Экологические проблемы 21 века

Введение

Начало XXI века буквально обрушило на нас череду экологических, социальных и техногенных  катастроф, которым как кажется, уже не будет конца. Ежедневные новости  со всех уголков планеты о новых  природных катаклизмах: извержениях, землетрясениях, цунами, торнадо и лесных пожарах. Так примеру, извержение вулкана в Исландии в 2010 за несколько дней смогло парализовать воздушное сообщение всего Европейского союза, а землетрясение и цунами в Японии 2011 г. привело к гибели более 20 тыс. человек и нанесло стране миллиардные убытки.

За время  своего существования человечество ухитрилось уничтожить около 70% всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их «успешное» уничтожение. Объем допустимого воздействия на биосферу в целом превышен сейчас в несколько раз. Более того, человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или слабо поддаются переработке. Все это приводит к тому, что биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, уже не способны выполнять эту функцию.

Как утверждают специалисты, через 30–50 лет начнется необратимый процесс, который на рубеже XXI–XXII веков приведет к глобальной экологической катастрофе. Особо тревожное положение сложилось на Европейском континенте. Западная Европа свои экологические ресурсы в основном исчерпала и соответственно использует чужие.  
В европейских странах почти не осталось нетронутых биосистем. Исключение составляет территория Норвегии, Финляндии, в какой-то степени Швеции и, конечно, евразийской России.

Помимо всего этого, с резким скачком развития технологий, человечество всё чаще сотрясают  техногенные и социальные катастрофы невиданных ранее масштабов.

Основные понятия  и типы катастроф

Экологические катастрофы – это экстремальные ситуации, оставляющие после себя в окружающей среде токсические факторы, которые влияют на состояние природы, на человеческое здоровье.

В зависимости  от масштабов, экологические катастрофы делят на локальные и глобальные.

Локальные экологические  катастрофы приводят к тому, что  гибнут или получают серьезные нарушения  одна или более локальные экологические  системы.

Глобальная экологическая катастрофа – это проблематичное происшествие, которое возникает тогда, когда превышается допустимый предел каким-либо внешним или внутренним влиянием на биосферу.

Обычно экологические  катастрофы делят на антропогенные  и природные или на природные, социальные и технологические. Природные катастрофы – это обычно стихийные бедствия, происходящие в результате освобождения земной энергии природными элементами (землей, огнем, воздухом, водой). Это извержения вулканов, землетрясения, оползни, лавины, наводнения, цунами, таяние ледников, тайфуны, торнадо, пожары, которые возникают от молнии или в результате извержения вулканов. Данные природные феномены порождают жертвы, когда доходят до городов и других жилых мест. Некоторые относят к природным катастрофам и биологические. Их вызывают флора и фауна. К ним относят эпидемии, нашествия саранчи, крыс, термитов, аллергические реакции.

Технологические катастрофы обычно характеризуются пожарами, прорывами плотин, разрушениями зданий, взрывами (газопроводов, складов боеприпасов, горючего), а также катастрофами на промышленных предприятиях, буровых морских платформах, морском, железнодорожном и авиационном транспорте, загрязнение почвы, воды и атмосферы.

К антропогенным  или общественным катастрофам причисляют панику, бунты, терроризм, мятежи, вооруженные конфликты, голод.

К самой известной  причине экологических катастроф  относятся техногенные аварии. Это  аварии, которые вызваны в результате деятельности человека. Данные экстремальные  ситуации отличаются от военных конфликтов и стихийных бедствий. Это определяет особенности вовлеченных в них людей, которые психически реагируют.

Смерть людей, потеря здоровья или появление последствий  для человеческого здоровья и  его семьи – наиболее характерный  перечень последствий после экологических катастроф.

Последствия больших  аварий и их переход в экологические  катастрофы происходят из-за того, что  не всегда людей вовремя информируют  о случившемся бедствии; эвакуация, как людей, так и животных из области  аварий проводится с недостаточной оперативностью; люди обычно бывают неготовыми, чтобы противостоять последствиям выбросов, которые возникают в результате аварий. Катастрофы возникают и как последствия безалаберного отношения людей к окружающей природе.

В настоящее  время считают рациональным понятие «природная катастрофа» причислять к природным экстремальным ситуациям. Независимо от того, по какой причине она возникла, так как роль техногенных (антропогенных) воздействий постоянно увеличивается и тесно связана с природными по конфигурациям проявлениями их последствий (опустынивание, наводнения, которые связаны с разрушением плотин, пожары и т.д.). Рассмотрим некоторые из видов катастроф.

Природные катастрофы

Природные катастрофы играли и играют огромную роль в  развитии органического мира нашей планеты. Неистовство быстротекущих природных катастроф наносит огромный вред человеческой цивилизации, разрушает эко- и антропоэкосистемы различных рангов. Но, как ни парадоксально, катастрофы прошлых геологических эпох привели к возникновению жизни на Земле и влияли на общий ход ее эволюции. Гибель одних экосистем являлась причиной появления и развития других. Созидательная роль геологических катастроф очевидна.

Предпосылкой  для защиты от природных катастроф  является познание причин и механизма их возникновения. Зная сущность катастрофического явления, можно найти подходы к его прогнозу и проведению защитных мер, значительно уменьшая последствия. Особенно важна эта проблема для государств альпийского складчатого пояса, где в настоящее время интенсивно проявляются тектонические движения, вызывая землетрясения и активный вулканизм.

Ураган (франц. ouragan, от исп. huracan; слово заимствовано из языка карибских индейцев), ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого свыше 30 м/сек (по Бофорта шкале 12 баллов).

