home   |   А-Я   |   A-Z   |   меню


Рис. 1. Ход температуры воздуха (максимальной и среднесуточной) в ?С по МС Бурмантово за январь-февраль 1959 г.

4. Расчет лавинной опасности и характеристик снежного покрова для пластовых лавин.

Итак, лавины зачастую сходят по ослабленному горизонту, А НЕ ПО КОНТАКТУ СВЕЖЕВЫПАВШЕГО СНЕГА СО СТАРЫМ. Процесс перекристаллизации может протекать очень быстро, когда температура воздуха приближается к 0 ?С. Механически слабый слой глубинной изморози не может выдерживать сколько-нибудь значительной нагрузки, что может вести к срыву снежной массы. Кристаллы льда, лежащие под снежной доской, превращаются в процессе перекристаллизации в своеобразную смазку для схода лавины.

Для расчета устойчивости (коэффициента устойчивости) снежного покрова воспользуемся формулой, разработанной в Новосибирском институте инженеров железнодорожного транспорта:

Тайна аварии Дятлова

(1)

где f ? коэффициент трения, для сдвига снега по снегу принимается равным 0,35; ? ? средняя плотность снежного покрова (г/см3), к концу зимы составляет 0,35, изменяясь в пределах 20 % от средней величины; hн ? толщина лавиноопасного слоя снежного покрова (см) по нормали к склону; величина будет рассчитана ниже; ? ? угол наклона склона, в нашем случае принятый равным 20?; Км ? масштабный коэффициент, при отсутствии фактического материала принимаемый равным 0,5; Кд ? коэффициент времени существования нагрузки (для расчета этого коэффициента на сегодняшний день не существует точных методик), принимаемый равным 0,3–1,0 (в нашем случае примем среднее значение ? 0,75); Кф ? коэффициент морфологии склона, для плоских склонов принимаемый равным 1,0, с ? коэффициент сцепления снега на контакте (кг/м2), будет определен ниже.

Между значениями коэффициента Кст и лавинной опасностью установлено следующее соотношение:

Тайна аварии Дятлова

Расчет коэффициента сцепления выполнен по соотношению (2):

Тайна аварии Дятлова

(2)

где d ? толщина пласта, d=hкр*cos? (м); остальные обозначения ? те же, что и в (1). Плотность этого слоя примем равной средней плотности снежного покрова в толще, хотя действительно она может оказаться на 20 % выше. В результате получаем 0,035 г/см2или 35 кг/м2.

Поскольку мы не имеем фактических данных о значении коэффициента сцепления и критической толщине лавиноопасного слоя, расчет произведем для нескольких вероятных случаев ? для этого воспользуемся методикой А.Г. Балабуева и Г.К. Сулаквелидзе и номограммой, приводимой в [1] (здесь номограмма не приводится ? фактически она построена по приведенным формулам). Расчетные значения для различных величин коэффициента сцепления с приводятся в таблице 1.

Таблица 1. Возможные характеристики лавиноопасного слоя снежного покрова при ?=20?; f=0,35; ?=0,35 г/см3.

Тайна аварии Дятлова

Значения коэффициента сцепления 35–18 кг/м2? это достаточно низкие значения. В описываемых условиях (крутизна склона, период расчета и т. д.) коэффициент устойчивости может достигать значений 100–200 кг/м2. Опираясь на материалы метеорологических наблюдений, мы допускаем наличие такого неустойчивого слоя, принимая верхнее возможное значение устойчивости. Сход лавины возможен при высоте снежного покрова превышающей критическую высоту.

Расчет критически опасной толщины лавиноопасного слоя выполнен по соотношению (3):

Тайна аварии Дятлова

(3)

где l ? длина лавиноопасного склона (м), принятая равной 1000 м (хотя может быть и большей, но длины склона в 100 м достаточно для возникновения пластовой лавины); а ? коэффициент, характеризующий сокращение снежного пласта при понижении температуры (при ?=0,35 коэффициент равен 70*10-6град-1); Е ? модуль упругости снега (кг/м2), Е=1,1*106*?; ?? ? уменьшение температуры снега, ?С, принято равной половине амплитуды колебания температуры воздуха за рассматриваемый период (13,6?С); ?р ? предел прочности снега на разрыв (принят равным пределу прочности на сдвиг ? с), остальные обозначения ? те же, что и в (1). Расчетная критическая толщина снежного покрова составляет 73,3-154 см (принимаем верхнее значение ? 154 см, соответствующее принятому значению устойчивости пласта с).

Для расчета коэффициента устойчивости принимаем не фактическую высоту снежного покрова, а высоту лавиноопасного слоя (принимаем hкр=hн).

Коэффициент устойчивости снежного покрова Кст составляет 1,08 (с возможной погрешностью до 70 % ? как в сторону завышения, так и в сторону занижения). То есть Кст (для наиболее благоприятного случая ? отсутствующей лавинной опасности) изменяется в пределах 1,08 ? 1,84.

Как следует из полученного значения коэффициента устойчивости, вероятность самопроизвольного обрушения лавины существует (при подобной гидрометеорологической ситуации). Кст=1,08 (если он был характерен именно для зимы 1959 г, конца января) свидетельствует о существовании средней вероятности схода лавины.

