Классификация лавин и лавинная безопасность экстремала
Снежный покров имеет внутреннее сцепление и сцепление с подстилающей поверхностью. Силы сцепления удерживают его на склоне, а та часть силы тяжести снежного покрова, которая направлена параллельно склону, стремится сдвинуть его вниз. Под ее воздействием снежный покров сползает по склону. Когда эта сила становится больше сил сцепления, происходит обрушение покрова. Непосредственной причиной обрушения могут стать уменьшение одной или обеих сил сцепления, увеличение толщины, а тем самым, и веса снежного покрова, или комбинации этих событий, вызываемых различными метеорологическими причинами. Критическая высота снежного покрова h , при которой происходит его обрушение, зависит от внутреннего сцепления снега С , объемной массы снега , коэффициента внутреннего трения в снеге tg и угла наклона склона следующим образом:
При наклоне α = 34–45° критическая высота сухого снежного покрова, имеющего некоторое внутреннее сцепление и сцепление с подстилающей поверхностью, измеряется немногими дециметрами. Она возрастает до бесконечности при углах наклона около 20° (рис. 2.11). Если же силы сцепления уменьшаются, (что бывает при намокании снега), снежный покров не может удержаться и на более пологих склонах. Поскольку топографические условия накопления снежного покрова различны, а его высота и физико-механические характеристики изменчивы во времени, смещения снега по уклону также разнообразны.
На рис. 2.12 приведены основные виды смещений, подразделенные в зависимости от угла наклона подстилающей поверхности и от содержания воды в водно-снежной массе. Выделяются четыре вида быстрых смещений (обрушений): лавины, водоснежные потоки лавиноподобные, водоснежные потоки селеподобные (сели снеготаяния), паводки снеготаяния; два последних вида относятся по существу к категории водных потоков. При некотором сочетании факторов даже толстый снежный покров не теряет устойчивости, но сползает целиком и настолько быстро, что его давление может быть разрушительным для разных сооружений.
Рис. 2.11. Отношение критической высоты сухого снежного покрова h i
на склонах с разными углами наклона к его критической высоте на склоне
с углом наклона (α) 40 %
Примечание :h 40 при значениях tg= 0,36 (кривая 2) и tg= 0,30 (кривая 1)
Рис. 2.12. Виды смещений снега в зависимости от угла наклона α° и
1 – снежные лавины;2 – лавиноподобные водоснежные потоки;3 – селеподобные
водоснежные потоки; 4 – паводки, снеготаяние;5 – значительное сползание снежного покрова;
6 – устойчивый снежный покров;7 – тонкий снежный покров
Различные причины нарушения устойчивости снежного покрова на склоне обобщаются в форме генетических классификаций лавин (табл. 2.33 и 2.34). Снежный покров, образующийся непосредственно во время снегопадов и (или) метелей, имеет минимальную плотность (0,03–0,20 г/см 3) и сцепление С. Если прирост высоты снежного покрова идет достаточно быстро (более 10 мм слоя воды в сутки), ее величина может превысить критическую еще до окончания снегопада (метели). В этом случае и образуются сингенетические, т. е. одновременные с выпадением снега, лавины (по классу и типу 1,1–1,3). Если же этого не произошло, новообразованный снежный покров претерпевает метаморфизм.
На первой стадии метаморфизм заключается в оседании снега под воздействием силы тяжести (на 0,1–0,2 начальной толщины), сублимационном округлении и смерзании зерен, образующих в итоге довольно прочную пространственную решетку. При этом снег уплотняется (0,3–0,4 г/см 3), его внутреннее сцепление возрастает в несколько раз. Тогда для нарушения устойчивости снежного покрова на склоне требуются какие-то факторы, сильно уменьшающие его прочность и возбуждающие эпигенетические, т. е. образующиеся после выпадения снега.
У подавляющего большинства современных горнолыжников, слово лавина вызывает не больше эмоций, чем убийство премьер-министра Уругвая, к примеру. Как событие, безусловно, трагичное, но очень далекое, и никаким образом не затрагивающее людей, катающихся по выходным на подготовленных склонах неподалеку от городской черты. Сейчас горнолыжниками принято называть и их, хотя такой вид активного отдыха к самим горам имеет очень слабое, скорее морфологическое и историческое, отношение.
Но за пределами снежных аттракционов массового пользования, на которых ничего опаснее сотрясения мозга или травмы колена с человеком случиться не может, все иначе. Горы, настоящие снежные горы, какими были, такими и остались со времен их творения - грозными, опасными, коварными, но в то же время притягательными, прекрасными и манящими. И там, в горах, снежные лавины являются такой же реальностью, как общественный транспорт в городах.
Так что эта статья предназначена для тех, кто, освоив горные лыжи или сноуборд на подготовленных склонах, стремится к большим высотам, а соответственно и к большему риску. Насколько велик этот риск? Насколько он оправдан? Всегда ли лавина несет только смерть, или от нее можно спастись, соблюдая ряд правил?
