VIVOS VOCO: В.И. Осипов, "ПРИРОДНЫЕ КАТАСТРОФЫ НА РУБЕЖЕ XXI ВЕКА"

ПРИРОДНЫЕ КАТАСТРОФЫ
НА РУБЕЖЕ XXI ВЕКА

В.И. Осипов

Виктор Иванович Осипов - академик, директор Института геоэкологии РАН

В одной из своих работ В.И. Вернадский писал, что земная поверхностная оболочка не может рассматриваться как область только вещества, -это область и энергии. Действительно, на поверхности Земли и прилегающих к ней слоях атмосферы идет развитие множества сложнейших физических, физико-химических и биохимических процессов, сопровождающихся обменом и взаимной трансформацией различных видов энергии. Источниками энергии являются процессы реорганизации вещества, происходящие внутри Земли, физические и химические взаимодействия ее внешних оболочек и физических полей, а также гелиофизические воздействия. Эти процессы лежат в основе эволюции Земли и природной обстановки на ней. Геодинамические процессы вызывают развитие таких опасных явлений, как землетрясения, извержения вулканов, цунами, оползни, сели, наводнения, циклоны, ураганы и др.

Человек не в состоянии приостановить или изменить ход этих трансформаций. Осознание того, что последние являются серьезным препятствием развития экономики, побудило Генеральную ассамблею ООН принять 22 декабря 1989 г. Резолюцию (№ 44/236), в которой период с 1990 по 2000 г. провозглашен Международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных бедствий. В 1991 г. в нашей стране утверждена государственная научно-техническая программа "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф", в рамках которой было начато систематическое изучение природных опасностей. В настоящей работе подводятся некоторые итоги этих исследований.

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФ

В 1988 г. в Научном центре по эпидемиологическим катастрофам (The Center for Research on the Epidemiology of Disasters - CRED), расположенном в Брюсселе, была начата работа по составлению базы данных и изучению природных катастроф в различных частях мира. В банк данных включались только крупные катастрофы, в которых погибло не менее 10 или пострадало не менее 100 человек. Центром собрана информация о природных катастрофах в мире за последние 35 лет (1965-1999). В частности, рассмотрено 6385 крупных катастроф, связанных только с семью наиболее распространенными природными опасностями: землетрясениями, наводнениями, тайфунами и штормами, засухами, извержениями вулканов, экстремальными температурами (заморозками, гололедами, суховеями), оползнями. Последние три явления объединены в одну группу, названную "другие природные катастрофы". Анализ этих данных позволяет говорить об определенных тенденциях в развитии природных опасностей в мире.

Важное значение имеет изменение общего количества природных катастроф в исследуемый период времени. Для этого все опасные события были сгруппированы по пятилетним интервалам и для каждого интервала найдено среднее число. Как видно из рис. 1, в мире отмечается рост количества природных катастрофических явлений. В 1990-1994 гг. среднее ежегодное количество катастроф возросло по сравнению с 1965-1969 гг. почти в 3 раза. В последние годы (1995-1999) их число сохранялось на высоком уровне, хотя и несколько меньшем, чем в предыдущем пятилетии.

Рис. 1. Рост количества крупных природных катастроф в мире за 1965-1999 гг.
(среднее ежегодное значение за периоды в 5 лет). Источник: CRED

Наибольшее распространение в мире имеют тропические штормы, наводнения, землетрясения и засухи. Эти виды опасных явлений составляют соответственно 34, 32, 13 и 9% от общего числа. На остальные виды приходится 12% (рис. 2).

Рис. 2. Наиболее распространенные природные катастрофы в мире (1965-1999). Источник: CRED

В мире нет ни одного региона, где бы не происходили крупнейшие природные бедствия. Особенно распространены разрушительные природные явления с максимальными экономическими ущербами на Азиатском континенте (39% от общего числа крупнейших катастроф), в Южной и Северной Америке (26%), Европе (13%), Африке (13%), Океании (9%) (рис. 3).

