11 months ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Изучение географического распространения лавин на поверхности нашей планеты показывает, что в горных районах земного шара они — не случайное явление. Напротив, зачастую представляют собой постоянно дей­ствующие, весьма существенные элементы горного ландшафта. Во многих районах мира, в том числе и нашей страны, сход лавин наблюдается ежегодно, местами по нескольку раз, особенно в течение зимы. По частоте по­вторяемости и широте распространения снежные лави­ны значительно превосходят многие стихийные бедствия, такие, например, как оползни, селевые потоки, камнепа­ды, грунтовые обвалы, и совершенно справедливо считаются самой грозной стихией гор. Как отмечают спе­циалисты, масса лавин может достигать миллионов тонн, сила удара превысить 200 тонн на квадратный метр, а скорость движения настолько велика, что способна на­сквозь пробить капитальные здания из камня и бетона. Разрушительная мощь лавин усугубляется еще и тем, что снежный вал гонит перед собой воздушную волну. Нередко воздушный таран еще более опасен, чем удар снежной массы. Волна воздуха опрокидывает дома, ло­мает деревья, контузит людей.

Что же такое лавина? Это снежный обвал, возникаю­щий на горных склонах; часто вместе со снегом в его движение вовлекаются различные включения: обломки горных пород, снесенные деревья и т. п. Некоторые ла­вины по насыщенности обломочным материалом порой приближаются к грязекаменным потокам, что повышает их разрушительную силу.

Возникновение различных видов лавин зависит преж­де всего от метеорологических условий во время и после снегопада; от того, каким окажется новый снег: сравни­тельно сухим, влажным или мокрым. На особенности лавин оказывает воздействие и рельеф. На открытом и плоском склоне образуются продвигающиеся широким потоком лавины, а при наличии оврагов и лощин они собираются в узкие и глубокие потоки (так называемые лотковые лавины). Пришедшие в движение снежные массы скользят по поверхности склона, а если тот кру­той, часть пути они могут проходить в свободном паде­нии, которое сопровождается оглушительным шумом и скрежетом. Как правило, снежные обвалы при движении значительно увеличиваются в размере и массе за счет за­хвата новых слоев снега, лежащих ниже по склону.

Вопросы, которые возникают в связи с изучением лавин, многогранны. Существуют ли закономерности их территориального распространения? Каковы условия и причины возникновения? Можно ли предсказать время обвала снежных масс? Возможно ли определить грани­цы лавиноопасной зоны? В состоянии ли современная наука дать обоснованные рекомендации по защите от лавин людей, инженерных сооружений, лесных масси­вов и других народнохозяйственных и природных объек­тов? Как влияют лавины на другие природные про­цессы?

Все названные вопросы интересуют молодую, быстро развивающуюся науку — лавиноведение.

В нашей стране снежные лавины характерны не толь­ко для высокогорных районов с сильно расчлененным рельефом, таких, как, например, Тянь-Шань, Кавказ, Джунгарский Алатау и т. п. Они встречаются также в среднегорных и низкогорных районах со сравнительно слабым расчленением: Хибины, Средний и Южный Урал, Земля Франца Иосифа, Сихотэ-Алинь и другие.

Лавины встречаются как в почти безлесных горных массивах (Памир, горы Северо-Востока), так и в горных областях с хорошо развитой лесной растительностью (Кавказ, Тянь-Шань, Джунгарский Алатау, Урал, Сихо­тэ-Алинь). При этом лавиноопасная зона не обязатель­но располагается высоко: немало районов, где лавины сходят прямо в море, как, например, на островах Земли Франца Иосифа, на Камчатке и Курильских островах, в горах Сихотэ-Алиня.

Изучение лавин на территории нашей страны было начато в первой половине XIX века в связи с освоением переходов через Кавказский хребет. Здесь, на горных перевалах Военно-Грузинской и Военно-Осетинской дорог, впервые были начаты наблюдения за лавинами.

После Великой Октябрьской революции объем этих исследований значительно расширяется. С 1932 года на Кавказе большую работу начинает проводить Закавказ­ский институт сооружений, здесь закладываются теоре­тические основы расчета противолавинных сооружений. Несколько позже начинаются наблюдения за лавинами в Хибинских горах. В этот же период под руководством известного гляциолога Г. К. Тушинского разрабатывает­ся классификация лавин, дается научное объяснение ме­ханизма образования воздушной волны, возникающей при обвалах снега, делается попытка определить некото­рые методы научно обоснованного прогноза лавинной опасности.