Где бывают снежные лавины?
В общем случае справедливым будет утверждение, что снежные массы, способные превратиться в лавину, могут формироваться на любых горных уклонах от 15-ти до 45-ти градусов. На склонах с меньшей крутизной, даже в случае схода, лавина не способна набрать достаточную для разрушения мощь, а на бóльших уклонах, снег просто не в состоянии удержаться. Однако, при возникновении особых погодных условий, например при налипании снега, лавины образуются и на 50-ти градусных склонах. Такие явления особенно опасны, так как обладают совершенно катастрофической разрушительной силой.
Но одного только
горного склона недостаточно для формирования лавин, необходим
еще целый ряд условий, чтобы огромные массы снега не только
набрались в определенном месте, но и рухнули вниз, а потом набрали
скорость и кинетическую энергию под воздействием земной гравитации.
Первым важным условием, кроме наличия самого склона и его крутизны, является длина разбега лавины, то есть участка склона, на котором снежная волна способна не только разогнаться, но и увлечь за собой новые массы снега. Таким образом, известная формула кинетической энергии, в виде произведения массы на квадрат скорости, деленная пополам, получает подпитку по возрастанию обеих переменных - растет скорость, за счет длинного крутого уклона, и растет масса лавины, за счет увлечения ей десятков и сотен тонн нового снега, налипающего на первичную волну с каждой секундой. Это и придает лавине ее колоссальную разрушительную мощь.
Другим важным условиям для схода лавины, является формирование достаточного, и подходящего по структуре снежного покрова. Его формирование происходит, зачастую, во время обильных продолжительных снегопадов. Так известно, что при росте снежного покрова на два сантиметра в час, уже через десять часов может возникнуть лавинная опасность .
В горах погода важна, как нигде, и, как нигде, она несет с собой целый ряд опасностей, погубивших десятки тысяч людей. Это и неожиданные перепады температуры, и штормовые ветры, сопровождаемые буранами, и яркое солнце, обжигающее ультрафиолетом и выжигающее сетчатки глаза. Но в свете лавинной опасности, горнолыжникам и сноубордистам в горах следует обратить особое внимание на два важных погодных момента. Это обильный продолжительный снегопад, особенно при сильном ветре.
Ветер дробит снежинки, создавая пласт из мелкого, очень плотного снега, значительно отличающийся по структуре от нижележащих слоев, что сильно облегчает процесс отделения такого пласта и его сход вниз по склону. Если же снегопад с ветром начинается после небольшой оттепели, то мелкий снег ложиться на корку твердого ледяного наста, и в этом случае лавина становится фактически неизбежной - достаточно порыва ветра, чтобы произошел ее сход.
Поэтому, при возникновении описанных погодных условий, чтобы спастись от лавины, следует воздержаться от катания в местах лавинной опасности, то есть, на склонах с указанной крутизной и под ними. Фактически, это единственный вменяемый способ действительно спастись от лавины , тогда как все другие , предоставляют лишь определенные шансы для выживания. При этом следует понимать, что большинство подготовленных горнолыжных трасс не только расположены в местах, исключающих сход лавин, но еще, кроме этого, специалисты постоянно ведут контроль состояния снежного покрова и, в случае лавинной опасности, закрывают все склоны или часть их. И, катаясь на горнолыжном курорте в Альпах, к примеру, вы можете быть в огромной степени застрахованы от случайностей.
Но в отсутствии подготовленных трасс, или на российских трассах Кавказа, где местное население интересует только доход от них, но никак не обеспечение безопасности, а так же на полудиких склонах в Хибинах, вам следует самостоятельно заботиться о собственной безопасности.
Хибины, Кировск, ввиду особого типа рельефа, вообще относятся к крайне лавиноопасным местам, а потому катание там по склонам с уклоном выше 15 градусов и под ними, является разновидностью "русской рулетки", когда только от случайности зависит, вернетесь вы домой или нет.
Какие бывают лавины?
Долгое время считалось, что лавина образуется
из снежного кома, который катится по склону и увеличивается
за счет налипания на него нового снега. Сейчас известно, что
это не так, однако, и в век нанотехнологий точная физика образования
и поведения снежных лавин изучена недостаточно ввиду необходимости
учета целого ряда факторов, во многом зависящих один от другого.
В настоящий момент гидрометеослужба и специальные службы по
изучению лавин и предупреждению лавинной опасности опираются
в основном на статистические данные, собранные за все время
наблюдения схода лавин. То есть, классификация строится на основе
анализа уже произошедших событий и может не учитывать какие-то
уникальные для определенного места и времени условия. Но такой
статистический принцип вполне достаточен для предупреждения
схода лавин, для объявления лавинной опасности и для создания
схем спасения людей после схода лавин.