Рис. 3. Распределение крупных катастроф по континентам мира за 1965-1999 гг. Источник: CRED

Так же, как и для мира в целом, для России характерен рост количества катастроф, особенно в последние годы. Так, по данным МЧС России, за последние 10 лет (1990-1999) было зарегистрировано 2877 событий чрезвычайного характера, связанных с природными опасными процессами (рис. 4). Среднегодичное количество катастроф в последнее десятилетие уходящего столетия достигло 288 в год, в то время как в предыдущее десятилетие оно составляло 110-130 катастроф -рост более чем в 2 раза. Наиболее быстрое увеличение отмечалось в 1997-1998 гг., что связано с экстремальным подъемом среднегодовой температуры воздуха в эти годы. Вслед за этим в 1999 г. последовал значительный спад общего числа катастроф.

Рис. 4. Изменение количества крупных природных катастроф в России за 1990-1999 гг.,
послуживших причиной чрезвычайных ситуаций. Источник: МЧС России

Наиболее частыми на территории России являются природные катастрофические явления атмосферного характера - бури, ураганы, смерчи, шквалы (28% от общего количества природных чрезвычайных ситуаций) (рис. 5). Далее идут землетрясения, составляющие 24% от общего количества. Чрезвычайные ситуации, обусловленные наводнениями, достигают 19% от общего числа. Опасные геологические процессы, такие как оползни, обвалы, карстовые провалы, составляют 4%. Другие природные бедствия, среди которых наибольшую частоту проявления имеют крупные лесные пожары, в сумме составляют 25%.

Рис. 5. Наиболее распространенные типы природных катастроф в России (1990-1999)

Важнейшей тенденцией является снижение защищенности людей и техносферы от природных опасностей. По данным Всемирной конференции по природным катастрофам (Иокогама, 1994), количество погибших от природных стихийных бедствий возрастало ежегодно в среднем за период с 1962 по 1992 г. на 4.3%, пострадавших - на 8.6%, а величина материальных потерь - на 6% [27].

Общее число погибших на Земле за 35 лет от семи видов катастрофических явлений составляет 3.8 млн. человек. Если проследить за динамикой изменения количества погибших в пятилетних временных интервалах, то окажется, что число жертв по годам изменяется неравномерно: от 25 до 359 тыс. человек в год (рис. 6). Максимум пришелся на 1970-1974 гг., когда засухи в Африке послужили причиной гибели 1793 тыс. человек. Еще одна вспышка смертности, связанная с засухой в ряде стран Азии, отмечалась в 1980-1984 гг. В конце 80-х и первой половине 90-х годов число жертв природных катастроф оставалось примерно на одном уровне (52-58 тыс. человек в год), а в последнем пятилетии (1995-1999) снизилось до 33 тыс. человек в год. Растет количество жертв, связанных с наводнениями, в то время как распределение по годам погибших от других видов катастроф не подчиняется какой-либо закономерности.

Рис. 6. Число погибших на Земле от различных природных катастроф за период с 1965 по 1999 г.
(среднегодовое значение за период в 5 лет), тыс. человек

Наиболее опасными для жизни людей являются засухи: их жертвами оказалось почти 49% погибших. Громадная угроза заложена в тайфунах и штормах. От них погибло около 26% людей, испытавших силу природных катастрофических явлений. Землетрясения занимают третье место по количеству смертных случаев (17% от общего числа погибших).

Более половины (53%) всех жертв приходится на Африку, количество жертв на Азиатском континенте составляет 37%. На Америку, Европу и Океанию приходится соответственно 7.4, 2.5 и 0.1 %. В Африке особенно много жертв приносят засухи, в Азии - тропические циклоны и штормы.

