая содержит снег и воздух.

Сухая лавина: В этом типе снежной лавины существует плотное ядро снега в нижней части подвижной массы. Считается, что около одной трети пространства в ядре заполнено частицами снега и примерно две трети воздухом. В облаке пыли, которое может возникнуть, лишь около 1% объема заполнено частицами снега и 99% воздухом. Поэтому плотность в ядре примерно в 10 раз выше, чем в облаке пыли. Обычно глубина потока ядра меньше, чем 5 м, а глубина пылевого облака может быть несколько десятков метров. Торможение происходит быстро в зоне выхода.

Порошковая лавина: Это такие лавины, в которых плотное ядро снега отсутствует. Любая сухая снежная лавины с высокой скоростью будет иметь облако пыли, что приводит к тому, что порошковые и сухие лавины выглядят одинаково. Чтобы различать порошковые и сухие снежные лавины, необходимо осмотреть остатки лавины для определения наличия ядра. В истинной порошковой лавине почти весь материал находится в турбулентных завихрениях. Они часто образуются в результате падения льда (ледовых обвалов) с отвесных ледопадов. Их скорость может иногда быть больше, чем у сухих лавин, но так как их плотность значительно меньше, их разрушительная сила меньше.

Лавины происходит только тогда, когда напряжение снега превышает предел прочности на сдвиг или разрыв внутри снежного покрова или в месте контакта основания снежного покрова с землей или скалой. Величина сил, действующих на снежный покров, может быть легко определена, например, вес снега легко вычислить, однако, очень трудно узнать прочность на разрыв или сдвиг в пределах снежного покрова или контакта с землей, эти силы варьируются в зависимости от типа снежных кристаллов и связей между ними. Тепломеханической свойства кристаллов снега в свою очередь, зависят от температуры и влажности.

Рисунок 5 — так называемое «испытание на скольжение», используется для проверки на месте степени устойчивости снежного покрова. После того, как снежный блок был создан, лыжник прыгает на нем: чем больше прыжков необходимо сделать, чтоб блок соскользнул, тем стабильнее снежный покров. Источник: www.swissmountainleader.com
Рисунок 6 — Анализ расслоения снежного покрова является важным шагом в обнаружения возможной нестабильности. Слабые слои в снежном покрове могут способствовать в будущем возникновению лавины. Фото: А. Ghinoi.

Лавина, как правило, происходит в горной местности. Склоны более пологие, чем 28 градусов или круче, чем 55 градусов, как правило, имеют более низкий уровень опасности лавин; также трассы с наветренной и солнечной стороны имеют более низкий уровень лавинной опасности.

Как правило, причины лавинообразования можно найти в 7 группах факторов (оценка всех этих факторов всегда требуется при прогнозировании лавин):

  • наклон
  • условия снежного покрова
  • действие ветра
  • направление склона
  • температура
  • наличие слабых слоев снега
  • состояние поверхности земли

Лавины в основном зависят от метеорологических условий. Если все факторы (метеорологические, топографические, снежный покров и т.д.) являются благоприятными, лавина сходит. В зависимости от климатических условий, периодичность лавин колеблется от нескольких раз в год до нескольких раз в столетие.

Лавины, в соответствии с их интенсивностью (или магнитудой), могут привести к более или менее тяжелым повреждениям сооружений и инфраструктуры, или, в конечном счете, приводят к их полному уничтожению. Поэтому там, где уязвимые элементы подвергаются лавинной опасности, становится необходимым, чтоб территориальное планирование тщательно оценивало фактический уровень опасности, для создания мер по защите от будущих событий. Кроме того, лавины могут непосредственно воздействовать на людей, причиняя увечья или даже смерть. Все чаще и чаще, СМИ сообщают о причиненном лавинами вреде или смерти людей. Это бывает очень часто при катании на лыжах вне трасс, когда лыжники вызывают разрыв снежного покрова.

Рисунок 7 – лавинный инцидент: лыжник был пойман в лавине, но, к счастью его спутники могли освободить его из очень уплотненного снега, который его похоронил. Источник: www.pistehors.com
Рисунок 8 — Лавинная катастрофа в Галтере, Австрия, произошла на 20 января 1999 года, вызвана сильной снежной бурей, что в результате значительно повысило нагрузку на снег на склонах и вызвало нестабильность снежного покрова. Источник: www.wz-newsline.de

Лавины всегда вызваны действием внешнего напряжения на снежный покров. Так что они не являются случайными или спонтанными событиями. Природными триггерами лавин могут быть дополнительные осадки, радиационный и конвективный нагрев, камнепад, ледопад и другие внезапные воздействия. Однако даже если снежный покров находится при постоянной температуре, давлении и влажности, он будет изменяться с течением времени и создавать напряжения. Лыжники, снегоходы и взрывные работы могут вызывать сход лавин.