В принципе снежная лавина - это всегда снежная лавина . В общем виде, без учета физических тонкостей, это отделение какой-то части снежного покрова на той или иной протяженности под действием различных механических воздействий, а затем сползание этой снежной массы вниз, под действием гравитации. При этом первичный фронт лавины становится пусковым механизмом для сползания все новых участков снежного покрова как перед волной, так и после ее прохода, а сам вал, за счет механического сцепления снежных частиц, так же набирает дополнительную массу.
Под эти критерии попадают все известные человечеству виды лавин, а их классификация разделяет лавины либо по характеру пути их прохождения, как, к примеру "прыгающие лавины", либо по характеру возникновения, как "пластовые лавины".
Как правило, лавинная опасность возникает при образовании снежного покрова толщиной от 50-ти до 70-ти сантиметров на склонах с крутизной 25-50 градусов. Но известны сходы лавин с уклонов 15-20 градусов при толщине снежного покрова всего 40 сантиметров, а единичные случаи зарегистрированы на уклонах и в 10 градусов. Это говорит о малой изученности самого процесса образования лавин, а так же о непредсказуемости снежной стихии.
Как правило, скорость лавин колеблется от 115 до 180 км/ч, но зарегистрированы лавины, скорость которых достигала и 500 км/ч, что превышает посадочную и взлетную скорость современного реактивного истребителя.
Не смотря на то, что чаще всего лавины не только своевременно предсказываются, но предупреждаются путем артиллеристского обстрела или подрыва лавиноопасных участков, а Альпах множество населенных пунктов продолжают страдать от лавин. И даже в таком, казалось бы, "детском" месте, как долина Азау, под Эльбрусом, где уж никак вроде бы не может быть ничего подобного, не так давно сошла лавина. И хотя обошлось без жертв, лавина причинила материальный ущерб.
А вот соседний с Эльбрусом Чегет, наоборот, славится лавинной опасностью, из-за чего под его склонами стационарно установлены орудия, из которых обстреливается склон, когда опасность схода снега превышает норму.
Прыгающие лавины считаются самыми разрушительными. Они возникают, когда лавина, во время движения, спрыгивает с обрыва и какое-то время движется по воздуху, катастрофически быстро набирая скорость. Удар такой лавины о землю сравним по энергии со взрывом тактического ядерного фугаса и оставляет в грунте колоссальные ударные ямы, превращающиеся иногда в озера.
Сухие лавины образуются зимой, когда в горах царят сильные морозы. Огромные массы сухого снега низкой плотности без труда разгоняются до 200 км/ч и образуют перед собой настоящую ударную волну спрессованного воздуха с давлением порядка 800 килограммов, на квадратный метр. Даже не достигнув строений, такие лавины способны ударной волной вышибать стекла вместе с фрагментами оконных рам, обрушивать слои штукатурки и создавать трещины в кирпичной кладке.
Мокрые лавины , возникают в период оттепелей, когда между слоями снега с разной плотностью образуются водяные прослойки. Эти лавины редко набирают скорость свыше 50 км/ч, но зато после остановки почти моментально затвердевают в лед, что делает совершенно невозможным самостоятельное откапывание и сильно затрудняет работу профессиональных спасателей.
Снежно-ледовые лавины -- наименее изученное и самое непредсказуемое явление. Они возникают в любое время суток и в любое время года, тогда как для других лавин утренние часы считаются относительно безопасными. Старт таких лавин начинается с откола ледника, и зачастую сопровождается громовыми раскатами. Далее ледник раскалывается и, прыгая с одной скальной "полки" на другую, быстро набирает колоссальную скорость и становится причиной схода других, уже снежных лавин. Снежно-ледовые лавины перемалывают все на своем пути, увлекают камни и ледовые глыбы диаметром больше метра. Выжить, попав под снежно-ледовую лавину или под сход ледника, практически невозможно. Подобный сход стал причиной гибели съемочной группы Сергей Бодрова.
Владея перечисленной выше информацией человек, выезжающий в горы, сможет понимать, в каких условиях сход лавины более вероятен, в каких менее, то есть, отчасти, самостоятельно способен спрогнозировать степень собственной безопасности. Кроме того, совершенно не следует кататься в местах, которые славятся лавинной опасностью или на которых имеются следы схода лавин, например вывал деревьев или огромные конусы снега в местах остановки лавин - так называемые лавинные конусы .
А вот в местах, предназначенных для катания, вероятность попасть под лавину значительно меньше, но главное, сразу после удара стихии начнут работу спасатели, тогда как в дикой местности попавших под лавину надо еще найти.
