Природные катастрофы на рубеже 21 века

Анализ уязвимости трех групп стран с разным уровнем социально-экономического развития показывает, что наибольший социальный риск (гибель и увечье людей) характерен для стран с наиболее низким уровнем развития. На страны первой группы (с низким доходом), население которых составляет 58% всего населения Земли, приходится 88% погибших и 92% всех пострадавших людей от природных катастроф в мире за период 1965-1992 гг. Общее количество погибших и пострадавших в странах с низким доходом в 5.8 раза больше, чем в странах со средним доходом, и в 45.2 раза больше, чем в странах с высоким доходом. 

Абсолютные значения экономических потерь значительно  больше в развитых странах, что объясняется  высокой концентрацией богатств в этих странах. В то же время отношение прямых потерь к объему валового национального продукта свидетельствует о том, что наибольшие относительные потери наблюдаются у стран с низким доходом. У стран со средним доходом это отношение в 2 раза, а у стран с высоким доходом – в 5.5 раза ниже. Таким образом, экономический ущерб от природных катастроф, так же как и социальный ущерб, наиболее тяжелым бременем ложится на экономику бедных стран. 

Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что последствия  природных катастроф тесно связаны  с социально-экономическими факторами: продолжающийся рост бедности в развивающихся  странах является одной из причин повышения уязвимости человеческого общества. 

ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ РОСТА КОЛИЧЕСТВА КАТАСТРОФ 

Увеличение количества природных бедствий в мире связано  с рядом глобальных процессов  в социальной, природной и техногенной  сферах, которые обусловливают интенсификацию развития опасных природных явлений  и снижение защищенности людей на Земле. Одной из причин увеличения количества природных и особенно техно-природных опасных явлений, увеличения жертв и материальных потерь является рост человеческой популяции на Земле. 

С древнейших времен и до прошлого столетия численность  населения на Земле изменялась незначительно, то возрастая до нескольких сот миллионов, то снижаясь из-за эпидемий и голода. В начале XIX в. она оставалась чуть меньше 1 млрд. Однако с наступлением индустриального периода развития ситуация резко изменилась: уже спустя 100 лет численность населения удвоилась, а примерно через 30 лет – утроилась. В 1975 г. она превысила 4 млрд., а в 1987 г. – 5 млрд. человек. 12 октября 1999 г. родился 6-миллиардный житель планеты. В среднем численность населения Земли в настоящее время возрастает ежегодно на 86 млн. человек, что соизмеримо с величиной населения Германии. Более 80% (4.8 млрд. человек) живут в развивающихся странах, на долю которых приходится почти весь прирост численности населения Земли. Согласно последнему прогнозу ООН, глобальная численность населения к 2050 г. составит 8.9 млрд. человек. 

Еще более быстрыми темпами увеличивается городское  население планеты. В наши дни  урбанизация стала поистине глобальным процессом. Если в 1830 г. в городах проживало чуть более 3% населения, в 1960 г. – 34%, то в 2020 г. городское население будет составлять не менее 57.6% (рис. 9) [31]. Общая численность населения на Земле, начиная с 1970 г., увеличивалась в среднем на 1.7% в год, а население городов в это же время возрастало ежегодно на 4% [28].

Рис. 9. Рост населения  Земли и городского населения  с 1800 по 2020 г.

 На верхней  горизонтальной шкале показана  численность городского населения  в процентах 

На общем фоне урбанизации быстро увеличивается  число крупных городов-мегаполисов. Если в 1800 г., по данным ООН, в мире был  только один город (Пекин) с численностью населения более 1 млн., то в 1900 г. их стало 16, в 1950 г. – 59, в 2010 г. ожидается 511, а в 2025 г. – 639, из которых 486 (76%) –  в развивающихся странах. В 1900 г. существовал только один город (Лондон) с населением более 5 млн. человек, в 1950 их стало 8, а в 2000 – 45. Наконец, быстро растет количество гигантских городов с численностью населения более 10 млн. человек: в 1950 г. их насчитывалось три (Нью-Йорк, Лондон, Шанхай), в 2000 г. стало 24. По числу жителей современные и будущие мегаполисы не имеют исторических прецедентов. Так, при сохранении нынешних темпов прироста население города Мехико к 2010 г. может достичь 30 млн. человек, то есть превысит прогнозную численность населения всей Канады. 

Урбанизация требует  значительного расширения площадей городов. Ожидается, что к 2020 г. их суммарная  площадь увеличится на 2.6 млн. км2 и составит около 4% площади суши [26]. Особенно быстро разрастается площадь мегаполисов. Например, территория Мехико с 1940 по 1990 г. увеличилась со 130 до 1250 км2 территория Москвы за это же время – с 326 до 994 км2. 

