Table of Contents

Географические и крупные центры народонаселения

Огненное кольцо представляет собой обширную подковообразную зону, которая простирается примерно на 40 000 километров вокруг бассейна Тихого океана. На этот геологически активный пояс приходится около 90% землетрясений в мире и около 75% его активных вулканов, что делает его одним из самых динамичных и опасных регионов на Земле. Огненное кольцо охватывает части многочисленных стран и территорий по всей Азии, Океании, Северной и Южной Америке, в котором проживают сотни миллионов людей, которые живут среди значительных сейсмических и вулканических рисков.

Крупные населенные пункты, расположенные вдоль этого нестабильного пояса, включают мегаполисы, такие как Токио в Японии, Джакарта в Индонезии, Манила на Филиппинах, Лима в Перу, Сантьяго в Чили и несколько известных городов вдоль западного побережья Северной Америки, таких как Сан-Франциско, Лос-Анджелес, Сиэтл и Ванкувер.Окленд, Новая Зеландия, является еще одним заметным городским районом в этой зоне.Эти города служат экономическими, культурными и политическими центрами, что еще больше усложняет готовность к стихийным бедствиям и реагирование из-за их плотного населения и критической инфраструктуры.

На концентрацию городских и сельских поселений вдоль Кольца Огня в значительной степени влияют благоприятные географические условия, такие как плодородные вулканические почвы, доступ к морским ресурсам и исторические торговые пути.Однако эти выгоды сопряжены с неотъемлемым риском стихийных бедствий.Проблема балансирования развития с уменьшением опасности остается насущной проблемой для правительств и общин во всем регионе.

Виды природных опасностей вдоль огненного кольца

Землетрясения

Землетрясения являются наиболее частым и распространенным природным катаклизмом вдоль Огненного кольца, возникающим в результате движения и взаимодействия тектонических плит. В этой области преобладают сходящиеся границы плит, где океанические плиты субдуктивно подпадают под континентальные плиты, а также трансформируют разломы, где пластины скользят горизонтально мимо друг друга. Эти динамические взаимодействия вызывают накопление напряжения в земной коре, которое внезапно выделяется в виде сейсмической энергии во время землетрясения.

Землетрясения мелкой коры, особенно те, которые происходят вблизи или под густонаселенными городскими центрами, могут нанести катастрофический ущерб. Масштабы разрушений зависят от нескольких факторов, включая глубину землетрясения, величину, близость к населению и местные геологические условия. Например, мягкие отложения и восстановленные земли могут усиливать тряску земли, усиливая повреждения зданий и увеличивая потери.

Исторические землетрясения, такие как землетрясение в Кобе в Японии в 1995 году, которое привело к более чем 6000 смертей и обширному повреждению инфраструктуры, и землетрясение в Мауле в Чили в 2010 году, которое измеряло магнитуду 8,8 и вызвало разрушительное цунами, подчеркивают серьезное воздействие сейсмических событий в этом регионе.

Вулканические извержения

В Кольце огня содержится более 450 действующих вулканов, представляющих большинство активных вулканических систем мира. Вулканическая активность в этом регионе включает в себя целый ряд опасностей, таких как потоки лавы, пирокластические потоки, падение пепла, выбросы вулканического газа и взрывные извержения. Эти явления представляют угрозу для жизни, имущества, качества воздуха и экосистем, но вулканические почвы также обеспечивают плодородную почву для сельского хозяйства, привлекая населенные пункты, несмотря на риски.

Известные извержения, в том числе извержение горы Пинатубо в 1991 году на Филиппинах, которое произвело глобальные атмосферные эффекты и опустошило окружающие сообщества, и извержение горы Сент-Хеленс в 1980 году в Соединенных Штатах, которое резко изменило ландшафт, демонстрируют разнообразные и далеко идущие последствия вулканической активности. Осадок может разрушать крыши, загрязнять водоснабжение, нарушать авиацию и вызывать респираторные заболевания, в то время как пирокластические потоки - быстро движущиеся потоки горячего газа и вулканического материала - могут уничтожить все на своем пути.