ДВИЖЕНИЕ ЛАВИН
Природа движения
Скольжение. Для того чтобы начать движение после отрыва, снежная доска должна преодолеть силу статического трения о поверхность ее ложа. Это сопротивление трения часто настолько велико, что препятствует движению лавины; в этом случае на отрыв лавины указывают трещины на снежной поверхности.Когда статическое трение преодолено и движение началось, доска разламывается на блоки, которые быстро приобретают ускорение. Уравнение движения снежного блока может быть записано в следующей форме:
Где m - масса блока, V - его скорость, q - ускорение свободного
падения, ß - угол склона, а µ- коэффициент кинетического трения между
блоком и поверхностью его ложа.
О коэффициентах трения известно
мало:
коэффициенты статического трения меняются от 0,3 до 0,6, кинетического
- от 0,2 до
0,5. Последние, по-видимому, уменьшаются с увеличением скорости, однако
убедительных данных о существовании такой зависимости нет.
Снежная
доска раскалывается на более мелкие части вследствие трения и
столкновений снежных глыб. При низкой скорости лавины снег
перемешивается слабо, так что человек, попавший в лавину, может
оставаться на поверхности, делая плавательные движения.
Турбулентное
движение.
На склонах крутизной более 30° лавина быстро
разгоняется, и
при скорости более 10 м/с ее движение приобретает турбулентный
характер. Блоки разрушаются, и мельчайшие частицы снега смешиваются с
воздухом у фронтальной и на верхней поверхностях лавины, образуя облако
снежной пыли. В движение могут вовлекаться массы нестабильного снега, а
обломочный материал может откладываться. Поэтому масса лавины не
остается постоянной.
Людей, которые попадают в
турбулентные лавины,
бросает в разные стороны, и они мало что могут сделать, чтобы остаться
на поверхности.
Пылевые, сухие, мокрые и смешанные лавины
С инженерной точки зрения целесообразно провести различия между пылевыми, сухими и мокрыми лавинами, хотя в природе часто наблюдаются комбинации этих типов. Лавины каждого из этих типов состоят из различного материала и имеют разный характер движения.Пылевые лавины являются аэрозолем, состоящим из тонких распыленных частиц снега, который ведет себя как быстро движущееся облако плотного газа. Лавина может двигаться по глубоким лоткам, и препятствия, возникающие на ее пути, в общем не влияют на ее движение. Покидая глубокий лоток, лавина этого типа может двигаться по прямой линии через неровную поверхность. Скорость пылевой лавины приблизительно равна скорости ветра. Плотность ее массы в общем колеблется между 3 и 15 кг/м^3 (для сравнения - плотность воздуха равняется 1,3 кг/м^3). Вследствие большой плотности пылевая лавина более разрушительна, чем штормовой ветер.
Сухие лавины - лавины из сухого снега, которые движутся по крутым и неровным склонам и состоят из различных частиц - от пылеватых до комков размером около 0,2 м. Эти лавины перемещаются по поверхности в четко фиксированных лотках, подвергаясь воздействию небольших неровностей микрорельефа. На открытых склонах толщина движущегося снега немного больше толщины снежной доски и обычно колеблется от 0,3 до 3,0 м. Однако толщина снега в лотке может намного превышать эти значения. Плотность снежной массы в лавинах такого типа изменяется от 50 до 150 кг/м^3.
Мокрые лавины состоят из округлых частиц мокрого снега диаметром от 0,1 м до нескольких метров либо представляют собой сплошную влажную массу. Средняя толщина слоя движущегося снега на отрытых склонах колеблется от О,2 до 2,0 м; в лотках она гораздо больше. Мокрый снег имеет тенденцию двигаться по лоткам и легко меняет направление под влиянием мелких неровностей микрорельефа. Выходя из лотка, лавина часто сохраняет его форму. Мокрая лавина оставляет на пути своего движения хорошо заметный след в виде желоба. Средняя плотность движущегося снега меняется от 300 до 400 кг/м^3.
Пылевые и сухие лавины часто наблюдаются одновременно, однако при изучении их динамики следует рассматривать их как отдельные явления. На крутых склонах снежная пыль и снег движутся вместе (рис. 11.7), тогда как на пологих склонах снежная пыль движется впереди и выносится дальше. Плотность смешанных лавин изменяется от плотности пылевой лавины до плотности сухой лавины.
Из-за того что некоторая часть энергии
лавины
превращается в тепло, которое способствует таянию снега, многие лавины,
формирующиеся из сухого снега, попадая в долину, становятся влажными.
Параметры движения и плотности влажных лавин колеблются между
соответствующими параметрами сухих и мокрых лавин.
Перед лавиной может
двигаться воздушная волна. В ряде случаев объекты были унесены и
разрушены прежде, чем фронт лавины достигал их. Достоверных
количественных данных об этом явлении и условиях, необходимых для его
возникновения, нет.
Большинство исследователей считает, что
перемещение
воздуха, вызванное низвергающейся лавиной, действует подобно поршню,
создающему компрессионную волну перед собой; оно аналогично
возникновению волны, создаваемой носом движущегося судна,
Разрушительная воздушная волна является скорее исключением, чем
правилом; часто пылевую составляющую смешанной лавины принимают за
воздушную волну. Можно также предположить, что неровности микрорельефа
создают в пограничном слое сильные снежные водовороты, которые
действуют как миниатюрные торнадо.