Общее количество людей, пострадавших от семи видов природных катастроф за последние 35 лет, составляет 4.4 млрд. человек, то есть почти 3/4 населения Земли. О снижении защищенности людей от стихийных бедствий свидетельствует рост количества пострадавших в течение всего исследуемого интервала времени (1965-1999) (рис. 7). Число пострадавших за это время возросло от 33 млн. (среднее значение в год за пятилетний период 1965-1969 гг.) до 208 млн. человек в год (1994-1999), то есть более чем в 6 раз. Особенно быстро шел рост количества пострадавших от наводнений. Если в 1965-1969 гг. их доля составляла 22% от общего количества, то в 1994- 1999 гг.-81%. Несколько меньшими темпами, но закономерно возрастало количество пострадавших от тайфунов и штормов: в 60-е годы - 8%, а в 90-е годы -10-14%.

Рис. 7. Число пострадавших в мире от различных природных катастроф за период с 1965 по 1999 г.
(среднегодовое значение за период в 5 лет) в млн. человек

Среди континентов первое место удерживает Азия, где 89% всех пострадавших, далее идет Африка (6.7%), на долю Америки, Европы и Океании приходится в сумме менее 5%. Около 55% всех пострадавших на Азиатском континенте связано с наводнениями, 34% - с засухами и 9%-с тайфунами и штормами.

Если взять отношение числа пострадавших к населению отдельных континентов, то этот показатель для Азии будет выше в 2 раза по сравнению с Африкой, в 6 раз по сравнению с Америкой и в 43 раза по сравнению с Европой.

Стремительными темпами растут экономические потери от природных катастроф (рис. 8). В целом за 35 последних лет экономические потери от природных катастроф в мире увеличились в 74 раза (без учета инфляции доллара за это время): в 60-х годах они составляли чуть более 1 млрд. в год, в 70-х-4.7, а в 80-х-16.6. В 1991-1994 гг. превысили 59 млрд., а в 1995-1999 гг. достигли почти 76 млрд. долл. в год. Суммарная величина экономических потерь за 35 лет составляет 895 млрд., в том числе за последнее десятилетие - 676 млрд. долл. Следует напомнить, что эти цифры относятся только к семи природным бедствиям. При учете всех остальных опасностей величина ущербов существенно увеличится.

Рис. 8. Экономический ущерб на Земле от различных природных катастроф за период с 1965 по 1999 г. (среднегодовое значение за период в 5 лет) в млрд. амер. долл.

Наибольший ущерб принесли тайфуны и штормы, наводнения и землетрясения. Если в 60-е годы ущерб от тайфунов и штормов составлял 0.9 млрд., наводнений - 0.1 млрд., а землетрясений 0.04 млрд. долл. в год, то в 1995-1999 гг. средний годовой ущерб в мире от этих явлений составил соответственно 15.6, 21.6 и 34.0 млрд. долл. в год. В целом на эти три вида опасностей в 1965-1999 гг. приходилось от 91 до 95% всех материальных потерь в мире.

Наибольшие экономические потери от природных катастроф относятся к Азиатскому континенту (46%), затем идут Америка (26%) и Европа (23%). На Африку и Океанию приходится 5%. В абсолютных цифрах экономические потери за 35 лет в Азии составили 412, Америке - 234 и Европе -210 млрд. долл.

Имеются примеры, когда экономические потери от природных катастроф в отдельных странах превышают величину валового национального продукта, в результате чего экономика этих стран оказывается в критическом состоянии. Так, например, прямой ущерб от землетрясения в Манагуа (1972) составил 209% стоимости годового валового продукта Никарагуа. В США ущерб только от четырех крупнейших природных катастроф в 1989-1994 гг. (землетрясения в Ломо-Приета и Нортридже, тропический ураган Эндрю и наводнение на Среднем Западе) составил 88 млрд. долл., что оказало заметное влияние на экономику наиболее развитой страны мира.

Уже сейчас многие страны, такие как Япония, вынуждены тратить на борьбу с природными бедствиями до 5% своего годового бюджета (0.8% валового национального продукта), что составляет 23-25 млрд. долл. в год. В некоторые годы эти затраты в Японии достигали 8% от годового бюджета.

