| Субота, 21 липня 2007 р. |
| Школа альпінізму - лавини |
Лавинами називають що прийшли в рух і впали з гір снігові маси. Твердий стік вологи зі схилів неминучий, тому в більшості гірських районів з стійким сніговим покривом неминучі і лавини.
Снігові лавини - одна з могутніх сил природи. Вони переносять не тільки сніг, а й шматки скель, грунт, уламки дерев. Переважна кількість лавин сходить у незаселених і рідко відвідуються людиною місцях. Але сучасне активне проникнення людини в гори у спортивних та інших цілях, особливо взимку, робить зустрічі з лавинами досить частими, іноді з трагічним результатом.
Лавина - результат дії сили тяжіння. Якщо виділити певної форми елемент (припустимо, куб) сніжній товщі, що лежить на схилі, то, розглядаючи його рівновагу за законами механіки, можна встановити наступне: складова сили тяжіння, спрямована паралельно схилу, прагне зрушити куб вниз. Ця сила тим більше, чим більше маса снігу і його щільність.
Але існують сили, які протидіють цієї складової; механічне зчеплення з нижчого рівня шаром снігу або поверхнею грунту, природна сила тертя, що залежить від тяжкості, що підпирають сила снігу, що лежить нижче по схилу, і утримує сила зчеплення з вищерозміщених снігом. Останні сили називають контурними. Пам'ятаючи надзвичайна розмаїтість механічних властивостей снігу та їх малу стабільність, можна уявити собі і різноманіття умов, що породжують лавини, і особливості таких "спускових механізмів", які дозволяють силі тяжіння подолати утримують сили. Поки залишається невідомим, який з описаних механізмів реалізується частіше і які умови необхідні, щоб почався рух лавини.
Однак часто досить зовсім невеликого навантаження, який може виявитися тягар людського тіла, щоб змінити стійкий стан снігового покриву схилу. Власне, досвід, знання особливостей гір і передбачливість альпініста можуть допомогти заздалегідь визначити лавинонебезпечності тієї чи іншої ділянки рельєфу, вибрати більш безпечний шлях. Для людини небезпечна навіть зовсім невелика лавина. Відомий випадок, коли зійшов шар товщиною 20 см, розміром 3х3 м вбив людину. Зовсім маленький обвал (всього 5 м ^ 3 снігу з густиною 0,2 т / м 3), який мчить зі швидкістю 10 м / сек, буде еквівалентним тому, як якщо б на вас наїхала машина зі швидкістю 30 км / год.
До того ж слід взяти до уваги, що, наприклад,
пилоподібні лавини мчать по схилах зі швидкістю, що досягає 450-500 км / год.
швидкість грунтових лавин з мокрого снігу - 60-120 км / год,
лавин з сухого снігу - 160-200 км / год.
Вага 1 м ^ 3 снігу в залежності від його щільності дорівнює:
сухого пухнастого - 30-60 кг,
мокрого щойно випав - 60-150,
осів щойно випав - 200-300,
снігу Метельова переносу - 200 - 300,
осів сухого старого снігу - 200-500,
сухого фірну - 500-600,
мокрого снігу старого - 600-800,
мокрого фірну - 400-800,
глетчерного льоду - 800-960 кг.
Наведені цифри дають уявлення про величину сил, що діють на людину, що потрапив навіть у маленьку лавину в кілька кубічних метрів. Досить згадати, що зсув розміром 25-30 м при товщині 20 см дорівнює в обсязі 100 м ^ 3 і важить 20-30 т!
Сила тяжіння цілком може характеризуватися товщиною снігового покриву; при рівновазі зрушуються і утримують пласт сил ця товщина називається критичною.
Вона, безумовно. буде залежати як від властивостей випав і метаморфізованних снігу, так і від крутості схилу. Лавини можуть сходити зі схилів крутизною понад 25 °, а в особливих випадках - і 15-20 °. Зі схилів крутіше 60 ° сніг обсипається не затримуючись.
Необхідно також пам'ятати, що товщина сніжного покриву залежить не тільки від інтенсивності і тривалості снігопаду, а й від Метельова переносу. Загальна лавинна небезпека виникає в результаті сильних снігопадів, що змінюються теплою погодою. Після випадання снігу 30-40 см і більше при подальшій гарній погоді до ущільнення снігу виходити в високогірну зону не слід.
