Научная статья на тему 'Оценка опасностей природных процессов, происходящих в Арктической зоне России'

Оценка опасностей природных процессов, происходящих в Арктической зоне России Текст научной статьи по специальности «Экономика и экономические науки»

CC BY
203
185
Поделиться
Ключевые слова
АРКТИЧЕСКАЯ ЗОНА РОССИИ / ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ / ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ / РИСК / МЕТОДЫ ОЦЕНКИ / RUSSIA'S ARCTIC ZONE

Аннотация научной статьи по экономике и экономическим наукам, автор научной работы — Овчинников Валентин Васильевич, Чумак Сергей Петрович, Якутов Александр Викторович

В статье приведен анализ глобального потепления климата на нашей планете. Показано, что факт глобального потепления Земли создает для северных территорий России новую ситуацию. Для прогноза факторов опасностей предложен методический подход в виде вероятностно-статистических моделей.

Похожие темы научных работ по экономике и экономическим наукам , автор научной работы — Овчинников Валентин Васильевич, Чумак Сергей Петрович, Якутов Александр Викторович,

Hazard Assessment of Natural Processes in Russia's Arctic Zone

The article analyses global warming on our planet. It shows that global warming creates a new situation for Russia's northern territories. For predicting hazards it suggests methodological approach in the form of probable statistical model.

Текст научной работы на тему «Оценка опасностей природных процессов, происходящих в Арктической зоне России»

/40 Civil SecurityTechnology, Vol. 9, 2012, No. 1 (31)

УДК 51-74

Оценка опасностей природных процессов, происходящих в Арктической зоне России

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2012

В.В. Овчинников, С.П. Чумак, А.В. Якутов

Аннотация

В статье приведен анализ глобального потепления климата на нашей планете. Показано, что факт глобального потепления Земли создает для северных территорий России новую ситуацию. Для прогноза факторов опасностей предложен методический подход в виде вероятностно-статистических моделей.

Ключевые слова: Арктическая зона России; природные процессы; оценка опасности; риск; методы оценки.

Hazard Assessment of Natural Processes in Russia's Arctic Zone

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 20112

V. Ovchinnikov, S. Chumak, A. Yakutov

Abstract

The article analyses global warming on our planet. It shows that global warming creates a new situation for Russia's northern territories. For predicting hazards it suggests methodological approach in the form of probable statistical model.

Key words: Russia's Arctic zone; natural processes; hazard assessment; risk; evaluation methods.

Граница криолитозоны постоянно смещается на север; происходит интенсивное оттаивание мерзлых пород до четырех сантиметров в год; в нескольких регионах отмечаются деформации зданий и сооружений; площадь ледового покрова Арктики сократилась в 1,5 раза, толщина уменьшилась почти в 2 раза; огромные объемы газа метана, находящиеся под ледовым панцирем, могут проникнуть в атмосферу, возрастут проблемы, связанные с наводнениями и паводками.

Особенностями Арктической зоны Российской Федерации, оказывающей влияние на формирование государственной политики в Арктике, являются:

а) экстремальные природно-климатические условия, включая постоянный ледовый покров или дрейфующие льды в арктических морях;

б) очаговый характер промышленно-хозяйственного освоения территорий и низкая плотность населения;

в) удаленность от основных промышленных центров;

г) низкая устойчивость экологических систем, определяющих биологическое равновесие и климат Земли, и их зависимость даже от незначительных антропогенных воздействий [1].

Изменение климата на Земле является актуальной проблемой для многих стран и, конечно же, для России, поскольку 65% площади нашей территории находятся в зоне вечной мерзлоты. В этой зоне, представляющей собой наиболее интенсивное проявление факторов и последствий природных опасностей, связанных с глобальными изменениями климата, расположено множество городов и поселков, проложены нефте-, газо- и продуктопроводы, автомобильные и железные дороги, линии электропередачи и многие другие виды коммуникаций.

Факт глобального потепления на планете создает для северных территорий России новую ситуацию, учитывая, что среднегодовая температура на земле за последние 100 лет изменилась в сторону плюса на 1 градус. А если говорить о северных территориях, следует сказать, что изменение за 100 лет отмечается уже в районе 2 градусов.

Рассмотрим оценку опасности криогенных (мерзлотных) процессов при строительстве и хозяйственном освоении территорий Арктики. Потепление климата приведет к необратимым природным процессам, которые могут иметь негативные последствия для населения на уже освоенных территориях. Вечная мерзлота в высоких широтах во все прежние времена была своего рода строительным материалом, фундаментом, на котором возводилась несущая часть домов и сооружений.

В работе [2] показано, что в Западной Сибири отмечается интенсивное оттаивание мерзлых пород до четырех сантиметров в год, а граница криолитозоны постоянно смещается на север, и прогнозы показыва-

ют, что в течение ближайших 20 лет она может сдвинуться на север на расстояние от 30 до 80 км (исходя из оптимистического или пессимистического прогноза). Ожидается, что при увеличении среднегодовой температуры на 2 градуса, несущая способность свай фундаментов сократится на 50%, т.е. в два раза.