Скорость лавины
Скорость движения фронта лавины зависит от ее типа. Вот некоторые типичные скорости, наблюдавшиеся в лавинах разных типов: пылевая лавина - от 20 до 70 м/с, сухая лавина - от 15 до 60 м/с, мокрая лавина - от 5 до 30 м/с. Следует предположить, что скорости, преобладающие в ядре пылевой и сухой лавин, несколько выше. Данные наблюдений свидетельствуют о том, что, когда лавина низвергается по воздуху, ее скорость может достигать 100 м/с.Скорость лавины V определяется составляющей силы тяжести, действующей параллельно склону. Однако на лавину действует также ряд сил, препятствующих движению:
- кинетическое трение на поверхности ложа, которое уменьшается с увеличением скорости;
- сила пластического сдвига в движущемся снегу, пропорциональная скорости V; быстрый пластический сдвиг не изучался, однако его сопротивление, вероятно, незначительно, по сравнению с другими факторами;
- турбулентное сопротивление на ложе (сходное с турбулентным сопротивлением потоку жидкости), пропорциональное V;
- сопротивление воздуха вдоль фронта и верхней поверхности лавины, пропорциональное V^2;
- сопротивление снежного покрова после вовлечения снега по пути движения лавины, которое не зависит от V^2.
Поскольку коэффициенты m, ß, а||, а0, а1 и а2 меняются в процессе движения лавины, аналитическое решение уравнения (11.3) отсутствует. В связи с этим уравнение следует упростить. Например, если допустить, что лавина с постоянной массой движется вниз по склону с постоянным уклоном, коэффициент кинетического трения остается неизменным, а силы, препятствующие движению, незначительны, то конечная скорость лавины будет описываться формулой
Таблица 11.2 Значения
коэффициента турбулентного трения ~
Особенности местности g м/сз
Гладкий твердый снежный покров на склоне с постоянным уклоном без
деревьев и скал Открытый горный склон без деревьев Открытый горный
склон, скалы, заросли Ложбина средней величины Шероховатая поверхность
с валунами и ветро-
выми ложбина лн Лес 1200 - 1600 750 500 400 - 600 300 150
Влияние разных факторов на µ
известно плохо, но его значение уменьшается с увеличением скорости и
зависит от типа снежного покрова. Влияние кинетического трения на
лавины при скорости более 50 м/с можно не учитывать. Значение п, при
скорости лавины 30 - 50 м/с изменяется от 0,1 до 0,15, а при скорости
30 м/с - от 0,2 до 0,3.
Определение толщины снежного потока и
гидравлического радиуса требует опыта. При этом следует учитывать
толщину разламывающейся снежной доски, площадь поверхности зоны
зарождения лавины и поперечный профиль ее траектории.
Для расчета
скорости пылевой лавины надежного метода пока не разработано.
Предлагаемые для этой цели уравнения не подтверждены достаточным
количеством данных наблюдений.
Ударные нагрузки
Пылевые лавины
Удар пылевой или сухой лавины по препятствию, ориентированному перпендикулярно потоку, можно сравнить со столкновением струи воды с твердой поверхностью. Таким образом, давление Рр на единицу площади поверхности препятствия может быть выражено следующей зависимостью:
Где C - коэффициент торможения, значение которого зависит от размера и формы препятствия; ра и V - соответственно плотность и скорость лавины. Значения С могут быть найдены в таблицах давления ветра на сооружения, которые имеются в Строительных нормах. Значение С=2, по-видимому, применимо для крупных объектов, таких как стены.
Сухие и мокрые лавины
Плотный, текущий снег, ударяясь о жесткое препятствие, вначале уплотняется, а затем обтекает его. Первоначальная пластическая деформация есть результат кратковременного возрастания давления до Рi последующего его уменьшения и установления давления Pa
Начальный пик давления
Рi является функцией
деформационных свойств, которые в свою очередь зависят от температуры,
количества свободной воды и размера снежных зерен. Результаты
наблюдений и теоретических исследований позволяют предположить, что Рi
в 2 - 3 раза выше Рa , однако данных для детального анализа
недостаточно.
Данные наблюдений
показывают, что динамическое
давление Р, зависит от типа лавин и изменяется в случае пылевых лавин
от 2 до 30 кПа, а в случае сухих и мокрых лавин от 20 до 300
кПа.
Встречая препятствие, лавина
может сжиматься или отклоняться им, что
приводит к нагрузкам в разных направлениях. Возникающее в таких случаях
движение вверх имеет особое значение при проектировании зданий, так как
при этом возникает давление на софит (ту часть крыши, которая выступает
за стены), что может быть причиной обрушения здания. При проектировании
большей части зданий этот тип нагрузки не учитывается. Кроме того, если
сооружение подвергается удару крупной лавины, состоящей из нескольких
волн снега, серия ударов часто вызывает опасные вибрации, которые могут
разрушить объект. Наблюдений за изменением ударных нагрузок лавин этого
типа во времени нет.
