Лавины как опасное явление природы

Формы движения лавины разнообразны. В ней могут катиться снежные  катыши, скользить и вращаться  снежные комья и обломки снежной  доски, может течь, как вода, сплошная масса снега или подниматься в воздух снегопылевое облако. Разные виды движения дополняют друг друга, переходят один в другой на разных участках той же самой лавины. Фронт лавины движется быстрее ее основного тела из-за обрушения снежного покрова пред фронтом от удара лавины. Так в лавину включаются все новые порции снега, в то время как в хвостовой части скорости падают. На гребнях волн, возникающих на поверхности движущейся лавины, то и дело появляются каменные обломки, что говорит о сильном турбулентном перемешивании в теле лавины.

По мере выхолаживания  склона тело лавины замедляет свое движение. Тело лавины растекается  по поверхности конуса. Останавливающийся  снег быстро отвердевает, но продолжает еще некоторое время двигаться под напором хвостовой части лавины, пока лавина окончательно не успокоится. Путь воздушной волны, движущейся перед фронтом лавины, длиннее, чем путь самого снежного обвала. Волна затухает через десятки метров после того места, где остановилась лавина. Таким образом, разрушений можно ждать и там, куда сама лавина никогда не доходит.

Так, в Швейцарских  Альпах в 1,5 км от места остановки  лавины воздушная волна выбила в  домах оконные стекла. А в другом месте воздушная волна переместила  на 80 м железнодорожный вагон, а 120-тонный электровоз бросила на здание вокзала. Особенно трагический случай произошел в одном из горных отелей в Швейцарских Альпах в 1908 г. Небольшая лавина остановилась в нескольких метрах перед отелем, тем не менее, здание было разрушено, крыша унесена на противоположный склон долины, а 12 человек, сидящих за столом лицом к лавине, были задушены резким перепадом давлений воздуха.

Лавины обладают огромной ударной силой, легко разнося  в щепы деревянные дома. Специальные измерения показали, что в большинстве случаев сила удара составляет от 5 до 50 т/м² , а в отдельных случаях достигает и 200 т/м². Лобового удара не выдерживают и бетонные здания. Если лавина не может разрушить дом, она выдавливает двери и окна и заполняет снегом нижний этаж. Лавина не щадит ничего, что встречает на своей дороге. Она скручивает металлические мачты электропередачи, сбрасывает с дороги автомашины и трактора, превращает в груду металлолома паровозы и тепловозы. Она засыпает дороги слоем многометрового плотного, как лед, снега. Она сносит сразу по много гектаров леса, не выдерживают и столетние деревья.

Чтобы правильно спроектировать противолавинные сооружения, надо измерить силу удара. Еще в 30-х годах в  нашей стране для этого использовался  буфер железнодорожного вагона с мощной пружиной, который закреплялся на пути лавины. Величина сжатия пружины при ударе фиксировалась металлическим стержнем. В Швейцарии на пути лавин устанавливали щит, с обратной стороны которого находился стальной заостренный стержень, а напротив него крепилась алюминиевая пластинка, в которую входил стержень под ударом лавины. Чем больше давление, тем сильнее вмятина. Сейчас применяют сложные приборы, позволяющие получить не только максимальное давление снега, но и его изменение в процессе удара. Данные показывают, что давление лавины бывает, как правило, от 5 т/м² до 50 т/м², хотя удар одной из лавин в Японии превысил 300 т/м². В таблице можно увидеть, к каким разрушениям приводит удар лавины разной силы.

Таблица 1.

Зависимость разрушений от силы удара лавины.

Давление, т/м2	Разрушения, которые вызывает указанное давление
0,2	Вылетают стекла и оконные рамы
0,5	Лавина выламывает двери, валит  изгороди, ломает ветви
3	Разрушает деревянные здания, ломает молодые деревья
10	Повреждает легкие каменные сооружения, ломает стволы деревьев
25	Разрушает каменные сооружения, валит  старый лес на значительной площади
100	Разрушает железобетонные сооружения

 

Для характеристики лавинной опасности очень важно знать  дальность выброса лавины, т. е. предельное расстояние, которое может пройти лавина в данном лавиносборе. Она ограничена, прежде всего, шириной долины, со склона которой низвергается снежный поток. Дальность выброса колеблется от первых десятков метров до 10-20 км. Лавина Уаскаран в Перу прошла почти 17 км. Самая большая дальность в бывшем СССР зафиксирована в бассейне р. Кзылча на Тянь-Шане, лавина здесь прошла 6,5 км. В большинстве случаев в горах на территории нашей страны дальность выброса лавин составляет от 0,5 до 1,5 км.

 

1.7. Характер движения лавин. Пылевые лавины.

