ОБЖ: «Лавины + лавбез экстремала»

1.3.2.7. Влияние температуры на консистенцию снежных накоплений

Консистенция температуры снежных накоплений – это видимые невооруженным глазом признаки лавиноопасности снежных накоплений обусловленные действием температуры на силы сцепления между частицами снега на разных стадиях его эволюции.

Лавиноопасные снежные накопления, исходя из консистенции температуры, делят на:

– значительно-холодные

(Состоящие из примитивных снежные кристалликов, не имеющих зацепок, находящихся в накоплениях «дикого» снега, пребывают в очень неустойчивом состоянии и при первой возможности начинают перемещаться снежными ручейками, которые затем объединяются в лавинный поток и могут инициировать сход стремительной снежно-пылевой лавины.

Также в значительные холода может самопроизвольно сходить порошкообразный молодой снег, а также твердые снежные доски, которые из-за сильного понижения температуры уменьшаются в объеме, разрываются на части и устремляются вниз.

Кроме этого, в сильные морозы экстремалы могут без особых усилий нарушить устойчивость различных снежных накоплений и создать лавиноопасную ситуацию.)

– умеренно-холодные

(В умеренно холодный период сходят твердые снежные доски, треснувшие из-за холода, а также просевшие из-за перегруза, возникшего во время снегопада или прохода по ним экстремалов.)

– слабо-холодные

(Свежевыпавший снег во время интенсивных снегопадов может создавать лавиноопасные ситуации, при которых лавины из рыхлого снега могут сходить самостоятельно или совместно с нижележащими пластами.

В таких условиях во время снегопадов и после них экстремалы нередко попадают в лавинные аварии. Поэтому, как бы не радовал экстремалов пухляк, лучше отказываться от опасного катания. Так как категорически запрещено выходить в горы в непогоду или сразу после нее. Обычно после затяжного снегопада в горы выходят через 3 дня, но в значительно сильное понижение температуры выход на маршрут может задержаться еще на несколько дней.)

– неустойчиво-холодные

(С приходом весны солнце, дождь и туманы, а также выпавший мокрый снег сильно ускоряют процесс таяния. Снежные накопления становятся температурно- неустойчивыми, в них начинает появляться много несвязанной воды, которая, как известно, имеет положительную температуру, что нарушает взаимосвязи между частицами по всей толще снега и в конце концов, приводит к множественному сходу мокрых осовов и лавин полной глубины, а также к обвалам снежных карнизов и т. д.)

Выводы: Лавиноопасным считается слой сухого свежего снега толщиной 30 см и более, выпавшего за 1 сутки. Чем ниже температура воздуха, тем она ниже и у свежевыпавшего снега, поэтому тем дольше продлится его неустойчивое состояние, так как при низких температурах снег оседает медленнее.

Верхние пласты снега толщиной около 30 см в течение одного или несколько часов после резкого прихода умеренных или значительно низких температур становятся более хрупкими, и некоторые из них легко разрываться при небольших нагрузках и даже самопроизвольно.

При приближении температуры воздуха вплотную к 0° прочность снежного покрова колеблется в допустимых пределах: то понижается в связи с дневным подтаиванием, то возрастает из-за ночного подмерзания. А затем, после полного перехода в зону влияния положительных температур, она резко снижается, что создает предпосылки для массового схода мокрых лавин.

1.3.2.8. Температура лавиноопасных снежных накоплений

Температура снега – физическая величина, характеризующая тепловое состояние снежных накоплений.

Температура (от лат. temperatura – надлежащее смешение, нормальное состояние).

Для измерения температуры снега в полевых условиях используют цифровые мини-габаритные термометры весом 40—50 г, которые обеспечивают быстрое измерение температуры за 3—5 сек. Их ЖК-дисплей показывает температуру с высокой точностью – от -50 до +300℃.

Основной единицей измерения температуры в Международной системе единиц (СИ) является Кельвин. Он имеет символ К.

Но для повседневного применения чаще всего используют шкалу Цельсия, в которой 0° C практически равен точке замерзания воды, а 100° C равны ее точке кипения при атмосферных условиях, соответствующих уровню моря.