Орієнтація схилів також має значення. Майже 90% сходу лавин приурочені до тіньових схилах у секторі північний захід схід-південний схід. Певне поєднання цих процесів і напружень в кінці кінців може призвести сніг у нестійкий стан і до виникнення лавин. Сніг зриває зі схилу тільки одна сила - сила тяжіння, коли її складова, паралельна схилу, перевищує суму сил, що утримують сніг на схилі. Досягши якогось критичної межі, повільне протікання процесів, повільний плин снігу стрибкоподібно переходить у бурхливе лавинний потік.
На деякій відстані від гребеня схилу в сніговому покриві утворюється лінія відриву.
За нею починався зона безладного сходу нижележащего снігу, тягне за собою все нові снігові маси по шляху проходження, що називається зоною транзиту.
Маса спадають грудок снігу з повітряними проміжками між ними називається лавинних тілом.
Біля виходу в долину схил стає положе, і швидкість лавини зменшується. Гори снігу нагромаджуються у вигляді лавинного конуса або виносу.
Початок і кінець руху є типовими майже для всіх лавин, але самі лавинні потоки істотно відрізняються один від одного в залежності від крутизни, довжини і форми схилу, стану снігу, інших обставин.
Звичайно, на умови рівноваги істотно впливають і форма поздовжнього профілю схилу, і розташовані на ньому природні перешкоди. Прогнозування сходження лавин після свіжого снігопаду по критичної товщині ускладнюється ще й тим, що сили зчеплення, внутрішнє тертя і контурні сили, які змінюють свою величину протягом снігопаду, можуть бути оцінені дуже приблизно. Проте в сучасному лавіноведеніі розроблений ряд методик, що дозволяють із залученням статистичних даних і урахуванням метеорологічних факторів досить точно прогнозувати лавину небезпеку при рясних снігопадах для конкретних ділянок місцевості в гірських районах. Зокрема, відомий метод критичних ситуацій, що встановлює граничні показники. Нижній поріг - це крайній значення, нижче якого лавини ніколи не виникають, а верхній поріг - за яким лавини виникають завжди.
Але буває, що зривається лавина і без наростання сніжного покриву, як би несподівано. Причиною виявляються ті перетворення в товщі снігу, які зменшують сили, що утримують його на схилі.
Снігова товща безперервно піддається інтенсивної метаморфізаціі внаслідок різноманітних тепло-і вологообміном процесів. Випаровування та сублімація в поєднанні з механічним ущільненням (осіданням) радикально перетворюють структуру товщі снігу, змінюючи його міцність і інші фізико-механічні показники. У результаті свежевыпавший сніг починає змінюватися відразу ж після відкладення на поверхні схилу.
За деяких умов, наприклад, виникають шари глибинної паморозі, що характеризуються порожніми, кутастими кристалами розміром до 8-10 мм у поперечнику. У такому шарі сили, що утримують сніг на схилі, зменшуються і при критичної величини можуть стати причиною "несподіваного" сходження лавини.
Можуть виникнути й іншого характеру прошарку, що призводять до тих же результатів, особливо при чергуванні снігопадів з "безосадочнимі" періодами. Поки прогнозування лавин, пов'язаних з метаморфізаціей сухого сніжного покриву, досить проблематично.
Крім описаних вище метаморфічних процесів в сніговому покриві внаслідок зимових відлиги, прогрівання снігу на сонячних схилах, весняного потепління можливо чергуються танення і замерзання. У результаті проникає в товщу вода змінює механічні властивості снігу.
Щільний важкий сніг, що народжуються від взаємодії з водою, служить джерелом мокрих або вологих лавин. Вони різноманітні і досить небезпечні. Причиною появи води в товщі снігу може бути і тепле повітря над сніговим покривом, що викликає так зване адвектівное танення, і сонячне випромінювання, заставляюше сніг підтавати на освітлюваних схилах навіть при негативній температурі повітря (останнє називають радіаційним таненням), зрештою, і звичайний дощ, що приносить в сніг не тільки вологу, але й тепло.
Метаморфізм танення-замерзання перетворює все відомих структурні елементи сніжній товщі -
сніжинки,
зерна,
кристали глибинної паморозі
- Грубозернисту в однорідну масу. Динаміка цих процесів дуже химерна і залежить від багатьох як зовнішніх, так і внутрішніх факторів.