Криогенные (мерзлотные) процессы — это термокарст и тепловая осадка, криогенное пучение, со-лифлюкция и другие криогенные склоновые процессы (термоэрозия, криогенное растрескивание, нале-деобразование, термоабразия) развиваются в естественных условиях на больших площадях по всей территории распространения многолетнемерзлых (вечномерзлых) пород, то есть на 2/3 территории России. Криогенное сезонное пучение и наледеобра-зование развиты и в областях сезонного промерзания, за пределами областей вечной мерзлоты. Главная особенность криогенных процессов — их тесная взаимосвязь и провоцирование одного процесса за другим. И все это на фоне крайне чувствительной к изменению условий на поверхности геологической среды, представленной мерзлыми, промерзающими и протаивающими грунтами. Различные техногенные воздействия на природную среду в этих условиях, неизбежные при строительстве и освоении территорий, приводят к неблагоприятным и труднопредсказуемым последствиям.

Каждый процесс имеет свои особенности, различное время развития, измеряемое днями, месяцами, сезонами, годами. В Западной Сибири уже сегодня зафиксировано около 35 тысяч отказов и аварий на коммуникациях, нефте- и продуктопроводах. Пятая часть этих аварий связана с техническим воздействием (потерей устойчивости) и изменениями, происходящими под воздействием глобального потепления.

За последние 20—25 лет собран и обработан значительный по объему фактический материал о деформациях и авариях зданий и сооружений в нескольких крупных регионах России (ЗападноСибирская равнина, Чукотка и островные северные территории). Так, в половине всех поселков Магаданской области и в г. Магадан отмечаются деформации зданий и сооружений, вплоть до аварийного состояния [3]. Очевидно, что станут непригодными действующие сегодня аэродромы и вертолетные площадки (если не принять соответствующих мер). А вот особенностью геокриологических условий территории Бованенковского месторождения на полуострове Ямал является широкое распространение сильно льдинистых мерзлых грунтов и пластовых залежей льда, что обусловливает развитие и интенсификацию криогенных процессов при освоении.

Другая серьезная проблема. Площадь ледового покрова Арктики, в связи с глобальным потеплением, за 20 лет сократилась с 7,2 миллиона квадратных километров льда до 4,3 миллиона квадратных кило-

/48 ^П SecurityTechnology, Vol. 9, 2012, No. 1 (31)

метров. Если посмотреть на зоны, освобождающиеся от многолетнего льда, становится ясно, что таяние непосредственно и больше всего касается России. Раньше средняя толщина льда была чуть менее трех метров (максимальная — пять метров), за эти года она уменьшилась на 1,3 метра, то есть почти в два раза. В связи с этим появляются дополнительные возможности для судоходства по Северному морскому пути, которое может осуществляться круглый год. Но с этими плюсами появляются серьезные риски, которые мы должны предвидеть. Сейчас особую опасность представляет метан, выделение которого в Северном Ледовитом океане резко усилилось [2]. Если раньше метан находился под мощным ледовым панцирем океана и выделение его было значительно ниже, то сегодня в Северном Ледовитом океане с прилегающими морями накоплено около 70 миллиардов тонн метана. Пока он изолирован вечной мерзлотой, но в случае продолжения процессов таяния льдов все это может быть выброшено в атмосферу.

Последствием изменения климата для северных территорий России станут проблемы с наводнениями и паводками. Когда МЧС России занимается предотвращением негативных последствий паводков, то около 90 процентов всех мероприятий связано с северными реками.

Для прогноза развития опасности, которая может наиболее серьезно повлиять на территорию, нами предлагается следующий методический подход. На наш взгляд наиболее полный учет в моделях названных выше факторов возможен только в вероятностно-статистических моделях анализа случайных величин, характеризующих рассматриваемые в моделях факторы. Используются методы оценки и прогноза опасностей, основанные на предположении о случайном распределении моментов образования опасностей во времени.

Метод позволяет предсказать вероятность опасностей в заданный промежуток времени на западной территории; основанные на наличии ритмов в проявлениях опасностей; основанные на установленных корреляционных зависимостях (линейных уравнений) связи между показателями опасности и факторами ее определяющими, а также на последовательном регрессивном анализе (исследование многофакторных моделей развития опасностей).

Методы, основанные на предположении о случайном распределении моментов образования опасностей во времени, выражаются в виде карт районирования опасностей в масштабах, приведенных в табл. 1. [4]

Прогноз выполняется в такой последовательности:

построение карты распространения опасностей по механизму их проявления;

разделение факторов развития, появления каждой из опасностей на классы (из набора m факторов

строится гистограмма его распределения в пределах исследуемой территории);

построение аналитических карт распределения классов отдельных факторов с таблицей площадей, приходящихся на каждый класс;

расчет удельного проявления опасностей по выделенным группам факторов;

определение вероятности проявления опасности. Вся процедура оценивания опасности и анализа риска на территории проводится на основе конкретной географической привязки, как источников воздействий, так и реципиентов риска.