За рубежом изучение лавин впервые было начато в одном из самых лавиноопасных горных районов Евро­пы — в Альпах, но отдельные описания лавин встреча­ются еще у римских историков Тита Ливия, Полития и других. Основателем лавиноведения считается Иоганн Яков Шейхцер, который посвятил описанию лавин зна­чительную часть своего большого труда «Описание ес­тественной истории Швейцарской земли», вышедшего в свет в 1706 году. Им впервые была сделана попытка классифицировать лавины и выяснить причины их воз­никновения; приведены данные о мерах предосторож­ности при передвижении в лавиноопасных районах, ре­комендации, как проводить спасательные работы, а также описан ряд катастроф, вызванных снежными ла­винами.

В нашей стране экспериментальной базой лавинове­дения являются специально созданные снеголавинные станции гидрометеорологической службы и экспедиции научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений. В частности, в Казахстане функционируют четыре специальных снеголавинных станции: две на Тянь-Шане и по одной на Алтае (Восточно-Казахстан­ская область) и в Джунгарском Алатау.

Исследования лавин в республике на научной основе были начаты в конце 50-х годов по инициативе извест­ного гидролога И. С. Соседова. В настоящее время они выполняются круглогодичной экспедицией специально созданной группы Института географии Академии наук Казахской ССР, которая ежегодно проводит большую работу в различных районах Тянь-Шаня, Джунгарского Алатау, Алтая и Памиро-Алая. В результате составле­ны карты лавинной опасности ряда районов юго-восточ­ной части республики, продолжается изучение условий формирования, а также основных закономерностей рас­пространения снежных лавин, успешно решается ряд методических вопросов, связанных с расчетом количест­венных характеристик лавинной опасности и воздей­ствием лавин на природные процессы в горах.

Каковы же условия и причины возникновения лавин? Известный в Казахстане специалист по лавинам доктор географических наук И. В. Северский в своей интерес­ной книге «Лавины — грозная стихия гор», исходя из многолетних исследований и наблюдении, приводит ряд наиболее выразительных характеристик признаков ла­винной опасности, знание которых поможет избежать не только просчетов при проектировании народнохозяйст­венных и инженерных сооружений в горах, но и успешно преодолевать лавиноопасные участки на горных маршру­тах.

Как правило, к возникновению лавин приводит соче­тание достаточного снегонакопления и крутосклонного (не менее 15—17°) рельефа с благоприятным для сколь­жения снежных масс характером поверхности; оптималь­ными в этом смысле считаются горные склоны с крутиз­ной от 30 до 40°.

Как материал снег обладает определенными механи­ческими свойствами: сцеплением, углом внутреннего трения и плотностью, связанными между собой сложной взаимозависимостью. Поэтому толщина снежного покро­ва, приводящая его в движение, зависит от свойств сне­га (таких, как плотность, сцепление, трение) и от угла наклона поверхности.

Многолетние исследования показали, что в большин­стве лавиноопасных районов нашей планеты на крутых склонах с благоприятным характером поверхности пер­вые лавины сходят не раньше чем накопится 30-санти­метровый слой свежевыпавшего снега. Он не остается неизменным и претерпевает ряд непрерывных и сложных преобразований, течение которых зависит от многих из­меняющихся в пространстве и во времени факторов ок­ружающей среды (температура и влажность воздуха и подстилающих почвогрунтов, их механический состав и водно-физические свойства, режим осадков в течение всего периода снегонакопления, продолжительность ос­вещенности заснеженного склона и количество прони­кающей в снежную толщу солнечной энергии; наконец, как уже подчеркивалось, большое значение имеют свой­ства самого снежного покрова).

Момент срыва снежных масс со склона означает пре­одоление силой тяжести сил сцепления внутри или у нижней границы снежного покрова. Специалисты вы­деляют ряд причин срыва снежных масс. Перечислим главные из них. Первая — это перегрузка горного скло­на снегом при длительных снегопадах и метелях, или, другими словами, быстрое увеличение снежной массы. Наиболее массовый сход лавин во многих районах мира вызывается именно этой причиной.

