Исторические географические закономерности крупных стихийных бедствий и их истоки

Второй крупный сейсмический пояс, известный как Альпийский пояс, простирается от Средиземноморского региона через Турцию, Иран, Гималаи и в Юго-Восточную Азию.В то время как землетрясения вдоль границ плит доминируют, внутритрубные землетрясения - те, которые происходят в пределах тектонической плиты, а не на ее границах - менее часты, но все еще могут нанести значительный ущерб.Примечательным примером является сейсмическая последовательность 1811-1812 Нью-Мадрид в центральной части Соединенных Штатов, которая произвела некоторые из крупнейших землетрясений, зарегистрированных в континентальных США.

Тропические циклоны, которые называются ураганами в Атлантике и тайфунами в западной части Тихого океана, требуют формирования теплых океанских вод с температурой поверхности, превышающей 26,5 °C. Их основными бассейнами развития являются Северный Атлантический океан (покрывающий Карибский бассейн и Мексиканский залив), восточная и западная часть северной части Тихого океана, южная часть Тихого океана и Индийский океан. Среди них западная часть северной части Тихого океана является наиболее активной, генерируя примерно треть тропических циклонов в мире каждый год. Хотя Атлантический бассейн производит меньше штормов, он был источником некоторых из самых интенсивных и разрушительных ураганов, включая ураган Катрина (2005) и ураган Мария (2017).

Наводнения являются наиболее распространенной природной опасностью в мире и зависят от сочетания таких факторов, как топография, насыщение почвы и характер осадков. Крупные поймы, в том числе дельта Ганга-Брахмапутры в Южной Азии, долина реки Янцзы в Китае, бассейн реки Миссисипи в Северной Америке и дельта реки Меконг в Юго-Восточной Азии, испытывают частые наводнения, вызванные муссонными дождями, таянием снега или штормовыми нагонами. Прибрежные регионы с низким уровнем возвышения, особенно с дельтами или барьерными островами, особенно уязвимы к наводнениям, вызванным тропическими штормами и повышением уровня моря. Внутренние внезапные наводнения, хотя и обычно локализуются, могут быть смертельными в горных или засушливых регионах, где внезапные интенсивные осадки вызывают быстрый сток и оползни.

Вулканические извержения преимущественно сосредоточены вдоль границ тектонических плит, особенно зон субдукции, где одна плита опускается под другую. Тихоокеанское огненное кольцо охватывает около 75 процентов активных и спящих вулканов в мире, что делает его наиболее вулканически активным регионом во всем мире. Ключевые вулканические регионы включают Каскадный хребет на северо-западе Тихого океана Соединенных Штатов, горы Анд в Южной Америке, Индонезийский архипелаг и Японию. В дополнение к этим пограничным вулканам, такие вулканы, как на Гавайях и Исландии, существуют в тектонических плитах и представляют значительную опасность, несмотря на их изолированные местоположения.

Происхождение природных катастроф

Происхождение стихийных бедствий можно проследить до динамических процессов Земли, как внутренних, так и внешних. Тектоническая активность является основным драйвером землетрясений, извержений вулканов и связанных с ними явлений, таких как цунами. Движение тектонических плит приводится в действие конвекционными потоками в мантии Земли, в результате чего пластины, которые сходятся, расходятся или скользят боково со скоростью, как правило, всего несколько сантиметров в год. При конвергентных границах субдукция происходит, когда одна пластина вынуждена под другой, создавая огромный стресс, который периодически высвобождается как мощные землетрясения.

Ярким примером тектонической активности, вызвавшей катастрофу, является землетрясение в Индийском океане 2004 года, которое зарегистрировало магнитуду момента между 9,1 и 9,3 вдоль зоны субдукции Сунда-Транш. Это событие вызвало массивное цунами, которое опустошило береговые линии через Индийский океан, в результате чего погибло более 230 000 человек и было широко распространено разрушение.

Сами цунами обычно вызываются подводными землетрясениями, но также могут быть результатом подводных оползней или извержений вулканов. Эти волны могут перемещаться по всем океанским бассейнам со скоростью, достигающей 800 километров в час, набирая высоту по мере приближения к мелководным прибрежным водам. Разрушительный потенциал цунами зависит от величины запускающего события, топографии морского дна и формы береговой линии. Землетрясение и цунами в Тохоку 2011 года в Японии иллюстрируют, как разрыв вдоль зоны субдукции может привести к массивной волне, которая перегружает береговую оборону и наносит катастрофический ущерб, включая ядерные аварии.