Температура различных снежных накоплений:

1. Значительно-холодные

При значительных морозах от -20 до -30° и ниже, может выпадать «дикий» очень текучий снег плотностью 0,01—0,03 г/см³, состоящий из необыкновенно легких кристаллов размерами около 1—2 мм, в форме игл и шестигранных пластинок имеющих мало зацепок.

В такие холода не менее лавиноопасен и свежевыпавший очень мелкий порошковидный снег плотностью 0,03—0,06 г/см3

2. Умеренно-холодные

В промежутке умеренных морозов от -20 до -10°С сходят накопления свежевыпавшего сухого снега плотностью 0,03—0,06 г/см3 и менее, состоящего из простых снежинок, пушистого порошкообразного (он же пороховидный) снега размерами 1—2 мм и сложных дендритовых звезд, а также звезд, опушенных изморозью, размерами около 1—5 мм.

3. Незначительно холодные

При незначительных морозах от -10 до 0° С сходят лавины из сухого порошкового снега размерами 1—2 мм и из дендритовых и опушенных сложных звезд размерами 2—8 мм, а также мелких и крупных хлопьев размерами от 5 до 50 мм, образуя снежные накопления плотностью около 0,03—0,06 г/см3 и более. Замечено, что в горах при температуре около -9° С в некоторых местах выпадает довольно много (до 1—4 м) твердых осадков в виде пушистого порошкового снега (0,03—0,06 г/см3), что сильно усложняет лавиноопасные ситуации.

4. Неустойчиво холодные

В заморозки при температуре воздуха около -3° и немного выше 0° незначительно холодные снежные накопления могут переходить в пограничное состояние между теплом и холодом, между снегом и водой. Днем они подтаивают, а ночью подмерзают.

Примечание! Во всем диапазоне возможной температуры ледосодержащих накоплений при определенных условиях может возникать их неустойчивость, во время которой возможен сход лавины.

1.3.3. Комплексное влияние погоды на лавиноопасность снежных накоплений

«Погода является творцом снежных лавин, она с помощью метеофакторов создает снежные накопления на горных склонах и влияет на их устойчивость».

В. Якшин

В формировании снежного покрова обычно участвует несколько метеофакторов, имеющих положительное воздействие на рост и стабилизацию снежных накоплений. Но при этом каждый из них может неожиданно нарушить нормальный ход процесса, обеспечивающего устойчивость снега, и инициировать сход лавины.

Фактор – это движущая сила какого-либо процесса, определяющая характер или отдельные его черты и т. д.

(От лат. factor – делающий, производящий).

Метеорологические факторы – это физические свойства атмосферы, формирующие погоду и оказывающие основное влияние на состояние снежного покрова и процесс возникновения лавин.

Примечание: Не следует забывать, что возможных инициаторов схода лавины и без влияния атмосферных явлений достаточно много.

(См. 1. 7. 4. 3 Метеогенные, антропогенные, техногенные, экзогенные, эндогенные, космогенные инициаторы лавин).

К основным метеофакторам влияющим на лавинообразование относятся:

– снегопады и др. осадки (1)

– температура воздуха (2)

– ветер (3)

– солнечная радиация (4) и т. д.

К наиболее значимым параметрам, которые характеризуют степень влияния метеофакторов на лавинопасность снежных накоплений, относят:

– высоту старого снега (1)

– высоту свежевыпавшего и свежеперенесенного снега (1)

– интенсивность снегопада и тип кристаллов нового снега (1)

– скорость оседания, плотность и влажность снега (1)

– температура воздуха и снега (2)

– скорость ветра и его давление на поверхность снежного

покрова (3)

– интенсивность солнечной радиация (4) и т. д.