Вновь прибывающие  в растущие города переселенцы часто  вынуждены осваивать малопригодные  для проживания и подверженные опасным  природным процессам участки  – склоны холмов, поймы рек, заболоченные и прибрежные территории. Ситуация часто усугубляется отсутствием заблаговременной инженерной подготовки и соответствующей инфраструктуры на вновь осваиваемых территориях и возведением конструктивно несовершенных зданий. Это приводит к тому, что города все чаще оказываются в центре разрушительных стихийных бедствий, где страдания и гибель людей приобретают все более массовый характер [13]. При этом выявлена четкая закономерность: в развивающихся странах, где быстрый рост городов происходит без соответствующих капиталовложений в инженерную подготовку территорий и повышение надежности городских объектов, сильно увеличился риск гибели людей. 

Рост критических  ситуаций обусловливается не только увеличением человеческой популяции  на Земле, но и ростом техногенных  воздействий на окружающую природную  среду. Это обстоятельство нашло  отражение в основных документах Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992), в которых отмечалась тесная связь развития природных катастроф с деградацией окружающей среды. Высокие темпы современного технологического развития обусловили многократное увеличение потребления энергетических ресурсов. Так, за период с 1950 по 1998 г. глобальный валовой продукт увеличился более чем в 6.1 раза (с 6.4 трлн. до 39.3 трлн. долл.), а уровень потребления топлива (приведенный к нефтяному эквиваленту) возрос по углю в 2.1, нефти – в 7.8, природному газу – в 11.8 раза. По сравнению же с 1890 г. мировая экономика выросла в 20 раз. 

Промышленно-технологическая  революция привела к глобальному  вмешательству человека в наиболее консервативную часть окружающей среды  – литосферу. Геологическая деятельность человека сопоставима с природными геологическими процессами. Это дало основание В.И. Вернадскому еще  в 1925 г. заявить, что человек своей  научной мыслью создает «новую геологическую  силу» [2]. Подтверждением может служить тот факт, что в настоящее время при строительстве и добыче полезных ископаемых человек перемещает в год более 100 млрд. горных пород, что примерно в 4 раза больше массы материала, переносимого всеми реками мира при размыве суши. 

Техногенное воздействие  человека на литосферу приводит к  крупномасштабным изменениям в природной  среде, активизирует развитие в ней  ряда опасных процессов, служит причиной появления новых (техноприродных) процессов и явлений, среди которых наибольшую опасность представляют наведенная сейсмичность, опускание территорий, подтопление, карстово-суффозионные провалы, техногенные геофизические поля. 

Техногенные воздействия  могут ускорять накопление напряжений в земной коре, увеличивая частоту  землетрясений, или способствовать разрядке уже накопившихся напряжений, являясь «спусковым крючком» подготовленного природой сейсмического события. Наиболее часто наведенная сейсмичность проявляется при создании крупных водохранилищ и закачке флюидов в глубокие горизонты земной коры. Установлено, что наведенную сейсмичность вызывали только 0.63% плотин высотой до 10м, высотой до 90м -10%, а высотой до 140 м и более – 21%. 

Аналогичный эффект может вызвать закачка флюидов  в глубокие горизонты земной коры при захоронении загрязненных вод, создании подземных хранилищ жидкостей  и газов, законтурном обводнении месторождений углеводородов с целью поддержания пластового давления и в ряде других случаев. Существует мнение, что крупные землетрясения (магнитуда около 7 и более) в Газли (Узбекистан), произошедшие в 1976 и 1984 гг., также относятся к разряду наведенных, спровоцированные закачкой около 600 млн. м3 воды в Газлийскую структуру [9]. 

На урбанизированных территориях техногенные воздействия  часто приводят к опусканию территорий в результате дополнительной статической  и динамической нагрузки от зданий, сооружений и транспортных систем города. Процессы опускания городских территорий резко активизируются при извлечении подземных вод, нефти и газа. В северо-восточной части Токио (район Кото), например, отмечена максимальная величина снижения уровня земной поверхности – около 4.5 м за период с 1920 по 1980 г. Вследствие опускания суши возросла потенциальная опасность затопления города нагонными водами штормов. Аналогичные явления были установлены в другом крупном городе Японии – Осаке, где максимальное опускание составило чуть меньше 3 м. Для защиты города от морских вод здесь построены 190 км дамб, 80 насосных станций и около 550 специальных инженерных сооружений [5]. Катастрофических размеров достигло опускание поверхности в Мехико в результате интенсивного забора подземных вод. К концу 70-х вся территория города опустилась более чем на 4 м, а северовосточная его часть – на 9м. Ныне процесс удалось стабилизировать за счет сокращения объемов откачки воды [28]. 