Извержения вулканов часто имеют сложные предшественники, такие как повышенная сейсмичность, деформация грунта и выбросы газа, что позволяет в некоторой степени краткосрочного прогнозирования.Тем не менее, непредсказуемые стили извержения и интенсивность делают готовность и своевременную эвакуацию критически важными компонентами управления рисками.

Цунами

Цунами вдоль Огненного кольца преимущественно спровоцированы подводными землетрясениями, вулканическими обвалами флангов или подводными оползнями.Эти массивные волны могут проходить по всем океанским бассейнам на реактивных скоростях, в некоторых случаях затопляя прибрежные сообщества с небольшим предупреждением.Тихоокеанский бассейн особенно уязвим из-за концентрации зон субдукции по его периметру.

Катастрофическое цунами в Индийском океане 2004 года, вызванное землетрясением магнитудой 9,1 у побережья Суматры, привело к более чем 230 000 смертей во многих странах, что может точно определить разрушительные человеческие цунами. Аналогичным образом, цунами Тохоку 2011 года в Японии вызвало широкомасштабные разрушения, более 18 000 смертей и последующую ядерную катастрофу на Фукусиме Дайичи.

Высота цунами может превышать 30 метров на местном уровне, затопляя районы в километрах от суши и разрушая инфраструктуру, дома и транспортные сети.Сложный характер генерации и распространения цунами требует международного сотрудничества в области мониторинга, распространения раннего предупреждения и готовности сообщества к минимизации потерь людей.

Оползни и Лахарс

Крутая, изрезанная местность, типичная для вулканических дуг и горных хребтов вдоль Кольца Огня, подвержена оползням, вызванным сейсмическим сотрясением, интенсивными осадками или вулканической активностью. Вулканические лахары — быстро движущиеся вулканические сели, состоящие из воды, пепла и мусора — особенно смертельны, поскольку они могут быстро перемещаться по долинам рек, хороня поселения и инфраструктуру.

Извержение вулкана Невадо-дель-Руис в Колумбии в 1985 году привело к появлению массивного лахара, который поглотил город Армеро, убив более 20 000 человек и продемонстрировав смертоносный потенциал этих потоков. Лахары могут путешествовать со скоростью, превышающей 50 километров в час, часто с небольшим предупреждением, что делает планы раннего обнаружения и эвакуации необходимыми для сообществ ниже по течению вулканов.

Помимо немедленного разрушения, оползни и лахары могут привести к долгосрочной деградации окружающей среды, нарушить водоснабжение и усложнить усилия по восстановлению и восстановлению.

Исторические катастрофы и извлеченные уроки

На протяжении всей истории крупные катастрофы вдоль Кольца Огня оказали глубокое влияние на политику и практику борьбы со стихийными бедствиями во всем мире. Землетрясение в Канто 1923 года в Японии, в результате которого погибло более 100 000 человек, вызвало широкомасштабные пожары, которые усугубили человеческие потери и побудили ввести строгие строительные нормы и городские меры по предотвращению пожаров. Это событие стало поворотным моментом в подходе Японии к сейсмической устойчивости.

Землетрясение 1960 года в Вальдивии, самое сильное из когда-либо зарегистрированных на магнитуде 9,5, вызвало цунами в Тихоокеанском регионе, которое опустошило прибрежные районы от Чили до Гавайев и Японии. Это бедствие привело к созданию Тихоокеанской системы предупреждения о цунами, которая остается краеугольным камнем международного мониторинга и связи по вопросам опасности.

Землетрясение в Кобе в Японии в 1995 году выявило уязвимости в инфраструктуре, ранее считавшейся устойчивой к землетрясениям, что привело к пересмотру стандартов сейсмической конструкции, улучшению программ модернизации и улучшению координации реагирования на чрезвычайные ситуации. Каждое из этих событий подчеркивало важность интеграции научных исследований, инженерных инноваций и готовности сообщества к снижению риска.

Уроки, извлеченные из этих и других бедствий, подчеркивают необходимость комплексного картирования опасностей, обеспечения готовности к различным опасностям, инвестиций в устойчивую инфраструктуру и надежные системы связи, а также подчеркивают социальные аспекты риска бедствий, такие, как справедливое распределение ресурсов и включение уязвимых групп населения в процессы планирования.