Лиф и Мартинелли представили
значительную
информацию по расчетным давлениям, оказываемым лавинами. Следует,
однако, подчеркнуть, что точность рассчитанных ударных нагрузок сильно
зависит от оценок скорости и плотности движущегося снега.
Дальность выброса
В зоне отложения, где уклон невелик, движение лавины замедляется и она останавливается. Однако лавина может продвигаться на значительное расстояние и по дну долины или даже «прыгать» на противоположный склон. Уравнение, обычно используемое для оценки дальности выброса D, имеет вид 
Где ф - крутизна склона в зоне отложения; µ, ¿ - коэффициенты
трения, определяемые из уравнения (11.5)
и характеризующие особенности
поверхности в зоне выноса (вследствие того что средняя скорость лавины
в зоне отложения мала, значения µ составляют 0,25 - 0,3); hm - средняя
толщина лавины в зоне отложения.
Одна из главных проблем, связанных с
применением уравнения (11.9) ,
заключается в недостатке данных о
коэффициентах трения. Другая проблема - определение начала зоны
отложения и точки, от которой следует измерять D. Это особенно трудно
там, где имеют место плавные перегибы склона. Поэтому для практической
оценки дальности выброса требуется большой опыт.
Словарю иноязычных слов, «лавина» – массы снега, снежных глыб, низвергающиеся с гор. Слово заимствовано из немецкого языка (lawine). Немецкое слово «lawine» образовано от лат. labīna, что означает «обвал».
Лавины представляют большую опасность для людей, порождая человеческие жертвы. Чаще всего под лавины попадают альпинисты, те, кто занимается горными лыжами и сноубордом.
Лавина как природное явление
Лавины представляют собой опасность в горных районах как в России, так и по всему миру. Существует четыре лавинообразующих фактора: снег, рельеф, погода и растительность.
Снег. При каждом новом снегопаде накапливается снежная толща, слой за слоем. У слоев на протяжении всей зимы изменяются структура и прочность . Когда воздействие на снежный покров оказывается больше сцепления снега, возникает угроза нарушения равновесия и образования лавины.
Рельеф. В рельефе местности важную роль играют крутизна склона, конфигурация склона, его неровность и экспозиция склона. Стоит учитывать, что путешествовать по дну долины также может быть опасно. В таких случаях остается риск быть захваченным лавиной, сошедшей с верхних склонов. Лавины могут возникнуть не только в четко выраженных очагах.
Погода. Большинство лавин возникает во время или сразу после снегопадов. Это связано с тем, что сформировавшаяся снежная толща не может выдержать нового снега, выпавшего в значительном количестве. Чем быстрее накапливается снег, тем скорее снежная толща среагирует на дополнительный вес. Также на снежную толщу влияет температура. Чем теплее снег, тем быстрее происходят изменения в снежной толще.
Растительность. Хорошим подспорьем для определения лавинной опасности является растительность. Например, густой хвойный лес является признаком отсутствия лавин. Когда лавина сходит, она уничтожает деревья и другую растительность и влияет на изменение растительных видов.
Классификация лавин
Существует несколько классификаций лавин. Одна из самых известных является классификация по Г.К. Тушинскому. (1949 г.). В ней выделено 7 видов лавин по снегообразованию и движению лавин:
Осовы – оползни по всей поверхности склона.
Лотковые лавины – лавина двигается по естественному основанию ложбин, кулуар и т.д.
Прыгающие лавины – на пути таких встречаются препятствия, при столкновении с которыми лавины подпрыгивают и летят часть своего пути.
При этом каждый из выше указаных видов лавин также зависит от состояния снега. Для каждого вида лавин рассматривается три состояния:
Из сухого снега, пылевая лавина – при ее движении обломки снежного пласта могут разрушаться и формировать пылевое облако.
Из сухого снега, снежная плита , такие лавины возникают, когда на поверхности снежного пласта образуется ледяная корка.
Из влажного и мокрого снега, лавина «из точки», характеризуется каплевидным началом.
Сверхмокрые лавины.
Помимо классификации Г.К. Тушинского существуют классификации по В.Н. Аккуратову, по В.В. Дзюбе и международная морфологическая классификация лавин.
В странах Европы действует система классификации уровни опасности лавин, согласно которой риск возникновения лавины может быть от одного до пяти:
1 уровень – низкий риск
2 уровень – ограниченный
3 уровень – средний
4 уровень – высокий
5 уровень – очень высокий.