Однако, как видно из расчетов, нами приняты «не регламентируемые» руководствами по расчету лавинной опасности допущения (в частности, в отношении температурных градиентов по толщине снега, коэффициентов разрыва, значение коэффициента сцепления принято максимальным). Тем не менее, возможность лавинной опасности при «средних» условиях указывает на возможность схода лавины в диапазоне Кст<1,5.

5. Вывод.

В данных физико-географических условиях, при обозначенных метеорологических условиях (с учетом допущений о прохождении атмосферных фронтов и выпадающих осадках) в 55 % случаев (1 раз из 2 возможных неблагоприятных ситуаций) сход пластовой лавины (лавины сублимационной перекристаллизации) возможен (средняя лавинная опасность).[1]

6. Комментарий к полученному выводу о возможности схода лавины.

Интерпретировать результаты можно как угодно. Скептики могут возразить: «Где гарантия, что эти 55 % возможных случаев захватывали и вероятный случай в конце января 1959 г.?» Подобным скептикам следует, вероятно, еще раз ознакомиться с основами математической статистики. Дело в том, что расчеты, выполняемые в разных отраслях гидрометеорологии, могут быть: 1. Прогностические (когда величина или явление прогнозируется на определенную дату). Это и расчеты высших уровней конкретного весеннего половодья, расчеты погоды на сутки, неделю или месяц вперед, расчет даты наступления паводка и его высшего уровня с учетом расчета даты и количества ливневых осадков и т. д. 2. Вероятностные расчеты (такие, когда расчет выполняется на десятки лет вперед, а значит рассчитывается вероятность наступления критического явления ? уровня воды, наблюдающегося раз в 100 или 1000 лет, скорость ветра раз в 100 лет и т. д.). Подобные расчеты выполняются во всех отраслях строительного проектирования, инженерных изысканий и режимной гидрометеорологии. Этот расчет и определяет параметры сооружений, направления трасс авиатранспорта и т. д. ? таких параметров, при которых в n% случаев непрерывность работы сооружения, его целостность, жизни людей, наконец, не будут подвержены неблагоприятному действию стихии.

В данном случае вероятность того, что средней лавинной опасности не было составляет 45 %, а того, что была ? 55 %. Учитывая то, что мы оперируем гипотезой о случайности ? выходит, что и время схода лавины, и время пребывания туристов в лавиноопасном районе подчинены одним и тем же законам статистического распределения (причем вероятность ночевок туристов в лавиноопасном районе явно ниже вероятности схода лавины в этом же районе, и общая вероятность ПОПАДЕНИЯ ТУРИСТОВ В ЛАВИНУ НИЧТОЖНО МАЛА ? в общем она не намного выше вероятности того, что выйдя сейчас из дома Вы встретите на улице cлона). Однако здесь и кроется ответ на замечания скептиков: все говорят о том, что туристы не могли попасть в лавину ВООБЩЕ (вероятность того, что туристы могли ВООБЩЕ попасть в лавину ничтожно мала!). Но в том то и дело, что мы оперируем не ОБЩИМ случаем, а располагаем кое-какими фактическими данными, позволяющими путем анализа отбросить все нелогичные, маловероятные события, и ограничить круг событий (во времени и пространстве) ОПРЕДЕЛЕННЫМ местом, временем, для которого были характерны ОПРЕДЕЛЕННЫЕ метеорологические условия, состояние снежного покрова и горного склона. Именно это и значит, что одна из 2 ночевок ПОДРЯД (в данных ОПРЕДЕЛЕННЫХ условиях, в данном месте) со средней вероятностью оборачивается трагедией (приношу извинение за возможную некорректность формулировки, касающуюся ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ЖИЗНЕЙ).

Вот именно это и означает вероятностный расчет.

И в конце следует отметить ? в отношении расчета лавинной опасности любые прогнозы дают значительные погрешности. Повторюсь: если наличие лавинной опасности есть ? лучше не прогнозировать, а просто обойти опасный участок. На мой взгляд, если есть даже ничтожные признаки лавинной опасности и малая вероятность схода ? лучше всего руководствоваться даже не соображениями личной безопасности, а соображениями сохранения собственной жизни.

Для выполнения данной оценки лавинной опасности использованы следующие материалы: статьи о трагедии и фактический материал, приводимый в них; фотоснимки места трагедии разных лет, а также окрестных склонов; топографические карты М 1:50 000 на рассматриваемый район; показания туристов и иных очевидцев, наблюдавших лавины в данном районе; архивные материалы Уральского УГМС (управления по гидрометеорологии) по наблюдениям на метеостанциях в 1959 г.; методическая и справочная литература:

1. Практическое пособие по прогнозированию лавинной опасности. ? Л: Гидрометеоиздат, 1979. 200 с.

2. Божинский А.Н., Лосев К.С. Основы лавиноведения. ? Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. (обычный учебник, но весьма информативный),

а также несколько статей в различных сборниках (также вышедших в свет до 1990 г.)

Вполне допускаю возможные ошибки приятых допущений, а потому приму конструктивные замечания.


Инженер-гидролог Клименко Д.Е. 29/IV ? 2007 г.


О возможности возникновения лавин в горах Северного Урала | Тайна аварии Дятлова | Е.В. Буянов



Loading...