Социально-экономические проблемы для поселений

Инфраструктура и уязвимость жилья

Многие общины вдоль Кольца Огня, особенно в развивающихся странах, сталкиваются со значительными проблемами, связанными с неадекватной инфраструктурой и уязвимым жилищным фондом.Неформальные поселения часто развиваются на неустойчивых склонах или подверженных наводнениям районах без соблюдения строительных норм, увеличивая воздействие оползней, землетрясений и наводнений.

Неукрепленные каменные здания, которые распространены во многих городских и сельских районах, особенно подвержены разрушению во время сейсмических событий.Школы, больницы и критическая инфраструктура часто не соответствуют стандартам устойчивости, ставя под угрозу жизнь и препятствуя возможностям реагирования на чрезвычайные ситуации.

Модернизация существующих структур для удовлетворения современных сейсмических стандартов является дорогостоящей и логистически сложной, особенно в быстро расширяющихся городских районах, где неформальное жилье распространяется. Ограниченные финансовые ресурсы, конкурирующие приоритеты развития и проблемы правоприменения еще больше сдерживают прогресс в направлении более безопасных построенных сред.

Экономический кризис и восстановление

Стихийные бедствия могут серьезно подорвать местную и национальную экономику, уничтожив предприятия, прервав цепочки поставок и повредив транспортные и коммуникационные сети. Землетрясение в Крайстчерче в Новой Зеландии в 2011 году, например, нанесло предполагаемый ущерб в размере 40 млрд новозеландских долларов, что в долгосрочной перспективе скажется на занятости, туризме и государственных услугах.

Малые и средние предприятия часто страдают от непропорционально большого числа проблем, поскольку им не хватает финансовых резервов или страхового покрытия для быстрого восстановления. Экономические потери приводят к росту нищеты, безработицы и социальной нестабильности, особенно в районах, где меры по снижению риска бедствий недостаточны.

Перемещение и миграция

Катастрофы часто вызывают перемещение — как временные эвакуации, так и постоянную эмиграцию. Извержение вулкана Агунг на Бали в 2018 году привело к перемещению более 100 000 человек, что привело к перенапряжению аварийных приютов и социальных служб. Рецидивирующие опасности могут привести к оставлению районов с высоким риском, но во многих случаях население восстанавливается в тех же уязвимых местах, что увековечивает циклы риска.

Перемещение оказывает давление на принимающие общины, что часто приводит к конкуренции за ресурсы и услуги. Долгосрочное перемещение также создает проблемы, связанные с жильем, доступом к здравоохранению, непрерывным образованием и восстановлением средств к существованию, что требует скоординированных гуманитарных мер и мер в области развития.

Стратегии управления стихийными бедствиями и смягчения их последствий

Строительные кодексы и планирование землепользования

Применение строгих строительных норм, разработанных для противодействия сейсмическим и вулканическим опасностям, является одним из наиболее эффективных методов снижения риска бедствий.Такие страны, как Япония, Новая Зеландия и Чили, разработали и постоянно обновляют стандарты сейсмической конструкции, включающие изоляцию оснований, системы рассеивания энергии и пластичные структурные элементы для повышения производительности зданий во время землетрясений.

Планирование землепользования дополняет эти усилия, ограничивая развитие в зонах повышенного риска, таких как активные линии разломов, зоны вулканической опасности и зоны затопления цунами.Распоряжения о зонировании и неудачи в строительстве помогают уменьшить воздействие, в то время как зеленые насаждения могут служить защитными буферами и зонами сбора эвакуации.

Однако правоприменение кодексов и правил планирования в значительной степени различается, особенно в странах с низким уровнем дохода и неформальных поселениях, где возможности управления ограничены. Укрепление институциональных рамок и интеграция участия общин имеют решающее значение для повышения соблюдения и эффективности.

Системы раннего предупреждения

Системы раннего предупреждения предоставляют важные секунды до минут предварительного уведомления, прежде чем произойдут самые разрушительные последствия землетрясений, цунами и извержений вулканов. Японская система раннего предупреждения о землетрясениях, одна из самых передовых в мире, использует плотную сеть сейсмометров для обнаружения начальных P-волн и быстро передает оповещения общественности с помощью сотовых телефонов, телевидения и сирен перед более разрушительными S-волнами.