Стрессовая нагрузка может быть либо локализована в точке воздействия или распределена.

Рисунок 9 — Лыжник вызывает лавину. Источник: www.jhunderground.com

Согласно записям, большинство лавин вызваны человеком.

Поскольку большинство снежных лавин инициируется человеком, и происходит это после прохождения лыжниками уже нестабильных снежных покровов, первой мерой профилактики, которая должна быть проведена для уменьшения негативных последствий (в данном случае на здоровье человека) является, без сомнения, правильное поведение лыжников, прежде всего вне лыжных трасс. Это «правильное поведение»  подразумевает ознакомление с  данными о лавиной опасности  перед тем, как кататься, знание условий снежного покрова и  самых безопасных дорожек и, что немаловажно, наличие соответствующего спасательного оборудования, содержащего: активные датчики (в случае захоронения лавиной)  и другие устройства для персональной защиты или помощи в случае лавины, такие как шлем, раздувная куртка, чтобы «плыть по лавине», небольшие портативные кислородные баллоны, переносные лопаты, складные зонды для поиска погребенных людей и т.д.

Рисунок 10 — Плакаты лавинной опасности, информирующие лыжников о текущем уровне лавинной опасности. Источник: www.straight.com

Наблюдения за снегом (в том числе анализ устойчивости) являются наиболее важной частью прогнозирования лавин. Основной целью наблюдений за снегом является отслеживание, когда физические и другие свойства снежного покрова достигают критического уровня. Все исследования устойчивости снега производятся на открытых площадках (см. рисунки 5 и 6 из вопроса 3).

В основном обычные метеорологические прогнозы и несколько локальных наблюдений используются для прогнозирования возможности схода лавин с помощью сети профессиональных наблюдателей снежного покрова, которые должны постоянно совершенствоваться.

Все данные о снежном покрове и погодные данные, собранные в пределах определенной области, анализируются в специальных центрах обработки, данных (например, лавинных, гидро-метеорологических центрах и т.д.), которые отвечают за выпуск общественных бюллетеней лавиной опасности. Эти бюллетени определяют, на основе стандартизованной шкалы, зоны с различной лавинной опасностью (или риски, в соответствии с принятой терминологией). Бюллетени затем публикуются всеми возможными средствами (например, в Интернете, мобильных телефонах, радио, телевидение, листовки и т.д.), так что большинство людей может прочесть их, прежде чем выходить на улицу.

Рисунок 11 — Один из многих типов лавинного бюллетеня, чрезвычайно ценных для правильной информации о текущей лавинной опасности. Следует проконсультироваться, прежде чем выбрать место для катания на лыжах и выбрать правильный уклон. Источник: www.pc.gc.ca

Ответ на этот вопрос должен быть «Да», несмотря то, что профилактика иногда сложная и дорогая. Есть много методов для снижения последствий схода лавин. По местам применения, типам лавин, размерам площади, долгосрочным или краткосрочным результатам, а также затратам, эти методы можно разделить на две группы:

A) Постоянные методы профилактики

A.1)Активные постоянные методы профилактики (применяются в стартовых зонах лавин): создание террас, лесовосстановление, снежные мосты, снеговые сети, снеговые (ветряные) заборы.

Рисунок 12 – Лавинные защитные заборы на склоне горы. Это один из многих активных методов защиты против снежной лавины в начале стартовой зоны. Источник: www.flickriver.com

A.2) Пассивные постоянные методы профилактики (применяются в зонах прохождения и остановки лавин)

Отражающая стена, удерживающая стена, лавинные плотины, разделители, замедляющие курганы, лавинные туннели, предупреждающие дорожные знаки.

Рисунок 13 — Отводящие плотины, используемые для направления лавины в места, где они не могут причинить никакого вреда. Фото: Reckingen, SLF 1984 Источник: www.planat.ch

B) Временные методы профилактики

B.1) Активные временные методы профилактики

Использование кабельных транспортеров взрывчатки (Сable Transporter Explosives), или газообразных взрывов(Gaseous Explosives).

Рисунок 14 – газообразные взрывы, фиксированный выход газа под высоким давлением на верху склона лавиноопасной зоны. Всякий раз, когда снежный покров неустойчив, искусственно контролируемые лавины инициируются этим устройством, чтобы предотвратить разрушительные события. Источник: www.toraval.fr

B.2) Пассивные временные методы профилактики

Наблюдения за снегом и лавинами, картография, эвакуация из районов риска и запрет входа.