 

Лавины всегда оставляют  о себе память – сходят ли по понижениям и ложбинам, или движутся широким  фронтом по ровным склонам. По характеру движения лавины разделяются на:

• Осовы – снежные оползни, сходящие по всей поверхности склона.
• Прыгающие лавины – лавины, падающие с уступов и полок.
• Лотковые лавины – лавины, проходящие по желобам, кулуарам и зонам выветривания горных пород в виде борозд.

 Лавинные прочесы в виде просек на склонах располагаются довольно близко друг от друга. Особенно заметные следы и сильное ударное действие оставляют, так называемые, прыгающие лавины. Они возникают из-за какой-нибудь преграды, встретившейся на пути снежного обвала. Ударившись о препятствие (например, о скальный выступ на склоне, обрыв или крутой перегиб склона), лавина может «прыгнуть» с него и в течение некоторого времени продолжить свой путь по воздуху, а затем, приземлившись, причинить немалые разрушения – так называемые ямы вбивания. Весной 1975 г. в Восточных Карпатах (Украина) такой снежный обвал обрушился на озерцо в истоках ручья. Взломав лед толщиной более 1 м, лавина выплеснула из озера всю воду, зачерпнув при этом часть осадков, скопившихся на дне. На расстоянии 50 – 60 м от водоема возник ледяной вал высотой в несколько метров, который сохранялся вплоть до июля. Когда он растаял, среди рыхлых отложений остались ил, песок, щебень, небольшие глыбы песчаников и останки тритонов, зимовавших в озере. В Новозеландских Альпах в подобных котловинах обнаружено 16 озер площадью от 200 до 50 тыс. м². Все они находятся у основания крутых лавинных лотков.

Особые свойства имеют пылевые  лавины – смесь сухого снега с  воздухом очень маленькой плотности, сопровождающиеся облаком снежной  пыли. Они обладают огромной скоростью  и большой разрушительной силой. При небольшом изменении движения в пылевой лавине возникают ударные волны, создающие грохот и рев, сопровождающий лавину. Такие лавины способны двигать многотонные предметы. В Скалистых горах мощная пылевая лавина перенесла грузовик весом более 3 т и экскаваторный ковш весом более 1 т на 20 м в сторону и затем сбросила их в овраг.

Лавинный снег обычно бывает загрязнен. Когда он тает, весь собранный лавиной  обломочный материал накапливается  там, где она остановилась. Если лавины сходят по одному лотку неоднократно, то внизу вырастает целый конус из обломков, по форме которого можно судить о типе лавин, их повторяемости и силе.

Изучая конусы выноса лавин и особенности лавинных прочесов, специалисты рассчитывают дальность выброса лавин (т. е. расстояние от линии или точки отрыва лавины до места остановки ее фронта) и оценивают степень их опасности. Самые мощные лавины отмечены на Памире – объем снега в них около 2 – 3 млн. м³. Обычно же он в лавинах составляет 20 – 50 тыс. м³.

 

1.8. Шкала лавинной опасности.

 

Существует универсальная европейская  шкала оценки лавинной опасности  от I до V баллов.

I – балл.

Незначительная лавинная опасность. Снежный покров в целом стабилен и уплотнен. Вероятность схода лавины минимальна, возможна только на некоторых критических точках рельефа при большой дополнительной нагрузке на склон и при очень большой крутизне. Спонтанный сход незначительных снежных оползней и мелких лавин возможен.

II – балла.

Средняя лавинная опасность. Снежный покров на некоторых участках склона не достаточно стабилен и уплотнен. В целом же склоны в хорошем состоянии. Повышенная вероятность схода лавины, особенно на крутых склонах. Спонтанный сход лавин маловероятен.

III – балла.

Повышенная лавинная опасность. Снежный покров на большинстве участках склона не достаточно стабилен и не уплотнен. Высокая вероятность схода лавины, прежде всего на крутых склонах. Предполагается спонтанный сход лавин средней массы и одиночные сходы больших лавин.

IV – балла.

Большая лавинная опасность. Снежный покров не стабилен и не уплотнен. Вероятен сход лавин даже при небольшой дополнительной нагрузке склона. Спонтанный сход средних и больших лавин очень возможен.

V – баллов.

Катастрофическая лавинная опасность. Снежный покров абсолютно не предсказуем. Возможны большие и разрушительные лавины.

 

Глава 2. Немного  из истории лавин.

 

2.1. Лавины в  Альпах.

 

Сведения о снежных лавинах  дошли из глубины веков. В 218 г. до н. э. снежные обвалы причинили немало бед войскам карфагенского полководца Ганнибала, переходившего Альпы. Тогда под лавинами погибло множество людей и животных – каждый пятый пеший воин, каждый второй всадник, почти все слоны, участвовавшие в этом переходе.

Во время Первой мировой войны  в Восточных Альпах под лавинами было погребено почти 60 тыс. солдат. 12 и 13 декабря 1916 г. вошли в историю как «черный четверг» и «черная пятница». В эти два дня лавины поглотили почти 6 тыс. солдат австрийской армии. Консультант австрийской армии по лавинам М. Здарский, по счастливой случайности уцелевший и извлеченный из лавины, писал впоследствии: «Опаснее итальянцев были зимние горы». Огромными были и потери противника – итальянцев.