Вторая — это уменьшение прочности снега при пере­кристаллизации. Дело в том, что снег как пористая сре­да является хорошим теплоизолятором. Как правило, в условиях умеренного климата температура в приповерх­ностной части снежного покрова держится около 0°, в то время как на поверхности она может сильно колебаться. Ощутимые отрицательные температуры на по­верхности снежного покрова приводят к миграции во­дяных паров из нижних, теплых, горизонтов в верхние, более холодные. Это приводит к их разрыхлению и формированию в нижней части снежной толщи слоя, силы сцепления в котором незначительны. Лавины, возникаю­щие по этой причине, хотя сравнительно редки, но бы­вают весьма разрушительными.

Третья причина связана с резкими колебаниями тем­пературы воздуха: с ее повышением снег становится более пластичным, а с понижением, наоборот, хрупким. Поскольку на изменение внешних условий снежный пласт реагирует как единое целое, то вследствие резкого охлаждения температуры в нем возникают трещины, и разрыв снежного пласта может вызвать лавину, если давление сдвига превышает силы сцепления.

И, наконец, четвертая причина срыва снежных масс — снеготаяние. Появление воды под поверхностью снега ослабляет или разрушает связи как между кристал­лами, так и между слоями снега. При продолжительных оттепелях и дождях могут возникнуть катастрофические грунтовые лавины с захватом массы обломочного ма­териала.

Итак, в каждом конкретном случае возможность воз­никновения лавин, их размеры и частота определяются погодой и рельефом. Различные комбинации метеороло­гических условий приводят к возниковению разных ви­дов снежных лавин, которые могут срываться и во вре­мя сильных метелей, и сразу же после них, и спустя долгое время, происходят в результате условий, создав­шихся после нескольких снегопадов, и т. д. Разнообра­зие возможных видов лавин породило целый ряд систем классификации. Наиболее полно задачам прогноза и организации противолавинной защиты отвечают генети­ческая классификация лавин, разработанная В. Н. Ак­куратовым, и морфологическая классификация предложенная Г. К. Тушинским. Они постоянно совершен­ствуются и широко применяются в практике научных исследований и борьбы с лавинной опасностью в нашей стране.

Генетическая классификация включает следующие классы и типы лавин.

Класс сухих (холодных) лавин. Состоят обычно та­кие лавины из сухого снега и сходят преимущественно зимой. Для них характерно образование снего-воздушного облака, высота которого достигает сотен метров — намного выше породившего его лавинного потока; могут сходить по ровному склону н частично по воздуху, име­ют иногда скорость до 120 километров в час, нередко образовывают воздушную волну, которая, как правило, опережает лавину и распространяется значительно даль­ше границы выброса сносимого лавинами снега. Сила воздушной волны так велика, что под ее напором ру­шатся здания, опоры высоковольтных линий, вековые ели ломаются, как спички. Не случайно лавины этого класса снискали грозную репутацию «белой смерти». И в самом деле, на долю их приходится подавляющее коли­чество людских жертв.

К классу сухих относятся следующие типы лавин:

  1. Лавины из свежевыпавшего снега — возникают из-за перегрузки склонов при продолжительном снего­паде; для схода достаточно 0,3—0,5 метра свежего снега. В многоснежных районах умеренного климата этот тип лавин является основным.
  2. Лавины изметелевогоснега. Причина возникнове­ния — большая скорость роста составляющей силы тя­жести на склоне. Это наиболее характерный тип лавин для районов с умеренно холодным климатом и бурным ветровым режимом.
  3. Лавины, связанные с перекристаллизацией снега и образованием слоев глубинной изморози (силы сцепления в которых ослаблены). Обычно редкие, но мощ­ные.
  4. Лавины температурного сокращения снежного по­крова — возникают в результате резкого понижения тем­пературы воздуха.Также редкий тип лавин (См.Перов В. Ф. Стихийно-разрушительные процессы в го­рах. М., 1976, с. 10—12).