Климатические и атмосферные процессы определяют возникновение и тяжесть штормов, засух и наводнений. Одним из наиболее влиятельных климатических явлений является Эль-Ниньо — Южное колебание (ENSO), которое влияет на глобальные погодные условия. Во время фаз Эль-Ниньо теплые поверхностные воды в центральной и восточной части Тихого океана изменяют штормовые пути, приводя к более влажным условиям в некоторых регионах и засухам в других. И наоборот, фазы Ла-Нинья обычно уменьшают сдвига ветра над тропической Атлантикой, способствуя повышению активности ураганов. Научные оценки Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) подчеркивают, что повышение глобальных температур усиливает гидрологический цикл, приводя к более частым экстремальным осадкам, более длительным тепловым волнам и усугубляющимся засухам во всем мире.

Деятельность человека все чаще взаимодействует с природными процессами для усиления риска бедствий. Обезлесение на крутых склонах, например, ускоряет эрозию почвы и повышает восприимчивость к оползням и внезапным наводнениям. В Гималайском регионе вырубка лесов для сельского хозяйства повышает уязвимость к оползням, вызванным муссонами, подвергая опасности местное население и инфраструктуру. Урбанизация в опасных районах, таких как поймы и прибрежные зоны, ставит под угрозу больше людей и активов. Быстрый рост мегаполисов, таких как Токио, Джакарта, Мехико и Манила, часто происходит в сейсмически активных или подверженных наводнениям регионах, усугубляя потенциальные последствия стихийных бедствий. Кроме того, оседание, вызванное чрезмерной добычей подземных вод в прибрежных городах, таких как Джакарта и Венеция, еще больше увеличивает риск наводнений, в то время как повышение уровня моря, вызванное изменением климата, добавляет еще один слой угрозы для этих уязвимых групп населения

Исторические модели крупных катастроф

Исторические и геологические записи, несмотря на ограничения в полноте для более ранних периодов, показывают повторяющиеся региональные модели стихийных бедствий, которые тесно соответствуют основным геологическим и климатическим факторам. Например, древний средиземноморский бассейн был склонен к разрушительным землетрясениям и цунами. Землетрясение 365 года н.э. вблизи Крита вызвало цунами, которое затопило прибрежные города, включая Александрию, вызвав широкомасштабные разрушения.

Исторические хроники Китая документируют повторяющиеся катастрофические наводнения вдоль реки Желтая, реки, печально известной тем, что она меняет свое течение из-за массивного осаждения ила и неудач леви. Наводнения реки Янцзы 1931 года, среди самых смертоносных стихийных бедствий в зарегистрированной истории, были результатом комбинации проливных муссонных дождей, широко распространенной вырубки лесов и неадекватной инфраструктуры контроля за наводнениями. Оценки смертельных случаев от этого события варьируются от двух до четырех миллионов человек.

Тихоокеанское Кольцо Огня произвело некоторые из самых мощных и разрушительных землетрясений в истории. Хотя не расположенное в пределах Кольца Огня, землетрясение 1556 года в Шэньси в центральном Китае убило приблизительно 830 000 человек, в основном из-за обрушения пещерных жилищ Лесса. В Америке землетрясение 1906 года в Сан-Франциско (магнитуда 7,8) и последующие пожары разрушили большую часть города, приведя к крупным достижениям в сейсмической инженерии и городском планировании. Землетрясение 1960 года в Вальдивии в Чили, с магнитудой 9,5, остается самым большим землетрясением, когда-либо зарегистрированным инструментально. Это вызвало цунами в Тихоокеанском регионе, которое нанесло ущерб так далеко, как Гавайи и Япония.

Тропические циклоны исторически вызывали крупные разрушения в таких регионах, как Карибский бассейн, Филиппины и дельта Ганга-Брахмапутра в Бангладеш. Циклон Бхола 1970 года, обрушившийся на Бангладеш, убил от 300 000 до 500 000 человек, что сделало его самым смертоносным тропическим циклоном за всю историю наблюдений. Его штормовой нагон затопил низменные острова и прибрежные районы с минимальным предупреждением. Аналогичным образом, ураган Митч в 1998 году застопорился над Центральной Америкой, вызвав катастрофические осадки и широкомасштабные оползни в Гондурасе и Никарагуа. Эти бедствия стимулировали значительные инвестиции в системы раннего предупреждения и возможности реагирования на бедствия в уязвимых странах.

История Европы включает в себя значительные землетрясения, такие как Лиссабонское землетрясение 1755 года, которое в сочетании с цунами и последующими пожарами опустошило португальскую столицу. Эта катастрофа сыграла ключевую роль в дискуссиях эпохи Просвещения о рациональном управлении стихийными бедствиями и восстановлении городов. Совсем недавно европейская жара 2003 года, хотя и не является геофизической катастрофой, вызвала более 70 000 смертей и выявила уязвимость в инфраструктуре и системах общественного здравоохранения. Это событие подчеркнуло возникающий риск, связанный с климатическими экстремальными явлениями, которые все чаще усиливаются изменением климата даже в регионах, традиционно считающихся малоопасными.