Тихоокеанский центр предупреждения о цунами осуществляет мониторинг сейсмической активности в Тихом океане и выдает предупреждения о цунами уязвимым прибрежным районам.Эти системы полагаются на комбинацию сейсмических данных, океанских буев, датчиков приливов и спутниковых наблюдений для обнаружения и прогнозирования событий цунами.

Эффективное раннее предупреждение зависит не только от технологии, но и от информированности общественности, своевременного распространения оповещений и отлаженных процедур эвакуации.Поддержание инфраструктуры, обеспечение избыточности и устранение пробелов в коммуникации являются постоянными проблемами, особенно в отдаленных или ограниченных ресурсами районах.

Общественное образование и готовность

Общественное образование имеет основополагающее значение для эффективного снижения риска бедствий. Население, которое понимает опасности и знает, как реагировать, имеет более высокие показатели выживаемости и быстрее восстанавливается. Страны вдоль Кольца Огня проводят регулярные учения, публичные кампании и школьные программы для повышения осведомленности и готовности.

В Японии ежегодные общенациональные учения по ликвидации последствий стихийных бедствий привлекают миллионы участников, имитирующих меры реагирования на землетрясения и цунами. Чили и Индонезия проводят аналогичные учения по подготовке к цунами для укрепления знаний об эвакуации. Кампании по обеспечению готовности домашних хозяйств поощряют семьи к поддержанию аварийных комплектов, разработке планов связи и определению безопасных маршрутов эвакуации.

Маршруты эвакуации и инфраструктура приютов

Хорошо продуманные и хорошо продуманные пути эвакуации, четко обозначенные и поддерживаемые, имеют жизненно важное значение для безопасного и своевременного выхода из опасностей, таких как цунами и извержения вулканов. Во многих прибрежных общинах Тихого океана возможна горизонтальная эвакуация на более высокие земли, но в плоских или сильно урбанизированных районах вертикальные эвакуационные структуры - усиленные многоэтажные здания, предназначенные для противостояния встряхиванию и удару волны - обеспечивают критическое убежище.

Такие страны, как Япония и США, инвестировали в башни эвакуации цунами и повышенные безопасные зоны, включив их в городское планирование.Регулярные испытания процедур эвакуации, вывесок и общественных учений обеспечивают знакомство с сообществом и уменьшают панику во время чрезвычайных ситуаций.

Оригинальное название: Across the Ring of Fire

Япония

Япония является примером страны с высокоразвитыми системами готовности и смягчения последствий стихийных бедствий, связанных с огнем. В ее строгие строительные нормы включены технологии сейсмической изоляции и рассеивания энергии, которые значительно уменьшают ущерб от землетрясения. В стране действует одна из самых плотных сетей сейсмического мониторинга во всем мире и разработана сложная система раннего предупреждения о землетрясениях, которая предупреждает миллионы людей в течение нескольких секунд.

Участие сообщества является неотъемлемой частью стратегии Японии в случае стихийных бедствий, с обширными образовательными программами и регулярными учениями, укрепляющими культуру готовности.Несмотря на эти усилия, землетрясение и цунами в Тохоку 2011 года переполнили существующие проекты и вызвали ядерную катастрофу на Фукусиме, что привело к дальнейшему улучшению моделирования опасностей, устойчивости инфраструктуры и протоколов ядерной безопасности.

Индонезия

Индонезия, располагающая несколькими тектоническими плитами, является домом для более активных вулканов, чем любая другая страна, и сталкивается с высокими сейсмическими рисками. Разрушительное цунами в Индийском океане 2004 года выявило критические пробелы в раннем предупреждении и готовности общин, что привело к значительным инвестициям в системы обнаружения цунами и просвещение общественности.

Однако землетрясение в Палу в 2018 году и последующее событие по сжижению в сочетании с локализованным цунами выявили текущие проблемы в мониторинге опасности, городском планировании и реагировании на стихийные бедствия.Быстрая урбанизация, неформальные поселения и ограниченные ресурсы продолжают усугублять уязвимость, несмотря на национальные и международные усилия по повышению устойчивости.