Класс мокрых (теплых) лавин. Формируются из влаж­ного и мокрого снега, сходят обычно по логам, долинам ручьев, эрозионным врезам в основном весной. Сход их, как правило, не сопровождается образованием мощной воздушной волны, тем не менее они обладают большой разрушительной силой. Хотя скорость движения этих ла­вин меньше, чем у сухих, разрушительная энергия воз­действия главным образом связана с давлением массы тяжелого, пропитанного водой снега. Могут формиро­ваться и зимой при оттепелях. Мокрые лавины имеют иную, по сравнению с сухими, форму отложений нане­сенного снега: как правило, это беспорядочное нагромож­дение весьма плотных снежных глыб и комьев различно­го размера. Они также характеризуются большим со­держанием механических включений — каменных глыб, щебня, древесных обломков и т. п.

Типы лавин этого класса:

  1. Лавины, возникающие в результате радиационных (вызванных солнечными лучами) оттепелей,— маломощ­ные лавины южных (солнечных) склонов.
  2. Лавины, связанные с оттепелями и весенним снего­таянием: обычно состоят из влажного, реже мокрого сне­га. Поверхностью скольжения служит обычно поверх­ность раздела слоев снега.
  3. Грунтовые лавины. Формируются весной из мок­рого, полностью пропитанного водой снега, вследствие продолжительных оттепелей и дождей или прибурноменеготаянии во время фенов (теплый сухой ветер). Схо­дят всегда по определенным путям; как правило, имеют названия. Переносят значительное количество обломоч­ного материала. Грохот этих лавин жители Альп назы­вают «лавинным громом». Наиболее разрушительные в классе мокрых лавин.

Безусловно, на характер лавиносбора и движения лавин влияют и формы рельефа. Исследования совет­ского, гляциолога Г. К. Тушинского позволяют выделить три наиболее типичные их категории, соответственно ко­торым формируются различные морфологические типы лавин. На ровных склонах снег соскальзывает широким фронтом, и границы лавины могут значительно меняться от года к году, не имея отчетливых очертаний. Это так называемые осовы, напоминающие поверхностные ополз­ни в грунтах. Объемы и дальность выноса осовов чаще всего невелики, но они могут быть опасны своей неупо­рядоченностью и отсутствием хорошо опознаваемых сле­дов схода лавин.

Эрозионные врезы, развивающиеся обычно на не­высоких склонах, характеризуются незначительной площадью лавиносбора и ограниченным объемом лавин. Наиболее мощные и разрушительные лавины форми­руются в условиях широкого денудационного лога (глу­бокая рытвина овражного типа), как правило, заканчи­вающегося в верхней части водосборными воронками с современными ледниками. Эти формы рельефа занима­ют обычно весь склон.

Разумеется, в природе зачастую бывает трудно чет­ко определить тот или иной тип лавин. Это объясняется их многофакторностью, непрерывностью процессов, про­текающих в снежной толще и в атмосфере, наличием различных климатических поясов в горах, постепенным переходом одних форм рельефа в другие.

Особенно проявляется разнообразие форм лавинной деятельности при сравнении горных районов. Например, в условиях сурового климата Кольского полуострова, на Хибинах около 80 процентов лавин связано с метелевым переносом снега. В горах Казахстана и Средней Азии преобладают лавины из свежевыпавшего снега, а на Центральном Кавказе 50 процентов связано со снегопа­дами, 35 процентов — с оттепелями.

Изменения в режиме и типе лавинообразования зако­номерно зависят от изменения с подъемом в горы (по высоте) температурного режима, количества атмосфер­ных осадков, характера рельефа (от более или менее плавных очертаний до резких). Так, в Заилийском Ала­тау вплоть до верхней границы лесного пояса преобла­дают лавины, связанные со снегопадами, с переходом же к ледниковому поясу увеличивается количество метелевых и инсоляционных (таяние от проникающей в снежный покров прямой солнечной радиации) лавин (См. Северский И. В. Лавины — грозная стихия гор.Алма-Ата, 1980, с. 56).

На Северном Тянь-Шане и в Джунгарском Алатау до верхней границы среднегорного пояса преобладают лавины из рыхлого снега. Ближе к ледниковой зоне, из-за резкого увеличения снегонакопления и возрастающей роли ветрового перераспределения снега снежная толща уплотняется. Поэтому здесь характерны лавины из плот­ного снега.