Виникають водонепроникні прошарку - кірки і горизонти ущільненого снігу, що ускладнюють шляху руху вологи в сніжній товщі, які впливають як на сили, які утримують сніг на схилі, і на сили, які прагнуть його зрушити. Мокрі важкі лавини бувають рідше, ніж що виникають під час снігопадів і хуртовин, але сумарний обсяг цих лавин може бути більше обсягу всіх інших, так як мокрі лавини зазвичай зривають весь сніг до грунту, несучи з собою багато каменів і іншого матеріалу, захопленого по дорозі, що робить їх особливо небезпечними. І хоча прогноз мокрих лавин дуже утруднений, тим не менш сильний дощ, глибока відлига серед зими, бурхливе танення навесні - незаперечні передвісники мокрих лавин.
Викладені вище міркування дозволили відомому радянському лавіноведу Г. К. Тушинському запропонувати класифікацію лавин станом утворює їх снігу.
Сухі (пилоподібні) лавини виникають із щойно випав або перевеянного хуртовиною снігу, а також від ущільнених вітром снігових дощок і скупчень сухого фірну. Утворюються вони як під час снігопаду, так і після нього в результаті накопичення мас снігу, слабо зчепленого зі схилом. Безпосередньою причиною сходження лавини можуть служити також зовнішні дії: падіння карниза, каменю, підрізання схилу альпіністом або лижником, раптова зміна вітру, грозовий розряд.
Лавина з сухого снігу супроводжується хмара найтоншої сніжного пилу, іноді досягає величезних розмірів. Тягнучи за собою повітря, особливо при падінні з стрімких ділянок, вона викликає потужну ударну хвилю, руйнівна сила якої не менш страшна, ніж сама лавина. Людина, що потрапив в суху лавину, навіть якщо йому вдасться уникнути зриву, може задихнутися у сніговій пилу.
Вологі лавини із свіжого снігу, що падає при позитивних температурах, кулькоподібних і майже не порошать. Такі лавини в більшості випадків сходять з-за перевантаження схилу масою снігу або механічного впливу каменів, що рухаються людей і т. п. Якщо фірново-сніговий схил просочується водою, то виникає щільна волога фірновая лавина. Такі лавини особливо части навесні, коли яка проникає в товщу фірну волога служить як би мастилом між щільними шарами фірну.
Найбільш потужні весняні лавини, що очищають схили до самого грунту, носять назву грунтових. Лавина з вологого і мокрого снігу особливо небезпечна своєю вагою (щільність до 800 кг / м 3) і здатністю швидко мерзнути. Що потрапив в неї людина практично позбавлений можливості самостійно вибратися.
Рідко хто бачив момент виникнення лавини. Його представляють здебільшого по слідах, залишених на сніговому схилі. Таким чином встановлено, що лавини виникають або "з точки", коли порушується стійкість дуже малого обсягу снігу, або "від лінії", тобто в результаті відриву значного за площею та обсягом шару снігу.
Перший випадок характерний для лавин з рихлого снігу, другий - зі сніжних дощок.
Лавина зі сніжної дошки або лавина від лінії починається внаслідок порушення стійкості значного за площею та обсягом шару снігу. Вона починається з утворення тріщини і подальшого розтріскування сніжного покриву. Тріщини поширюються з великою швидкістю, часто з тріском. Щоб снігова дошка зійшла у вигляді лавини, вся вона повинна бути опоясана тріщиною. Верхня частина такої тріщини називається лінією або ступенем відриву. Ліворуч і праворуч утворюються бічні або флангові тріщини (рівні). У нижній частині тріщина утворює Підгірну ступінь. Розтріскування сніжної дошки - лише видимий результат інших механізмів, що діють в момент втрати сніговою дошкою стійкості. Снігова дошка, що лежить на схилі, завжди напружена. Залежно від форми підстилаючої сніг поверхні, її мікрорельєфу, товщини снігового покриву, контуру і товщини підстильного ослабленого горизонту в дошці виникають зони стиснення і розтягування.
Може бути, принаймні три варіанти механізму порушення стійкості.
При першому - снігова дошка спочатку зсувається по площині ослабленого шару, а вже потім утвориться лінія відриву, Підгірна і бічні тріщини.
При другому - спочатку утворюється тріщина на лінії відриву і лише потім - зрушення дошки по ослабленому шару.
При третьому - снігова дошка просідає на ослабленому гори парасолі, зминаючи і руйнуючи цей шар. В цей же час утворюються оперізуючі її тріщини, а потім починається рух.