 

2.2. Лавины на  Кавказе.

 

Зимой 1986–1987 гг., когда в селах Сванетии (Грузия) снег шел, не переставая 46 дней, почти все дома были засыпаны лавинами. Над поверхностью снега возвышались только старинные башни высотой 8–15 м, где можно было найти спасение от «белой смерти». Высказывалось даже предположение, что эти башни и в прошлом служили не только крепостями на время военных действий, но и убежищами от крупных лавин. За последние 200 лет на Кавказе максимальное число лавин наблюдалось в 1850–1870, 1955–1970, 1986–1989 гг.

 

2.3. Альпы в  наше время.

 

В наше время особенно страдают от лавин Альпы. С начала текущего столетия по 1970 г. в Швейцарских Альпах от лавин погибло 1244 человека. Всего в Альпах насчитывается 20 тыс. участков схода лавин, из них более 10 тыс. мест постоянного схода, и 3 тыс. из них угрожают населенным пунктам, дорогам, линиям электропередач и связи.

 

Глава 3. Научные исследования лавин.

 

Тот, кто путешествовал по Альпам, Кавказу, Карпатам, Памиру, не раз видел  специальные знаки у обочин дорог. На них изображены падающие комья  снега и глыбы, а надпись предостерегает: «Осторожно, лавины!». Летом эти знаки  обычно вызывают удивление многих туристов, зимой же к ним относятся с большим вниманием.

Лавины в горах всегда были и остаются настоящим бедствием. Несмотря на все меры предосторожности, опасность сохраняется даже в  наиболее освоенных районах. Например, в Норвегии основное количество несчастных случаев происходит именно по вине лавин. Ежегодно более 100 человек погибают при снежных обвалах в Альпах. Мокрая лавина, двигавшаяся довольно медленно, но имевшая колоссальную массу в 1910 г. в Каскадных горах (США) сбросила в ущелье пассажирский поезд. Не случайно лавины называют «белой смертью».

Прежде с лавинами приходилось сталкиваться только людям, живущим в горах. На Кавказе и  в Альпах местные жители, хорошо знакомые с коварством лавин, сооружали свои жилища там, где раньше они снежных обвалов не видели. Обращенные к горному склону задние стены домов сооружали в виде острого клина и располагали под углом к пути возможного схода лавины, чтобы они служили лавинорезами. Благодаря этому, лавина как бы рассекалась и обтекала постройку с двух сторон, не причиняя дому особого вреда.

По мере того как осваивались  новые территории, прокладывались автомобильные магистрали, развивались туризм, альпинизм, горнолыжный спорт, все более насущной становилась необходимость создания лавинной службы.

Научные исследования лавин начались в Альпах. В1881 г. вышла первая книга о лавинах И. Коаца «Лавины Швейцарских Альп». В 1932 г. в Швейцарии была создана Лавинная комиссия для разработки исследовательской программы по изучению снега и лавин. Это было необходимо для защиты от лавин растущей сети железных дорог, охватившей практически все Альпы. Небольшая исследовательская группа под руководством профессора Р. Хефели приступила к всесторонней разработке лавинных проблем в районе Вайсфлуйох, расположенном над Давосом. В 1938 г. вышла книга профессора «Снег и его метаморфизмы», подводящая итоги первого этапа работы. В 1942 г. на месте деревянной хижины в Вайсфлуйох на высоте 2700 м над уровнем моря было построено здание Швейцарского института снега и лавин – сейчас это ведущий в мире центр лавиноведения.

 Тогда же, в 30-е годы большой интерес к лавинам был проявлен на Кавказе, где началось проектирование транскавказских дорог, и в Хибинах, где стали осваивать богатые залежи апатитов. В 1936 г. на комбинате «Апатит» была создана специальная противолавинная служба. Уже тогда исследовались такие трудные проблемы, как расчет устойчивости снега на склоне, теория движения лавин, проектирование противолавинных сооружений. В послевоенные годы широкие исследования лавин начались в горах Средней Азии и Кавказа, Карпат и Сибири. Большой вклад внесли работы Института геофизики Грузии и Высокогорного геофизического института в Нальчике.

В настоящее время  исследования лавин ведется в  основном гидрометеослужбой. Особенно важны снеголавинные станции, в задачи которых входят метеорологические наблюдения, регулярные измерения толщины, плотности и физико-механических свойств снега, фиксация схода лавин. На таких станциях проводятся лабораторные исследования снега, описания лавин на избранных маршрутах, дается прогноз лавин на основе местных признаков и локальных связей с метеорологическими показателями. Снеголавинные станции раз в несколько дней передают бюллетени о лавинной опасности всем заинтересованным учреждениям. Такие станции существуют сейчас практически во всех горных массивах.