1. Снегопады и снежные накопления сильно влияют на увеличение лавинной опасности:

– свежие снежные накопления очень лавиноопасны, особенно когда они находятся сверху старого плотного снега, который скрывает все естественные якоря (опасность еще сильнее возрастает, если на пласте образовалась ледяная корка)

– часто во время затяжного интенсивного снегопада сухие лавины сходят самопроизвольно

– увеличение интенсивности снегопада приводит к повышению вероятности схода лавин, поскольку происходит быстрый рост снежного покрова, во время которого снег не успевает оседать и стабилизироваться (считается что прирост свежего сухого снега со скоростью около 30 см/сут создает высокую степень лавинной опасности)

– при выпадении влажного снега лавины возникают редко, потому что он быстро оседает и прилипает к нижележащему слою (но, при последующем его подтаивании появляется излишняя несвязанная вода, поэтому снег становится мокрым и устойчивые связи разрушаются, что приводит к негативным изменениям в снежном покрове, ведущим к стремительному повышению лавинной опасности).

Примечание: Лавины сходящие во время снегопадов или сразу после них называют «лавинами прямого действия».

2. Изменение температуры воздуха влияет на степень лавинной опасности через воздействие на:

– вид и состояние выпадающих осадков

– формирование структуры снежного покрова

– протекание процессов метаморфизма.

Миф №3

«…если на склон выпало мало снега, то лавины не сходят…»

Помните! В морозную безветренную погоду при слое свежего сухого снега толщиной в 10—20 см по гладким поверхностям крутого склона может сойти лавина, а при небольшом ветре около 4—5 м/с даже слой сухого снега в 5—10 см тоже имеет возможность превратиться в снежный поток.

Примечание: Сильное понижение температуры может привести к сжатию пластов, к их разрыву и сходу снежной доски, а сильное ее повышение может привести к появлению несвязанной воды в снежном покрове и образованию мокрых лавин.

3. Действие ветра может привести к сходу лавин из-за:

– интенсивного роста метелевых накоплений

– образования ветровых снежных досок и снежных карнизов

– появления слабых слоев в снежном покрове, образовавшихся в результате влияния воздушных потоков на межпластовую миграцию водяных паров, участвующих в процессе метаморфизма снега

– создания чрезмерного давления движущегося воздуха на заснеженный склон и возбуждения вибрации твердых верхних пластов, приводящих к их разрыву и сходу лавины

– адвекции (горизонтального перемещения теплых или холодных, влажных или сухих масс воздуха в лавиноопасные зоны).

Примечание: Адвекционные лавины – образуются в основном весной в результате перемещения теплых и влажных (а зимой при перемещении холодных и сухих) воздушных масс.

4. Воздействие солнечной радиации приводит к образованию инсоляционных лавин из-за поглощения солнечной энергии верхней частью снежных накоплений, в результате которого в них появляется талая вода, которая разрушает взаимосвязи между частицами снега и создает условия для схода небольших мокрых снежных потоков.

Наиболее благоприятный период для схода инсоляционных лавин – весна и лето. В это время очень опасно на склонах южной экспозиции с 10 часов утра вплоть до самого вечера. Поэтому маршрут надо прокладывать так, чтобы лавиноопасный участок склона был пройден вами ранним утром.

Примечание: Солнечная радиация – это потоки световой и тепловой энергии идущие от Солнца.

Инсоляционные лавины – это небольшие мокрые снежные лавины образовавшиеся в результате поглощения солнечной энергии верхней частью снежного покрова.

Выводы: Нередко из-за совместного действие лавинообразующих метеофакторов напряженная ситуация на заснеженном склоне успевает стабилизироваться до появления нового сильного снегопада. В результате чего в некоторых случаях сход лавины бывает возможен только при появлении человека или животных на склоне. И тем не менее, любой из метеофакторов может неожиданно начать доминировать и стать инициатором схода лавины.

Из этого следует, что развитие сценария возникновения лавинной опасности на изучаемом склоне в основном определяет погода, и поэтому ее влияние на стабильность снежного покрова необходимо постоянно подвергать тщательному анализу. Особенно сильно надо проявлять бдительность к влиянию погодных условий на снежный покров во время их резких изменений.

1.4. МЕХАНИЗМ СХОДА СНЕЖНЫХ НАКОПЛЕНИЙ

1.4.0. Устройство механизма схода снежных накоплений

Наклонная плоскость склона является основной частью простейшего природного лавинного механизма.

В. Якшин

Рис.1. Устройство механизма схода снежных накоплений по наклонной плоскости склона.

Условные обозначения:

– наклонная плоскость склона (𝜀 – эпсилон – греч.)