Лавинної тіло може ковзати, летіти, котитися і навіть стрибати, змінюючи характер свого руху від місця відриву до моменту зупинки, в залежності від типу спочатку залученого і приєднався по дорозі снігу, швидкості лавинного тіла і геометрії підстилаючої поверхні.
Швидкості лавин коливаються в надзвичайно широкому діапазоні - від 1 до 100 м / сек (рух снігу із швидкістю менше 1 м / сек розглядається як сповзання).
У міру розгону сніг деформується, кришиться, звертається до пил.
Лавина, що складається з мокрого снігу, на деяких ділянках руху формується як однорідне по увазі тіло, що рухається як єдина маса, а при зміні швидкості може збиватися в округлі брили, і грудки.
Під час руху по рівному схилу лавинної тіло набуває форму опуклого серповидного валу;
рухаючись ж по добре вирізаний у рельєфі руслу, набуває грушовидну форму з явно вираженою головною частиною. Пилоподібний лавина сприймається спостерігачем як хмара, швидко летить уздовж поверхні схилу.
У вузьких каньйоноподібні ділянках русла глибина (товщина) головної частини лавини може досягати десятків метрів. На крутих поворотах русла частина рухається маси "заплесківается" на берег, а з зустрічаються на шляху обривів лавина падає, як водоспад. У процесі руху змінюється структура лавинного тіла - від сипучого рихлого снігу і уламків снігових дощок до зв'язковий текучої консистенції або, навпаки, до пилової хмари. У зоні відкладення, на пологої частині схилу, що зійшов сніг залишається у вигляді лавинних конусів різних розмірів і конфігурацій.
Що стосується що рухається попереду фронту лавини повітряної хвилі, то за сучасними поглядами це явище пов'язується з наявністю маси сухого щойно випав снігу, що рухається по повітрю попереду ковзного снігу. Ця маса має високу швидкість, порівнянної зі швидкістю турбулізованного атмосферного потоку, і може викликати руйнування в радіусі більш 100м від конуса виносу зійшов снігу за рахунок ударної повітряної хвилі.
Орієнтуючись на характер снігу, схилів і умови погоди, можна скласти уявлення про конкретні ознаки лавинної небезпеки.
Г. К. Тушинский рекомендує враховувати наступні клімато-метеорологічні фактори:
- Висоту сніжного покриву в зіставленні з крутизною схилу (15-градусний схил вже може бути лавіноопасен);
- Стан підстилаючої поверхні при знову випав сніг (можливість виникнення шарів і площин ковзання);
- Новий високий сніг, здатний викликати негайний схід лавини (товщина шару більше 30 см може розглядатися як критична, особливо якщо снігопад супроводжується вітром);
- Тип нового снігу (кристали у вигляді тонких крижаних голок формують легкорухливий "дикий" сніг, променисті сніжинки - матеріал для лавин з рихлого снігу);
- Щільність нового снігу в порівнянні з середньою щільністю, характерної для даного району (велика різниця в ту чи іншу сторону-сигнал лавинної нестійкості);
- Інтенсивність снігопаду, що виключає можливість осідання та стабілізації (при інтенсивності снігопаду понад 2 см на годину слід очікувати падіння лавин);
- Характер осідання снігу як фактор стійкості снігового покриву (якщо верхній горизонт сніг затвердів, а нижній осел, можна очікувати лавин);
- Вітер і інтенсивність Метельова переносу (сам факт завірюхи слід розглядати як ознаку наростання лавинної небезпеки);
- Температуру і її різнобічний вплив: при температурі, близької до нуля, і свіжому високому сніговому покриві лавини сходять або відразу, або за 2-3 доби сніг осідає і лавини не сходять;
- Під час сильних відлиги або після дощу зазвичай сходять мокрі лавини;
- Низькі температури повітря вихолажівают поверхню, і метаморфіческіепроцесси усередині снігової товщі призводять до появи горизонтів розпушення, що викликають сходження лавин уповільненої дії.
Про лавинонебезпечності конкретного району можуть свідчити багато геоморфологічні та геоботанічні ознаки. Морфологія лавіносборов, лавіносбросов і лотків впливає на розміри лавин і частоту їх падіння.
Лавини, що зародилися в невеликих, але крутих борознах і воронках, незначні за обсягом, але падають майже після кожного снігопаду і сприймаються як традиційні. |
| posted by Mnemonik @ 11:15 |
|
|
|