Филиппины

Филиппины испытывают сложную комбинацию опасностей, включая частые землетрясения, извержения вулканов и тайфуны, которые вместе усиливают риски бедствий.Извержение 1991 года горы Пинатубо, второго по величине извержения вулкана 20-го века, вынудило эвакуацию более 200 000 человек и оказало значительное климатическое и экономическое воздействие.

Инициативы по снижению риска бедствий на уровне общин были реализованы по всей стране, в которых особое внимание уделяется местным знаниям, раннему предупреждению и планированию эвакуации. Однако постоянные проблемы, такие как бедность, проблемы управления и конфликты землепользования, препятствуют полной эффективности этих программ. Извержение вулкана Таал в 2020 году выявило трудности в логистике эвакуации и соблюдении требований общественности, подчеркнув необходимость постоянного наращивания потенциала и улучшения связи с рисками.

Западное побережье Америки

Западные побережья Северной и Южной Америки, включая такие страны, как Чили, США, Канада и Мексика, лежат вдоль Огненного кольца из-за субдукции плит Тихого океана и Наска.Чили пережило одни из самых крупных зарегистрированных землетрясений, а его передовые сейсмические коды и протоколы предупреждения о цунами служат моделями для региона.

Тихоокеанский северо-запад США и Канады сталкивается с надвигающейся угрозой «мегаземлетрясения» вдоль зоны субдукции Каскадия, которое в последний раз было разорвано в 1700 году.Инициативы по обеспечению готовности включают в себя кампании по государственному образованию, детальное картирование эвакуации цунами и модернизацию критической инфраструктуры.

Страны Центральной Америки и Мексика сталкиваются с аналогичными сейсмическими и вулканическими опасностями, особенно в связи с Транс-Мексиканской вулканической зоной.

Будущие направления снижения рисков

Взаимодействие в области изменения климата

Изменение климата все чаще признается в качестве фактора, который взаимодействует с природными опасностями и усугубляет их вдоль Кольца Огня. Повышение уровня моря расширяет масштабы цунами и увеличивает риск комплексного наводнения в прибрежных населенных пунктах. Усиление характера осадков способствует более частым и сильным оползням и вулканическим лахарам, что еще больше угрожает уязвимым общинам.

Кроме того, отступление ледников на вулканах, таких как гора Ренье в Соединенных Штатах и Невада-дель-Руис в Колумбии, уменьшает талую воду, которая стабилизирует вулканические склоны, потенциально увеличивая риски оползней. Включение климатических прогнозов в оценки опасности становится необходимым для долгосрочного планирования сообщества и проектирования инфраструктуры.

Технологические достижения

Новые технологии революционизируют мониторинг опасности и связь с риском. Спутниковый радар синтетической апертуры (InSAR) позволяет точно обнаруживать деформацию грунта на вулканах и зонах разломов, улучшая прогнозирование извержений и землетрясений. Распространение недорогих, подключенных к Интернету сейсмических датчиков повышает разрешение данных и охват.

Искусственный интеллект и машинное обучение применяются для анализа сейсмических сигналов и волн цунами, ускорения выдачи раннего предупреждения и повышения точности прогнозирования. Системы оповещения на основе смартфонов и платформы социальных сетей стали жизненно важными каналами для быстрого распространения предупреждений, хотя цифровые разрывы остаются проблемой для охвата всех групп населения.

Повышение устойчивости сообщества

Помимо инженерных и технологических решений, укрепление социальной устойчивости имеет решающее значение для снижения последствий стихийных бедствий. Общественные организации, местные знания и социальные сети способствуют эффективной готовности, реагированию и восстановлению. Расширение прав и возможностей уязвимых групп, содействие инклюзивному управлению и содействие устойчивым источникам средств к существованию помогают общинам адаптироваться и процветать, несмотря на повторяющиеся опасности.

Для создания устойчивых обществ вдоль Кольца огня необходимы совместные подходы с участием правительств, НПО, научных кругов и частного сектора. Интеграция мер по уменьшению опасности с более широкими целями в области развития обеспечивает, чтобы инвестиции в обеспечение безопасности также поддерживали экономический рост, здоровье и социальное благополучие.