Как дейстовать при в зоне опасности схода лавин
При сходе лавины. Если лавина срывается высоко, необходимо как можно быстрее уйти с пути лавины или укрыться за выступом скалы. Ни в коем случае нельзя прятаться за молодыми деревьями. Если от лавины невозможно уйти, необходимо освободиться от вещей, принять горизонтальное положение, прижать колени к животу и расположиться по направлению движения лавины.
Во время схода лавины. Закрыть нос и рот перчаткой или шарфом , продолжать двигаться, как бы плывя в лавине и стараясь держаться на ее поверхности и перемещаься к краю, т.к. скорость на краю ниже. Когда лавина уже остановилась, надо создать пространство около лица и груди, в таком случае можно будет дышать. При возможности стоит двигаться в сторону верха. Ни в коем случае не стоит кричать . Снег поглотит все звуки, а сил и кислорода будет оставаться меньше. Нельзя засыпать, т.к. во сне существует риск замерзнуть и погибнуть.
После схода лавины. Необходимо сообщить о сходе лавины в ближайшем населенном пункте, чтобы можно было начать поиски пострадавших.
Большинство из нас обращают мало внимания на лавинную безопасность до тех пока, кто-нибудь не получит травму или не погибнет по лавиной. Будьте благоразумны. Если вы катаетесь на сноуборде, лыжах, ходите зимой в походы, вам необходимо узнать как можно больше о лавинах, так чтобы не оказаться под ней.
Печальный факт состоит в том, что большинство людей, попавших в лавину вызывают её сход сами, находясь или катаясь по неустойчивым снежным склонам. Типичными жертвами лавины, как правило,становятся очень опытные в своем виде спорта люди, но имеющие недостаточные знания и навыки поведения при сходе лавины.
Потенциальные опасности
Скорость лавины может достигать 200 км в час, сила схода лавины, такова что вы будете лететь как щепочка между деревьями, разбиваясь о камни и путаясь в своём снаряжении. Почти треть смертей под лавинами является результатом полученных травм.
Однако если вы чудом избежали телесных травм, то вам предстоит столкнуться с толщей снега, которая будет давить на вас как бетонная масса. Даже мягкий и пушистый снег может превратиться в толстую ледяную корку только в результате вашего тёплого дыхания.
Если вы были в состоянии сформировать некоторое пространство вокруг себя, прежде чем снег осядет в результате вашего дыхания, то у вас есть приличные шансы на выживание. Это конечно при условии, что у членов вашей команды есть лавинные датчики (биперы) , специальные щупы и лопаты для снега и они умеют ими пользоваться.
Здесь все решает время, потому что большинство людей не в состоянии выжить под лавиной дольше 30 минут. Около 70% смертей в результате схода лавины происходит из-за удушья. Несомненно, что лучшая защита от лавины – это умение "читать" снег и рельеф местности.
Типы лавин
Лавины из точки (Loose–snow Avalanches)
Лавины из точки сходят там, где мало или нет сцепления в снежном покрове. Они обычно начинаются в точке на поверхности или вблизи неё и собирают всё больше снега и импульса по мере продвижения вниз по склону (на подобие снежного кома), часто образуя треугольную форму пути.
Тикая лавина может быть как из сухого снега, так и из влажного, зимой или летом. Зимние сухие лавины случаются обычно во время или после метели из-за незначительного сцепления между недавно выпавшим или перенесенным снегом и плотной оледеневшей коркой, укрывающей склон. Мокрые лавины сходят при неустойчивой погоде на фоне оттепелей и дождей. Причиной возникновения мокрых лавин являются появление водяной прослойки между слоями снега с разной плотностью.
Лавины от линии – "снежные доски" (Slab Avalanches)
Ещё более опасный вид лавин, представляющий из себя огромный оторвавшийся пласт снега. Большинство путешественников бэккантри сталкиваются именно с такими лавинами.
Под действием солнца, ветра и тепла образуется ледяная корка, под которой происходит перекристаллизация снега. По образовавшейся рыхлой массе, напоминающей крупу, более плотный и тяжелый слой легко скользит вниз при отрыве слоя от массива, он увлекает за собой все больше и больше снежной массы: Скорость "снежных досок" может достигать 200 км/час.
Возможность схода "снежных досок" характеризуется многослойностью снежной массы - чередованием плотных и рыхлых слоев. Вероятность их схода увеличивается при резком похолодании, сопровождающемся снегопадом. Достаточно незначительного слоя снега, чтобы произошел отрыв. Холод вызывает дополнительные напряжения в верхнем слое и, совместно с весом выпавшего снега, отрывает "снежную доску". В месте отрыва снежные доски могут быть высотой от 10-15 см до 2 и боле метров.
Факторы, влияющие на сход лавин
Местность
Угол наклона:
Обращайте внимание на угол наклона той горы, с которой вы собираетесь кататься (естественно это относится к неподготовленным склонам), поскольку лавины наиболее часто встречаются на склонах угол уклона, которых составляет от 30 до 45 градусов. Клинометр (прибор для определения наклона линии или плоскости) может быть полезным инструментом для похода бэккантри.