Опускание поверхности  Земли часто связано с добычей  нефти и газа, причем в этом случае понижение уровня земной поверхности  наблюдается на больших площадях. Самым впечатляющим примером является город Лонг-Бич в Калифорнии (США). Добыча нефти и газа в этом районе обусловила оседание территории города со все возрастающей скоростью, которая к 1952 г. достигала 30-70 см/год. Воронка оседания имела форму эллипса с осями длиной 65 и 10 км и площадью около 52 км2. К началу 60-х годов максимальное опускание поверхности составило 8.8 м, а горизонтальные смещения 3.7 м [11]. Серьезно пострадали промышленные предприятия, жилые здания, транспортные пути, морской порт. 

Одним из наиболее распространенных опасных техногенно-природных процессов является подтопление территорий, заключающееся в подъеме верхнего водоносного горизонта к поверхности Земли. В России в подтопленном состоянии находится около 800 тыс. га городских территорий. Из 1092 городов подтопление отмечается в 960 (88%), в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Омске, Ростове-на-Дону, Томске, Хабаровске, Новгороде, Ярославле, Казани. Ущерб от подтопления 1 га городской территории (в зависимости от степени ее застройки капитальными сооружениями, наличия исторических и архитектурных памятников, разветв-ленности подземной инфраструктуры) составляет от 15 до 200 тыс. долл. 

Интенсивная откачка  подземных вод и изменение  установившегося гидродинамического режима на участках, пораженных древним карстом, могут активизировать карстово-суффозионные процессы, приводящие к образованию воронок техногенно-природного генезиса. В некоторых районах эти процессы настолько активны, что становятся опасными не только для зданий и сооружений, но и для людей. 

Интенсивная хозяйственная  деятельность вызывает образование  на урбанизированных территориях техногенных физических полей – вибрационных, блуждающих электрических токов, температурных. Наибольшую опасность представляют электрические поля блуждающих токов, формирующиеся в основном за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок, станций катодной защиты. В результате повышается коррозионная активность грунтов по отношению к находящимся в них подземным коммуникациям в 5-10 раз. Установлено, что около 30% повреждений в трубах на территории Москвы приходится на долю электрокоррозии от блуждающих токов. Примерно 24% площади города отнесены к территориям с высокой степенью коррозионной опасности, на которых электрические поля блуждающих токов в сотни раз превышают естественный фон [8]. 

Эпоха научно-технического прогресса и глобального техногенеза ознаменовалась началом климатических изменений, связанных с повышением температуры на Земле. Начиная примерно с 1860 г. – времени первых инструментальных замеров приземной температуры воздуха – вплоть до настоящего времени отмечается постепенный рост температуры на Земле (рис. 10). По данным Всемирной метеорологической организации, глобальное повышение температуры за период с 1860 по 1998 г. составило около 0.8°С [30]. При этом рост температуры все эти годы шел неравномерно. Достаточно стабильный подъем отмечался в 1860-1935 гг., когда температура воздуха возросла на 0.4°С. Далее в течение 1937-1978 гг. отмечался этап умеренных колебаний средних годичных температур без какого-либо заметного тренда. За этим последовал период (с 1978 г. до настоящего времени) быстрого подъема глобальной температуры, прирост которой составил еще 0.4°С. В 80-х-середине 90-х годов был отмечен ряд исключительно теплых сезонов, а 1998 г. оказался экстремально теплым за весь инструментальный период температурных измерений на Земле.

Рис. 10. Прирост глобальной температуры воздуха за период с 1860 по 1998 г. 

Несмотря на существование  различных точек зрения на причины  этого явления, сам факт потепления температуры воздуха на Земле является неоспоримым. Изменение температуры воздуха вызывает развитие ряда процессов в геосферных оболочках Земли, способных оказать как положительное, так и отрицательное воздействие на природную среду. С последним связано снижение безопасности общества и рост ущербов от стихийных бедствий. Так, по расчетам американских специалистов, потепление атмосферы на 1°С может привести к усилению воздушных потоков на Атлантическом побережье США на 40-60%, что, несомненно, усугубит и без того достаточно высокую уязвимость этой территории от тропических тайфунов и ураганов.