Самым разрушительным ураганом в истории США в 21 века стал ураган «Катрина» (англ. Hurricane Katrina). Произошёл он в конце августа 2005 года. Наиболее тяжёлый ущерб был причинён Новому Орлеану в Луизиане, где под водой оказалось около 80% площади города. В результате стихийного бедствия погибли 1836 жителей, экономический ущерб составил $125 млрд.

Ураган начал  формироваться 23 августа в районе Багамских островов. До того, как  ураган достиг побережья США, ему был присвоен 5-й уровень опасности по Шкале ураганов Саффира-Симпсона. Примерно за 12 часов до встречи с побережьем ураган ослабел до уровня 4-й категории. Скорость ветра во время урагана достигала 280 км/ч (по другим сообщениям, 62 м/с (≈223 км/ч)). 27 августа 2005 прошёл над побережьем Флориды недалеко от Майами и повернул в сторону Мексиканского залива.

При продвижении  урагана к Мексиканскому заливу началась эвакуация персонала с  нефтяных платформ. С военных баз  в Миссисипи и Флориде были эвакуированы самолёты, два корабля покинули порт. Президент США Джордж Буш объявил штаты Луизиана, Миссисипи, Алабама и Флорида зоной стихийного бедствия.

В воскресенье 28 августа 2005 года мэр Нового Орлеана  объявил обязательную эвакуацию. Массовая эвакуация людей вызвала большие пробки на автострадах. Город и его окрестности покинули более миллиона человек, около 80% местного населения. Перед магазинами и автозаправочными станциями выстроились длинные очереди. Беженцы пытались запастись водой, продуктами и бензином.

Однако не все  жители были в состоянии эвакуироваться. Десятки тысяч горожан жили за чертой бедности и не имели денежных средств на дорогу, гостиницы. Общественный транспорт прекратил работу, и  покинуть город без собственного автомобиля было крайне затруднительно. В Новом Орлеане осталось около 150 тыс. человек, преимущественно жителей бедных районов и чернокожих. 28 августа городские власти предложили оставшимся в городе в качестве пристанища крытый стадион «Супердоум». Убежища в «Супердоуме» искали около 30 тысяч человек.

В понедельник, 29 августа 2005 года ураган «Катрина»  достиг юго-восточного побережья США  в районе штатов Луизиана и Миссисипи. В зону его действия попали штат Луизиана, юг и центр Миссисипи, юг Алабамы, запад Джорджии, запад и  юг Флориды.

Торнадо (исп. tornado «смерч»), смерч – атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных и также отличных по природе явлений, например смерче-вихрей и пыльных (песчаных) вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300–400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20–30 м, а при прохождении воронки над сушей может достигать 1,5–3 км. Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, взрываются изнутри из-за разности давлений. Это явление усиливает разрушения от смерча, затрудняет определение параметров в нем. Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нем может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Это движение может давать скорости в десятки км/ч, обычно 20–60 км/ч. Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, подобной той, которую взорвали в США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945.

Иногда вихрь, образовавшийся на море, называют смерчем, а на суше – торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы. Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917 года за 7 часов 20 минут прошёл по территории США 500 км, убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составляла 0,4–1 км, внутри неё была видна бичеподобная воронка. Другим знаменитым случаем торнадо является смерч Трех Штатов (Tristate tornado), который 18 марта 1925 года прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана, проделав путь в 350 км за 3,5 часа. Диаметр его расплывчатой воронки колебался от 800 м до 1,6 км.

В Северном полушарии  вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Это может быть связано с направлениями  взаимных перемещений масс воздуха  по сторонам от атмосферного фронта, на котором формируется смерч. Известны и случаи обратного вращения. На соседних со смерчем участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается.

В месте контакта основания смерчевой воронки  с поверхностью земли или воды может возникать каскад – облако или столб пыли, обломков и поднятых с земли предметов или водяных брызг. При формировании смерча наблюдатель видит, как навстречу опускающейся с неба воронке с земли поднимается каскад, который затем охватывает нижнюю часть воронки. Термин происходит от того, что обломки, поднявшись до некоторой незначительной высоты, не могут уже удерживаться потоком воздуха и падают на землю. Воронку, не касаясь с землёй, может окутывать футляр. Сливаясь, каскад, футляр и материнское облако создают иллюзию более широкой, чем есть на самом деле, смерчевой воронки.

Причины образования  смерчей полностью не изучены  до сих пор. Можно указать лишь некоторые общие сведения, наиболее характерные для типичных смерчей.

Смерчи в  своём развитии проходят три основных стадии. На начальной стадии из грозового облака появляется начальная воронка, висящая над землёй. Холодные слои воздуха, находящиеся непосредственно под облаком устремляются вниз на смену тёплым, которые, в свою очередь поднимаются вверх. Потенциальная энергия этой системы переходит в кинетическую энергию вращательного движения воздуха. Скорость этого движения возрастает, и он приобретает свой классический вид.

Вращательная  скорость растёт с течением времени, при этом в центре торнадо воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Так протекает вторая стадия существования смерча – стадия сформировавшегося вихря максимальной мощности. Смерч полностью оформляется и движется в различных направлениях.

Завершающая стадия – разрушение вихря. Мощность торнадо ослабевает, воронка сужается и отрывается от поверхности земли, постепенно обратно поднимаясь в материнское облако.

Извержение  вулкана – процесс выброса вулканом на земную поверхность раскалённых обломков, пепла, излияние магмы, которая, излившись на поверхность, становится лавой. Извержение вулкана может иметь временной период от нескольких часов до многих лет.

Типы вулканических  извержений, как правило, называются в честь известных вулканов, на которых наблюдается характерное  поведение. Извержения некоторых вулканов могут иметь только один тип в течение определённого периода активности, в то время как другие могут демонстрировать целую последовательность типов извержений. Существуют различные классификации, среди которых выделяются общие для всех типы.