По отношению к реципиенту риска карты могут быть индивидуального, социального, экономического и экологического рисков.

При изучении риска и принятии управленческих решений на разных уровнях власти существует необходимость руководствоваться картами и документами различной степени детальности и информативности: на общефедеральном уровне для этих целей могут использоваться карты обзорного и мелкого масштаба, в то время как на муниципальном уровне и при решении вопросов, связанных с отдельными объектами, требуются средне- и крупномасштабные карты. Иерархия карт природных опасностей и риска по их масштабам и назначению приведена в табл. 1 [4].

Примером интегрального экономического риска может служить карта риска строительного освоения территории России, составленная А.Л. Рагозиным, О.В. Слинко, В.А. Пырченко [5]. Оценка экономического ущерба от природных угроз, проведенная на основе этой карты, дала величину потерь для России, равную 15,5 — 19,0 млрд долл. в год. Риск потерь от опасных процессов является прогнозной оценкой, для получения которой необходимо знать: с какой вероятностью или интенсивностью возможно их проявление и насколько пострадают от этого объекты и население, попадающие в зону воздействия этих опасностей.

Опыт составления карт опасностей и рисков регионального уровня значительно меньше по сравнению с рассмотренными выше картами федерального назначения. Карты этого типа составляются для территорий отдельных субъектов федерации или группы субъектов. Масштаб карт может варьироваться в значительных пределах: от 1: 50 000 до 1: 1 000 000. Примером карт природных опасностей этого уровня может быть карта карстовой опасности территории Республики Татарстан, составленная под руководством А.Л. Рагозина в масштабе 1: 200 000.

Литература

1. Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу (утверждены Президентом Российской Федерации 18 сентября 2008 года № Пр-1969).

2. Цаликов Р.Х. Обеспечение комплексной безопасности север-

таблица 1

Иерархия карт природных опасностей и риска по их масштабам и назначению

Масштабный уровень Масштаб Объекты картографирования

ГЛОБАЛЬНЫЙ 1:10 000 000 и мельче Земля в целом

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ 1:10 000 000—1: 2 500 000 Территория всей России

РЕГИОНАЛЬНЫЙ Региональный 1: 1 000 000—1: 500 000 Округа или несколько субъектов Федерации

Субрегиональный 1: 500 000—1: 50 000 Отдельные субъекты Федерации

ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЙ Муниципальный 1: 50 000—1: 5 000 Отдельные города и промышленные центры

Местный 1: 2 000—1: 500 Отдельные населенные пункты, районы и микрорайоны городов

Объектовый 1:500—1:50 Отдельные объекты

ных и других регионов Российской Федерации. Постановка задач и пути их решения. Выступление на заседании Комитета Совета Федерации по делам Севера и малочисленных народов (г. Москва, 19 июня 2008 года).

3. Корейша М.М. Оценка опасности криогенных (мерзлотных) процессов при строительстве и хозяйственном освоении территории. Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. М.:ПНИИИС, 1995. С.94—96.

4. Осипов В.И. Оценка природных рисков на региональном уровне: мировой опыт и практика. Региональные риски чрезвычайных ситуаций и управление природной и техногенной безопасностью муниципальных образований. Материалы девятой Всероссийской научно-практической конференции по проблемам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. 20—21 апреля 2004 г. / МЧС России. М.: Триада, ЛТД. 2004. С.31—41.

5. Оценка и управление природными рисками: Тематический том / Под ред. А.Л. Рагозина. М.: Издательская фирма «Крук», 2003. 320 с.

6. Наумова Т.Е. Арктический совет и роль МЧС России в его деятельности // Технологии гражданской безопасности. 2010. Т.7. № 4. С.14—19.

7. Чуприян А.П. Обеспечение комплексной безопасности населения и территорий Арктической зоны Российской Федерации // Технологии гражданской безопасности. 2010. Т.7. № 4. С.4—7.

8. Козлов К.А., Гудовских Н.С., Кузнецов В.В. Стратегическая значимость Арктической зоны Российской Федерации // Технологии гражданской безопасности. 2010. Т.7. № 4. С.8—13.

Сведения об авторах

Овчинников Валентин Васильевич: д.т.н., профессор, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), гл. научный сотрудник. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. E-mail:avo6911@rambler.ru

Чумак Сергей Петрович: к.т.н., доцент, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), начальник научно-исследовательского центра. 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. E-mail: 7centr_09@mail.ru

Якутов Александр Викторович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), аспирант.

121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. E-mail: Yakutoff@yandex.ru