Примечание: Существует мнение, что снежный и снего-воздушный потоки тоже сильны, но не так как воздушный и приходят они позже, когда уже произошли разрушения нанесенные воздушной волной.
Иногда стремительный текучий снежный поток может к концу схода снежной лавины полностью распылиться, оставив на деревьях и скалах только плотный налет снежной пыли. А вот воздушный поток может после этого пройти не одну сотню метров оставив после себя сильные разрушения или перемещения зданий, ж/д локомотивов и т. д.
Изучая случаи возникновения и протекания комплексных лавинных аварий, ученые пришли к выводу, что виной всем разрушениям стала ударная волна, образовавшаяся под воздействием очень плотного сжатого воздуха.
Появление комплексных лавин зависит от типа склона, микрорельфа, подстилающей поверхности и снежных накоплений, захваченных в районе старта и вовлекаемых по пути, а особенно от их скорости, т.к. она может изменять структуру воздуха и снега в лавине превращая их в «тяжелый лавинный газ», который сжимает впереди себя воздух «до состояния брони».
В. И. Якшин
1.4.3. Уравнение возникновения снежного потока
Работа лавинного механизма основывается на действии силы тяжести P, которая направлена вниз, в сторону центра Земли и выполняет функции основной движущей силы, эффективно влияющей на снежные накопления, а затем и на лавинное тело, заставляя его перемещаться по наклонной плоскости к подножью склона. (Рис. 1.)
На практике величину силы тяжести определяют по упрощенной формуле:
P = mg,
где:
m – масса лавинного тела (кг),
g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения,
Px = P sin 𝝂 – составляющая силы тяжести по оси Х,
Py = Pcos𝝂 – составляющая силы тяжести по оси Y,
𝝂 – угол наклона склона (𝝂°),
F = ma – равнодействующая всех сил, влияющих на лавинное тело
m – масса лавинного тела (кг)
a – ускорение лавинного тела (м/с²)
N = Py = mg cos𝝂 – сила реакции склона (опоры)
Fтр = µN – сила трения
µ – коэффициент трения снега.
Рис. 1. Уравнение (1) возникновения лавинного снежного потока, для тестируемого участка снежных накоплений.
1.4.4. Условия возникновения снежного потока
В первую очередь самопроизвольное образование снежного потока зависит от величины угла наклона склона и коэффициента трения снега с подстилающей поверхностью.
Что касается угла наклона склона 𝝂, то он может сильно влиять на появление критического состояния у снежных накоплений, расположенных на нем. Поэтому на крутых склонах время от времени возникает напряженная предаварийная ситуация, заканчивающаяся сходом лавины.
Установлено, что для разных типов снежных накоплений существуют свои критические углы 𝝂* залегания, с помощью которых можно определять степень лавинной опасности.
Критический угол наклона склона 𝝂*
– это угол наклона заснеженных склонов, на которых у снежных накоплений определенного типа периодически возникает критическая ситуация, ведущая к самопроизвольному сходу снежного потока.
Критические углы наклона склонов для:
– лавиноопасного нового сухого снега 𝝂* находятся в диапазоне 25—45° и более
– осовоопасного нового сухого снега 𝝂* располагаются в интервале 15—25°, а иногда и менее
– мокрого лавиноопасного и осовоопасного снега 𝝂* лежат в пределах 12—20°, а иногда и менее
Примечание: Во время таяния снега мокрые лавины сходят на более крутых склонах практически везде, где есть снег.
Помните! Когда угол наклона заснеженного склона является критическим углом для лежащего на нем снега, то даже при незначительном изменении влияния различных лавинообразующих факторов, может образоваться снежный поток. Поэтому только всесторонний и постоянный мониторинг снежного покрова с помощью наблюдений, тестов и расчетов может привести к достаточно продвинутому пониманию его состояния, которое поможет более точно определить вероятность самопроизвольного схода лавины.
Выводы: 1. Уравнение (1) a = g (sin𝝂 – µ cos𝝂) показывает, что ускорение (а) является основным параметром, указывающим на образование лавинного снежного потока.