С высотой гор увеличивается и длительность перио­да, в течение которого возможен сход лавин. В зоне веч­ных снегов и льдов Тянь-Шаня (выше 4—5 тысяч мет­ров) лавины сходят в течение всего года. Ниже, где постоянный снежный покров относительно недолговечен, сокращается и лавиноопасный период.

Чем выше горы, больше площади лавиносборов и длина пути лавин, тем больше снега выносится лавиной.

На тип и режим лавинообразования существенно влияет и время. В разные годы, в зависимости от снеж­но-метеорологических условий возникают различные ге­нетические типы лавин. Так, по данным И. В. Северско­го, в течение зимних месяцев в Заилийском Алатау преобладают сравнительно небольшие пластовые лавины (скольжение по нижележащему снежному слою), сходя­щие в основном во время снегопадов. Максимальное ко­личество лавин при обильных осадках наблюдается в марте и апреле — в период интенсивного снеготаяния. Это типичный режим лавинообразования для большей части среднегорья Казахстана и Средней Азии. Чем вы­ше, тем на более позднее время сдвигается максимум лавинной активности. В приледниковой зоне лавинная активность обычно наблюдается в летние месяцы (май — июнь). Но сочетания снежно-метеорологических условий так непостоянны, что в разные годы максимум лавино­образования может существенно отклоняться от обыч­ного (См. Северский И. В. Лавины — грозная стихия гор, с. 60)

Получение верных сведений о лавинах во многом за­висит от определения свойств материала в том месте, где лавина возникает, что само по себе достаточно сложно. Такие свойства, как плотность снега, его сопротивление сдвигу и глубина покрова, быстро меняются во времени. Кроме того, по естественным причинам снег очень чув­ствителен к изменениям температуры. При полевых ра­ботах исследователи пытаются определить возможно большее число параметров, характеризующих свойства снега. Опасность нового возникновения лавины оцени­вают, сравнивая условия данного снегопада с условиями, приводившими к образованию и сходу лавин на том же склоне в прошлом. К примеру, снег, выпадающий на крутой склон при низкой температуре и почти полном безветрии, будет легко, как песок, ссыпаться вниз. При сильном ветре он становится более компактным, что мо­жет привести к возникновению лавины из сухого снега. При быстром накоплении снега и сравнительно высокой температуре на склоне, поверхность которого покрыта ледяной коркой, образующейся из тающего и снова за­мерзающего снега, возникает благоприятная обстановка для образования мокрой лавины. И наконец, для прог­ноза лавинной опасности в каждом конкретном лавино­опасном районе требуется определенная практика на­блюдений и учета местных метеорологических условий и характера рельефа.

Лавины — весьма активный фактор развития и пре­образования горного ландшафта, рельефа горных долин и склонов, существенно влияют на формирование и раз­мещение здесь растительности. Так, лавины сносят со склонов скальные обломки, сводят на нет значительные площади дернины, вырывают с корнем внушительных размеров деревья.

Сносимые из года в год лавинами со склонов продукты выветривания горных пород образуют своеобразные формы рельефа — лавинные конусы. Как отмечают ис­следователи, суммарная толщина лавинных отложений в некоторых конусах может превышать 20 метров. На гор­ных склонах в результате многократного лавинного сно­са твердого материала возникают характерные для ла­виноактивных районов денудационные воронки и ла­винные лотки различной площади и глубины.

Конусы выноса среднегорных поясов, возникшие в результате лавинной деятельности, содержат большое количество обломков деревьев и кустарников, кусков дернины.

Наиболее ощутимый результат воздействия лавин на деревья — это лавинные прочесы, оставляющие тягост­ное впечатление. Как правило, со стороны прочеса по линии падения лавины сучья и ветви на этих деревьях обломаны, иногда на высоту до 4—6 метров, на стволах сбиты кора и древесина.

Особенно страдают леса от катастрофических лавин. В горах Тянь-Шаня, Алтая, Джунгарского Алатау, а также Памиро-Алая весной 1966 года почти одновремен­но сошли катастрофические лавины, ущерб от которых только в бассейне реки Тургусун в Восточном Казахстане составил более миллиона рублей. Лавины в Заилий­ском Алатау уничтожили несколько гектаров хвойного леса, а одна из лавин в бассейне реки Хамир на Алтае снесла лес на площади 40 гектаров (См. Северский И. В. Лавины — грозная стихия гор, с. 112).