Чтобы смягчить последствия схода лавин, необходимо повышать осведомленность общественности и администраторов о лавинных тренингах, сознательность и осторожность в лавинных районах. Кроме того, должны быть приняты все возможные защитные меры.

Есть пассивные меры, которые используются для создания структуры и инфраструктуры для защиты от возможных последствий лавин. Среди них следующие: туннели для защиты автомобильных и железных дорог, отклоняющие клинья выше по склону от зданий, поперечные по отношению к пути лавины барьеры или стены и т.д.

В любом случае, лучшим смягчением является правильное территориальное планирование, основанное на хороших знаниях лавинной опасности в районе, зонирование опасности, что делается с помощью численных моделей, имитирующих динамику снежной лавины.

Рисунок 15 — Ramms — 3D модель альпийской местности. Программное обеспечение, разработанное в Институте снега и лавин в Давосе, Швейцария, позволяет вычислить эволюцию лавины. Источник: www.slf.ch

Если вы пересекаете область потенциальных лавин и не получили достаточного образования о лавинах или если вы неосторожны, вы можете быть захвачены лавиной немедленно.

Мощные лавины имеют возможность увлекать на склоне лед, камни, деревья и другие материалы. В горных районах лавины являются одной из самых серьезных объективных опасностей для жизни и имущества в связи с их разрушительным потенциалом. Они могут нести с собой огромную массу снега, с высокой скоростью и на большие расстояния.

Даже небольшие лавины несут серьезную опасность для жизни, даже для людей должным образом подготовленных и оснащенных, уклоняющихся от лавины. Между 55 и 65 процентов жертв, погребённых в лавине, погибли, и только 80 процентов жертв, остающихся на поверхности, выжили.

Жертвам, попавшим в лавину, рекомендуется попробовать спускаться на лыжах или доска в сторону от лавины, пока она не остановиться, затем сбросить все снаряжение и попытаться делать плавательные движения.

Когда вы захвачены лавиной, вас начинает тащить в ней. В то же время, начинается паника, и вы теряете направление. Материалы, которые неслись с лавиной, могут вас ударить. Дыхание становится все более трудным. Вы можете подвергнуться сжатию снегом вашего тела во время торможения лавины, двигаться в снежной массе становится все труднее и труднее. Дыхание затруднено из-за попадания снега в рот и нос. Ваше тело начинает терять тепло. Кроме того, мы предполагаем, что нет ран на вашем теле !!! Когда снег остановится, необходимо сделать попытку сохранить воздушное пространство возле рта, и попытаться высунуть руку, ногу или другой объект над поверхностью снега. Если это возможно, постарайтесь увеличить воздушное пространство вокруг рта, но свести к минимуму движения, чтобы снизить потребление кислорода. Со временем недостаток кислорода и гипотермия начинают действовать. Очень важно, чтобы все, кто пережил лавину, были задействованы в поисково-спасательной операции, а не ждали помощи. Дополнительная помощь может быть вызвана, если есть кто-то серьезно раненый или остается ненайденным после немедленного поиска (например, после, по крайней мере, 30 минут поиска).

Рисунок 16 — Обучение тому, что делать в случае лавины имеет первостепенное значение для лыжников, которые катаются вне трасс. В принципе, обучение состоит в знакомстве со спасательными процедурами, включая также использование звуковой сигнализации (два маленьких, похожих на сотовый телефон объекта в центре изображения), которые помогают обнаружить тело в лавине. Источник: www.tamara-why.blogspot.com

Лавины нелегко предсказать, и они достаточно часто могут производить разрушительные действия. Лавинная картография имеет дело с причинами и последствиями таких инцидентов и пытается изобразить их различными способами. Карты лавинной опасности включают в основном крупномасштабные топографические элементы с тематическими особенностями. В таких картах рассматриваются как прямые, так и косвенные аспекты лавин в соответствии с данными аэрофотосъемки и полевыми исследованиями.

Лавины становятся «риском», когда люди или физические объекты находятся в пределах досягаемости «опасного процесса». Карты риска лавин имеют цель показать уязвимость в лавиноопасных зонах.

Рисунок 17 — Карта вероятных зон снежных лавин. Карта показывает области возможных путей снежных лавин, оранжевым — лавинные пути, определенные после изучения аэрофотоснимков (фото-интерпретация и анализ поля); фиолетовым — лавинные пути определены после исследований проведенного сбора данных; оранжевый и фиолетовый с диагональными линиями — представляют, соответственно, площади, которые оцениваются как потенциальный источник лавин по данным аэрофотоснимков и по результатам полевых исследований. Источник: www.avalanches.fr