2. Если ускорение будет больше нуля (а> 0), это значит что возник равноускоренный снежный поток – лавина.
3. При (1) а = 0 снежные накопления могут находиться в состоянии покоя или равномерно сползать. Из чего следует, что снежный оползень (он же осов) – это равномерно двигающийся снежный поток.
1.4.5. Инициированный старт снежных лавин
В большинстве случаев накопления снега могут долго удерживаться на склоне до того момента, когда на них подействует некий внешний раздражитель, способный инициировать сход снежного потока.
(Инициировать – давать импульс, толчок чему-либо, вызывать, возбуждать, раздражать что-либо.)
Старт лавины под воздействием инициирования может произойти в любое время из-за множества причин. Это могут быть: упавший камень или небольшая снежная катышка, громоподобный звук, гравитационное приливное действие Луны, тепловое влияние солнечной радиации, капризы погоды, действия человека и т. д. Причем иногда достаточно одного очень слабого подземного толчка, чтобы нарушить спокойствие огромного дремлющего снежно-ледового склона, который своей безмятежностью десятки лет ослаблял бдительность экстремалов. Неожиданно, в одно мгновение снежно-ледовый склон сорвется с места, и миллионы кубов снега, фирна и льда с грохотом помчатся вниз, перечеркивая все авторитетные утверждения о безопасности спокойного белоснежного гиганта.
Основной закон гор гласит: «Все что в горах находится на верху, когда-то окажется внизу». В. Якшин
В преддверии схода лавины простейший лавинный механизм всегда взведен, потому что в основе его работы лежит постоянное влияние силы тяжести на неустойчивые накопления, находящиеся на наклонной плоскости горного склона. Их потенциальная энергия – это вес лавиноопасного снежного массива. Вес его каждой снежинки, льдинки и камушка…
Необходимо только нажать на спусковой крючок, и все придет в движение. В таких условиях трудно предугадать, что или кто даст старт «снежным драконам» и когда сойдет лавина.
Даже при совсем незначительном воздействии инициатора на неустойчивые накопления может произойти их стремительный сход.
Инициатором лавины, виновником ее старта может стать одно или множество различных происшествий по причине их воздействия на склон или лавиноопасные накопления, а также на то и другое одновременно.
По происхождению инициаторы старта лавин делятся на:
– метеогенные
– антропогенные
– техногенные
– экзогенные
– эндогенные
– космогенные.
Метеогенный инициатор – это воздействие на лавиноопасный склон атмосферных явлений. Например: ветра, дождя, грозы, снегопада, мороза и т. д.
(Метео от греч. meteōra – атмосферные явления.)
Антропогенный инициатор – это воздействие человека на лавиноопасный склон.
Например, проход экстремала по лавиноопасному склону может нарушить его устойчивость и привести к сходу лавины и т. д.
Техногенный инициатор – это прямое или косвенное воздействие человека на лавиноопасный склон техническими и др. средствами. Например, экстремал на снегоходе может перегрузить лавиноопасный склон и вызвать сход лавины…
Экзогенный инициатор – это воздействие на лавиноопасный склон поверхностных геологических процессов выветривания и денудации, которые способствуют разрушению горной породы и образованию обвалов, оползней и различных лавин.
Эндогенный инициатор – это воздействие на лавиноопасный склон геологических процессов, происходящих в глубинах Земли: землетрясений, нагревание горной породы, выбросы горячих газов, а также лавы и т. д.
Космогенный инициатор – это воздействие космических факторов на лавиноопасный склон. Например: действие солнечной радиации, солнечной и лунной гравитации, упавших метеоритов и т. д.
1.4.6. Снежные осовосборы
Осовосбор – это участок поверхности горного склона, в пределах которого осовы зарождаются, перемещаются и останавливаются.
Осовы – это широкие, но короткие до 50 м, равномерно сходящие ламинарные низкоскоростные снежные потоки, которые развивают скорость около 1м/с.
Осовами (снежными оползнями, недоразвитыми лавинами) часто условно называют все снежные потоки длиной до 50 метров, независимо от их скорости и типа движения.
Осовосборы: Рис. 1. Предвершинные; Рис. 2. Перегибные; Рис. 3 Локально-аномальные.