Географическое положение склона:
Зимой снежный покров на южном склоне более стабилен, чем на северном, поскольку он получает больше солнечного тепла, и следовательно, лучшее сцепление слоёв снега. Однако лыжников и сноубордистов привлекают заманчивые северные склоны с мягким пухляком, которые в свою очередь состоят из неустойчивых слоёв. Так как северный склон мало находится на солнце для чтобы снег подтаял и уплотнился в течение зимы, они имеют тенденцию быть менее стабильным, чем например юго-западные склоны. Однако к весне и началу лета на южных склонах начинается резкое таяние снега, что приводит к появлению опасных влажных слоёв снега. Тёплая погода "спекает" снежные пласты на северных склонах, делая их более безопасными.
Рельеф местности:
Снежный покров будет неустойчивым на склонах с множеством выпуклостей, где есть скалы, деревья, то есть там, где может быть нарушена его целостность в результате разрыва, так же на наветренных склонах и под карнизами. Впадины, крутые и узкие кулуары, где скапливается много снега, представляют собой коварные ловушки для лыжников и бордеров.
Погода
Осадки:
Снег наименее устойчив во время или сразу после снегопада или ливня. Большое количество выпавшего снега в течение короткого времени - это верный признак лавинной опасности. Сильный снегопад особенно из мокрого, плотного снега может создать слои нестабильности. Дождь имеет тенденцию просачиваться вглубь сквозь снежный покров и растапливать более глубокие слои. Он также обеспечивает смазку между слоями, увеличивая силу скольжения.
Ветер:
Ветер является еще одним показателем нестабильности снега. Зачастую, сильные ветры переносят большие массы снега с одной стороны хребта на другую (так называемые «ветровые плиты"), где они склонна к скольжению. Обратите внимание на интенсивность и направление ветра в течение дня.
Колебания температуры:
Колебания температуры вызывают целый ряд проблем, связанных со стабильностью снежного покрова. Разница температур между поверхностью земли и новыми слоями снега, между различными слоями снега, или даже между воздухом и верхним слоем снега, может вызвать изменения в формировании снежных кристаллов. Наиболее опасный тип кристаллов не способный связываться с другими кристаллами известен как "сахар". Его ещё по другому называют "сахарный снег" из-за сходства с сахарным песком. Такой тип снежного слоя можно найти на любой глубине снежного покрова, а в очень глубоком снегу таких слоёв может быть несколько. Другой распространённой проблемой при температурных колебаниях, особенно весной, может быть быстрое потепление и, как следствие, мокрые лавины.
Человеческий фактор
В то время как рельеф местности, погода и снежный покров играют огромную роль при определении лавинной безопасности, также важно признать, что эго, эмоции и групповое мышление могут омрачить ваше мнение и привести к ухудшению способности принимать решения. В действительности, согласно данным недавнего опроса канадских специалистов по лавинной безопасности, респонденты назвали «человеческий фактор» и «выбор местности», ведущими причинами несчастных случаев в результате схода лавин.
Некоторые самые распространённые ошибки:
- Знакомая местность: Вы можете с большей вероятностью идти на риск в местности, с которой вы уже знакомы. Состояние снежного покрова, однако, может резко измениться в следствие каких-нибудь погодных явлений. Поэтому нужно относиться к любому склону так, как будто вы там катаетесь в первый раз.
- Групповое решение: Например, давление со стороны группы может быть мощной силой. Нежелание идти против воли группы, с которой вы катаетесь, не смотря на то, что вы видите потенциальную опасность, может привести иногда к ненужному риску. Всегда оценивайте ситуацию, как будто вы путешествуете в одиночку. Говорите, если чувствуете, что что-то идёт не так.
- Чрезмерная увлечённость: Если вы чересчур увлечены конкретной целью (например покорить вершину, какой-либо удаленный склон покрытый свежим пухляком), вы можете заблокировать ваш здравый смысл или игнорировать указания на наличие опасности, сосредоточившись лишь на достижении своей цели. Среди альпинистов и сноубордистов есть такие термины - "summit fever" ("лихорадка восхождения",) и "powder fever" ("жажда пухляка" или "лихорадка по пухляку").
- "Ореол" эксперта: Данный термин предполагает, что кто-то в группе имеет больше опыта и знаний о местности, где вы собираетесь покататься, чем вы. В принципе, это может быть и верным, однако лучше спросить наверняка, чем гадать и просто полагаться на "авось".
- Проложенные тропы: Уже проложенные тропы или существующие следы в снегу могут дать ложное чувство безопасности. Просто потому что кто-то уже прошёл перед вами незадолго или несколько дней назад не означает, что вам так же повезёт, если вы не знакомы с данным склоном, ведь погода очень переменчива в горах.