Готовность и управление рисками

Понимание географических и исторических закономерностей стихийных бедствий имеет основополагающее значение для повышения готовности и усилий по снижению риска во всем мире. Системы раннего предупреждения продемонстрировали свою ценность в спасении жизней и снижении экономических потерь. Например, Тихоокеанский центр предупреждения о цунами на Алеутских островах 1946 года предоставляет оповещения десяткам стран, граничащих с Тихим океаном. Аналогичным образом, система предупреждения о цунами в Индийском океане, созданная в ответ на катастрофу 2004 года, усилила защиту прибрежного населения в Южной и Юго-Восточной Азии. В случае тропических циклонов, улучшения в прогнозировании трека и интенсивности такими организациями, как Национальный центр ураганов, резко снизили уровень смертности в Соединенных Штатах за последнее столетие.

Строительные коды и планирование землепользования являются критическими компонентами управления рисками стихийных бедствий и должны быть адаптированы к местным профилям опасности. Предрасположенные к землетрясениям регионы, такие как Япония, Калифорния и Чили, приняли строгие стандарты сейсмического проектирования, которые значительно снижают риск обрушения зданий. После землетрясения в Крайстчерче в 2011 году Новая Зеландия обновила свои строительные нормы, чтобы потребовать конструкций с большей пластичностью, повышая их способность противостоять сейсмическим силам. В подверженных наводнениям районах необходимы такие меры, как возведение зданий, строительство паводковых стен и сохранение водно-болотных угодий в качестве природных буферов. Сложная система дамб, барьеров штормовых нагонов и инфраструктуры управления наводнениями служит глобальной моделью для устойчивой жизни с опасностями, связанными с водой.

Обучение и подготовка общин одинаково важны. Такие страны, как Япония, проводят регулярные учения по землетрясениям и цунами в школах и на рабочих местах, обучая жителей быстро эвакуироваться на более высокие земли после сильного потрясения. Программа готовности к циклонам в Бангладеш, которая включает в себя сети добровольцев и многочисленные убежища от циклонов, значительно сократила число погибших от циклонов с момента ее создания в 1970-х годах. В Соединенных Штатах кампании по информированию общественности о зонах эвакуации от ураганов и рисках наводнений улучшили соблюдение приказов об эвакуации, хотя проблемы остаются в охвате уязвимых групп населения.

Эффективное управление рисками должно также учитывать основные социальные уязвимости. Бедность, неадекватное жилье и ограниченный доступ к информации непропорционально усугубляют риски бедствий для маргинализированных общин. Эти группы населения часто населяют наиболее подверженные опасности районы - склоны холмов, берега рек и прибрежные неформальные поселения - с минимальной защитной инфраструктурой. Интеграция снижения риска бедствий в более широкие рамки планирования развития, такие как Сендайская рамочная программа по снижению риска бедствий (2015-2030 годы), имеет важное значение для построения устойчивых обществ. Инициативы по инвестированию в зеленую инфраструктуру, восстановлению мангровых лесов и коралловых рифов для защиты от стихийных бедствий и обеспечению соблюдения правил землепользования способствуют сокращению как частоты, так и последствий бедствий.

Заглядывая в будущее, адаптация к изменению климата должна быть центральной для будущих усилий по обеспечению готовности. По мере повышения глобальных температур географическое распределение определенных опасностей меняется. Тропические циклоны могут расширять свой диапазон в сторону полюсов и увеличивать интенсивность, в то время как засухи и волны тепла, по прогнозам, повлияют на более широкие регионы. Районы, исторически считающиеся зонами с низким риском, такие как северная Европа или части внутренней Южной Америки, могут столкнуться с новыми экстремальными климатическими условиями. Чтобы идти в ногу с этими изменениями, карты опасностей должны регулярно обновляться, инфраструктура должна быть разработана с гибкостью, а сети научного мониторинга должны поддерживаться и расширяться. Эта постоянная работа опирается на всестороннее понимание географических и исторических моделей стихийных бедствий.

В заключение, географические и исторические закономерности крупных стихийных бедствий глубоко укоренились в тектонической деятельности Земли и климатических системах. Изучая эти закономерности, такие как землетрясения, сосредоточенные вдоль границ плит, ураганы, образующиеся над теплыми океанскими водами, и наводнения, повторяющиеся в крупных речных бассейнах, общества могут лучше предвидеть, готовиться и смягчать последствия будущих бедствий. Улучшенное научное понимание в сочетании с активным планированием, вовлечением сообщества и адаптацией к климату предлагает лучший путь к снижению уязвимости и повышению устойчивости во всем мире.