Сползание осова начинается «от линии»: прямой, дугообразной или ломанной. Оно происходит одновременно по всей площади зоны старта (𝜌), а затем продолжается в короткой зоне транзита (о) и заканчивается в зоне складирования (𝜆).
Сухие осовы способны сползать в зонах выполаживания в различных частях склонов гор, возвышенностей или впадин, имеющих угол наклона 25—15° и менее. В таких местах также могут стартовать мокрые снежные оползни даже при очень малых углах 7—15°. Но чаще всего осовы сползают в нижней части склонов, там они могут быть шириной 5—50 м, 50—100 м и даже более 500 м, которые способны перемещать свыше 1000—10000 м³ снега на расстояние до 50 м и немногим более.
Помните! С крутых невысоких склонов, которые резко выполаживаются, могут сходить осовоподобные снежные потоки в виде недоразвитых лавин. То есть, как и осовы, такие лавинки могут проходить по склону 10—50 метров, перемещая около 10—100 м³. В конечном итоге, не смотря на их другой тип движения, они, как и осовы, тоже не редко бывают смертельно опасны.
Примечание: Иногда существует потребность узнать, сошла лавинка или осов? Это легко определить по углу наклона склона. Если он более 25°, то сошла лавинка.
1.4.7. Снежные лавиносборы
1.4.7.0. Устройство и типы лавиносборов
Лавиносбор – это участок поверхности гор, в пределах которого лавины зарождаются, перемещаются и останавливаются.
Лавина – это равноускоренный поток снега, сходящий под действием силы тяжести по поверхности горных склонов и лавинным каналам: лоткам, ложбинам, желобам и т. д.
Лавиносборы состоят из 3 зон:
– зона старта (𝜌)
(она же зона зарождения или лавинный очаг)
– зона транзита (о)
(она же путь перемещения лавинного тела)
– зона складирования (𝜆)
(она же зона отложений, вал или конус выноса лавины).
По наличию различных каналов (лотков) на лавиноопасных склонах определяют типы лавиносборов, они бывают:
– неканализованные
– канализованные
– комбинированные.
1.4.7.1. Неканализованные лавиносборы
Лавиносборы, расположенные на широких открытых склонах, на которых нет каналов для транспортировки лавинного материала, называют неканализованными.
Помните! Неканализированные снежные потоки после старта, расширяясь в меру своих возможностей, беспрепятственно проходят к валу отложений по относительно широкой зоне транзита.
Рис. 1 Неканализованные снежные лавиносборы: b – лавины из рыхлого снега; с – лавины из пластового снега; d – лавины из блочного снега (карнизные они же обвальные); Зоны неканализованных снежных лавиносборов: 𝜌) зона старта, о) зона транзита, 𝜆) зона складирования.
В стартовых зонах неканализованных лавиносборов выявлены три основные типа очертания места возникновения снежных потоков:
– старт «из точки» происходит у снежных накоплений, состоящих из рыхлого снега (Рис.1b𝜌), начинающих движение на маленьком участке, который издалека видится точкой
– старт «от линии» бывает двух типов:
– старт «от линии отрыва» снежной доски в верхней части лавиносбора происходит у пластовых лавин (Рис.1c𝜌)
– старт «от линии обрушения» происходит (Рис.1d𝜌к) у снежных или снежно-ледовых карнизов, а также у различных висячих ледников.
Примечание: Линия начала стартовой зоны может быть в виде прямой, ломаной или дугообразной линии.
Рис. 2. Рис. 2*. Расположение зон старта снежных лавин: 1-я она же вершинная или «к» – карнизная; 2-я она же предвершинная; 3-я она же перегибная; 4-я она же локально-аномальная;
На открытом склоне наиболее благоприятным местом для старта лавины являются следующие зоны:
– 1-ая, она же «вершинная» или «к» – «карнизная» расположена на вершинах гор, хребтов и отрогов
(В карнизной зоне лавиноопасного склона могут стартовать снежные доски и карнизные обвальные лавины.)
– 2-я, она же «предвершинная», выделена крупными стрелками