– угол наклона склона (𝝂 – ню – греч.)

– лавинное тело (𝜐 – ипсилон – греч.)

– сила тяжести (P – пи – англ.).

1.4.1. Наклонная плоскость склона

Наклонная плоскость склона является основной частью лавинного механизма и характеризуется 3 важными параметрами:

– углом наклона склона

– типом профиля склона

– типом подстилающей поверхности.

1.4.1.1. Угол наклона поверхности склона

Угол наклона склона (𝝂) сильно влияет на лавиноопасность расположенных на них снежных накоплений, он входит в число основных лавинообразующих факторов.

Ситуация, когда угол наклона склона находится в промежутке 0—7° показывает, что лавинному телу при малых углах наклона склона очень тяжело двигаться без приложения дополнительной внешней силы. Поэтому в зоне сильного выпалаживания склона происходит торможение снежного потока.

Но, не смотря на это, очень сильные лавины, которые набрали большую скорость, могут далеко выходить за нижнюю границу склона и продолжать движение в долине или взбираться на противоположный склон на высоту 100 м и более. Там разворачиваться и снова устремляться в долину. Это значит, что весьма пологие склоны, не имея условий для самостоятельного старта своих снежных накоплений, все же лавиноопасны, т.к. по ним проходят лавины, сходящие со значительно удаленных крутых склонов.

Для более детального изучения склоновых процессов введено понятие крутизны склонов:

– отвесные (𝝂 = 75°—90°)

– обрывистые (𝝂 = 60°—75°)

– очень крутые (𝝂 = 45°—60°)

– крутые (𝝂 = 30°—45°)

– крутопологие (𝝂 = 15°– 30°)

– пологие (𝝂 =7°—15°)

– очень пологие (𝝂 = 0—7°) .

Миф №4

«…снежные лавины не сходят при малых углах наклона склона…»

Помните! Протяженные участки наклонной плоскости с углом наклона около 0°—7° иногда оказываются далеким продолжением крутых склонов, на которых лавинное тело реализует очень большую кинетическую энергию. Поэтому на значительном расстоянии более 300—1500 м от нижней границы склона и даже на противоположном склоне может возникнуть опасность попадания экстремалов в снежную лавину.

Снежные потоки начинают самопроизвольно сходить при углах наклона склона:

– мокрый снег может стать осовоопасным и лавиноопасным даже при угле наклона склона около 7—15° и более

– при углах около 15—25° могут сходить крупные и совсем небольшие сухие снежные осовы, а иногда и лавины

(Из наблюдений и расчетов следует, что при угле наклона склона менее 25° сход лавин из сухого снега становится затруднительным, маловероятным и невозможным. Но не стоит расслабляться. На таких склонах под воздействием ветра могут стартовать и сходить лавины из рыхлого свежего сухого снега, а также из снежных досок, у которых «подрезали» подпорный вал.

(См. 2.2.2.5 / 19.08.2000 Минилавинная авария на леднике Нагела) Центральный Тянь-Шань район пика Погребецкого.)

– для схода лавин из сухого снега наиболее благоприятны углы наклона склона 25°—30°—45°

(В таких местах сухой снег нередко создает крупные лавиноопасные накопления, которые имеют большую потенциальную энергию и предрасположены к самопроизвольному сходу.)

– при угле наклона склона 45—60° заснеженные участки склонов гораздо менее опасны, потому что во время снегопадов они постоянно разгружаются мини и микро лавинками

(Тем не менее, в таких местах иногда возникают надувные лавиноопасные снежные накопления.)

– при угле наклона более 60°, снег осыпается практически при любом снегопаде

(Но необходимо помнить, что он может задерживаться на скальных выступах и полках, создавая надувные лавиноопасные снежные накопления, которые могут неожиданно сходить при воздействии очень сильных лавинных факторов.)

– случай, когда лавинное тело сходит вертикально вдоль стены, показывает, что идеальный обвал является лавиной, сходящей по склону, угол наклона которого равен 90°

(Так как во время обвала ускорение лавинного тела (а) равно ускорению свободного падения (g).

а = g (sin 𝝂 – µcos 𝝂) = g (sin90° – µcos90°) = g (1 – 0) = g,

Значит, оно движется равноускоренно, как и все лавины. Поэтому выражение «обвальные лавины» имеет вполне реальное обоснованное значение.)

1.4.1.2. Тип профиля склона

Профиль склона – это графическое отображение вертикального разреза склона по заданному направлению.

Рис. 1. Типы профилей лавиноопасных склонов.

По форме профиля горные склоны могут быть:

– прямые (1.1),

– выпуклые (1.2),

– вогнутые (1.3),

– выпукло-вогнутыми (1.4)

– вогнуто-выпуклые (1.5) и т. д.

Примечание: В горах также встречаются склоны с волнистым (1.6) и ступенчатым профилем (1.7). Поверхность всех склонов может быть осложнена различными повышениями и понижениями микрорельефа.

По длине склоны могут быть:

– длинные (l> 500 м),

– средние (l = 500—50 м),

– короткие (l <50 м).

Помните! Все типы склонов при определенных условиях могут быть лавиноопасны!

1.4.1.3. Подстилающая поверхность

Подстилающая поверхность (ε) – это поверхность склона или различных накоплений, лежащих на нем, по которым может сойти лавинный поток.

Существует 5-ть основных видов подстилающих поверхностей:

– скальные коренные породы (ε0)

(крупные и средние выступы скальных коренных пород хорошо удерживают различные накопления снега, а мелкие выступы и гладкие поверхности скальных коренных пород, наклоненные по стоку воды, слабо противостоят сходу снежных накопления)

– грунтовые (ε1)

(скальные крупно и среднеобломочные грунты хорошо удерживают различные накопления снега, а мелкообломочные слабо противостоят возникновению снежных потоков)

– почвенно-растительные (ε2)

(общеизвестно что низкорослый травянистый покров имеет небольшое сцепление со снегом и слабо противостоит возникновению лавинной опасности, а деревья и кустарники обладают высокой задерживающей способностью, так как они за счет своей корневой системы имеют хорошее сцепление с почвой и являются для снежного покрова природными якорями, которые хорошо удерживают различные накопления снега).

– снежные (ε3)

(сход лавин из свежевыпавшего снега часто успешно происходит по подстилающей поверхности плотного старого снега, а сход снежных досок может начаться по слабому слою или по несвязанным поверхностям подстилающих снежных пластов)

– ледовые (ε4)

(на ровной подстилающей поверхности ледников, ледяных линз и ледяных корок создаются исключительно благоприятные условия для схода снежных лавин).

Примечание: Микрорельеф подстилающей поверхности сильно влияет на устойчивость лежащих на ней накоплений снега.

1.4.2. Снежная лавина и ее составные части

Лавина из сухого снега – это совокупность различных потоков, возникающих во время схода неустойчивых сухих снежных накоплений.

При сходе сухого снега образуются три типа лавинных потоков:

– текучие (снежные)

– облачные (снего-воздушные)

– ветровые (воздушные).

1. Текучий снежный поток (он же лавинное тело)

– это основная кучно перемещающаяся по склону часть лавины, которая формируется, под влиянием лавинообразующих факторов, как снежный поток, текущий по склону.

(Лавинное тело обозначается греческой буквой 𝜐 – ипсилон – греч.)

Рис. 1. Монопотоковые лавины: b) «из точки»; c) «от линии»; d) «от карниза».

Примечание: Лавины, имеющие один поток – это текучие (монопотоковые) лавины.

Например, низкоскоростные (не пылящие) сухие или мокрые снежные лавины состоят только из текучего снежного потока.

Снежные текучие потоки делятся на:

– осовы (низкоскоростные снежные потоки, сползающие со скоростью не более 1 м/с)

– лавины (высокоскоростные снежные потоки, сходящие со скоростью более 1—100 м/с).

2. Лавинный снего-воздушный поток

– это естественное равноускоренное турбулентное перемещение снего-воздушных масс, возникших во время движения лавины, способных набирать очень большую скорость и превращаться в стремительно движущееся облако, состоящее из мелкой снежной пыли.

Рис. 2. Лавинный снего-воздушный поток: b) «из точки»; c) «от линии»; d) «от карниза».