В Китае ежегодные ущербы от природных катастроф составляют в среднем 3-6% валового национального продукта. В последнее десятилетие они возросли от 6.3 млрд. (1989 г.) до 36 млрд. долл. (1998) и в среднем составили 19 млрд. долл. в год [20].

С учетом того, что наряду с природными бедствиями наблюдается аналогичный рост технических катастроф, в перспективе экономика многих стран будет не в состоянии восполнять потери от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

В России, по имеющимся далеко не полным данным за 35 лет (1965-1999), от различных опасных природных процессов погибло более 4.5 тыс. и пострадало около 540 тыс. человек. Наибольшую потенциальную опасность для жизни россиян представляли землетрясения, приведшие только в результате двух катастрофических событий на Шикотане (1994) и в Нефтегорске (1995) к гибели около 2 тыс. человек. Значительные потери населения наблюдались при наводнениях, развитии оползней, обвалов, лавин, селей, ураганов и смерчей. Последовательность процессов в порядке уменьшения экономического ущерба для России выглядит несколько иначе: плоскостная и овражная эрозия (около 24% всех потерь), подтопление территорий (14%), наводнения и переработка берегов (по 13%), оползни и обвалы (11%), землетрясения (8%).

Наибольшие социальные и материальные потери приходятся на территории городов, где отмечается максимальная концентрация людей и техногенной инфраструктуры. Значительную опасность для городов России представляют наводнения (подвержено 746 городов), оползни и обвалы (725), землетрясения (103), смерчи (500), лавины (5), сели (9), цунами (9). Суммарный ежегодный социально-экономический ущерб от развития 19 наиболее опасных процессов на городских территориях в России, по экспертным оценкам, составляет около 9.7-11.7 млрд. руб. в год (в ценах 1991 г.).

Подверженность жителей различных стран природным катастрофическим явлениям тесно связана с уровнем социально-экономического развития. В соответствии с классификацией Мирового банка, все страны мира по их валовому национальному продукту можно разделить на три группы: с низким доходом (валовой годовой национальный продукт, приходящийся на одного человека, менее 635 долл. в год), средним доходом (от 635 до 7910 долл.) и высоким доходом (более 7910 долл. в год на человека). По данным на 1992 г., в странах с низким, средним и высоким доходами проживало соответственно 3127, 1401 и 817 млн. человек, а суммарная величина валового национального продукта составляла 1097, 3474 и 16920 млрд. долл. [27].

Анализ уязвимости трех групп стран с разным уровнем социально-экономического развития показывает, что наибольший социальный риск (гибель и увечье людей) характерен для стран с наиболее низким уровнем развития. На страны первой группы (с низким доходом), население которых составляет 58% всего населения Земли, приходится 88% погибших и 92% всех пострадавших людей от природных катастроф в мире за период 1965-1992 гг. Общее количество погибших и пострадавших в странах с низким доходом в 5.8 раза больше, чем в странах со средним доходом, и в 45.2 раза больше, чем в странах с высоким доходом.

Абсолютные значения экономических потерь значительно больше в развитых странах, что объясняется высокой концентрацией богатств в этих странах. В то же время отношение прямых потерь к объему валового национального продукта свидетельствует о том, что наибольшие относительные потери наблюдаются у стран с низким доходом. У стран со средним доходом это отношение в 2 раза, а у стран с высоким доходом - в 5.5 раза ниже. Таким образом, экономический ущерб от природных катастроф, так же как и социальный ущерб, наиболее тяжелым бременем ложится на экономику бедных стран.

Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что последствия природных катастроф тесно связаны с социально-экономическими факторами: продолжающийся рост бедности в развивающихся странах является одной из причин повышения уязвимости человеческого общества.

ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ РОСТА КОЛИЧЕСТВА КАТАСТРОФ

Увеличение количества природных бедствий в мире связано с рядом глобальных процессов в социальной, природной и техногенной сферах, которые обусловливают интенсификацию развития опасных природных явлений и снижение защищенности людей на Земле. Одной из причин увеличения количества природных и особенно техно-природных опасных явлений, увеличения жертв и материальных потерь является рост человеческой популяции на Земле.

С древнейших времен и до прошлого столетия численность населения на Земле изменялась незначительно, то возрастая до нескольких сот миллионов, то снижаясь из-за эпидемий и голода. В начале XIX в. она оставалась чуть меньше 1 млрд. Однако с наступлением индустриального периода развития ситуация резко изменилась: уже спустя 100 лет численность населения удвоилась, а примерно через 30 лет - утроилась. В 1975 г. она превысила 4 млрд., а в 1987 г. - 5 млрд. человек. 12 октября 1999 г. родился 6-миллиардный житель планеты. В среднем численность населения Земли в настоящее время возрастает ежегодно на 86 млн. человек, что соизмеримо с величиной населения Германии. Более 80% (4.8 млрд. человек) живут в развивающихся странах, на долю которых приходится почти весь прирост численности населения Земли. Согласно последнему прогнозу ООН, глобальная численность населения к 2050 г. составит 8.9 млрд. человек.

Еще более быстрыми темпами увеличивается городское население планеты. В наши дни урбанизация стала поистине глобальным процессом. Если в 1830 г. в городах проживало чуть более 3% населения, в 1960 г. - 34%, то в 2020 г. городское население будет составлять не менее 57.6% (рис. 9) [31]. Общая численность населения на Земле, начиная с 1970 г., увеличивалась в среднем на 1.7% в год, а население городов в это же время возрастало ежегодно на 4% [28].

Рис. 9. Рост населения Земли и городского населения с 1800 по 2020 г.
На верхней горизонтальной шкале показана численность городского населения в процентах

На общем фоне урбанизации быстро увеличивается число крупных городов-мегаполисов. Если в 1800 г., по данным ООН, в мире был только один город (Пекин) с численностью населения более 1 млн., то в 1900 г. их стало 16, в 1950 г. - 59, в 2010 г. ожидается 511, а в 2025 г. - 639, из которых 486 (76%) - в развивающихся странах. В 1900 г. существовал только один город (Лондон) с населением более 5 млн. человек, в 1950 их стало 8, а в 2000 - 45. Наконец, быстро растет количество гигантских городов с численностью населения более 10 млн. человек: в 1950 г. их насчитывалось три (Нью-Йорк, Лондон, Шанхай), в 2000 г. стало 24. По числу жителей современные и будущие мегаполисы не имеют исторических прецедентов. Так, при сохранении нынешних темпов прироста население города Мехико к 2010 г. может достичь 30 млн. человек, то есть превысит прогнозную численность населения всей Канады.

Урбанизация требует значительного расширения площадей городов. Ожидается, что к 2020 г. их суммарная площадь увеличится на 2.6 млн. км² и составит около 4% площади суши [26]. Особенно быстро разрастается площадь мегаполисов. Например, территория Мехико с 1940 по 1990 г.
увеличилась со 130 до 1250 км²территория Москвы за это же время - с 326 до 994 км².

Вновь прибывающие в растущие города переселенцы часто вынуждены осваивать малопригодные для проживания и подверженные опасным природным процессам участки - склоны холмов, поймы рек, заболоченные и прибрежные территории. Ситуация часто усугубляется отсутствием заблаговременной инженерной подготовки и соответствующей инфраструктуры на вновь осваиваемых территориях и возведением конструктивно несовершенных зданий. Это приводит к тому, что города все чаще оказываются в центре разрушительных стихийных бедствий, где страдания и гибель людей приобретают все более массовый характер [13]. При этом выявлена четкая закономерность: в развивающихся странах, где быстрый рост городов происходит без соответствующих капиталовложений в инженерную подготовку территорий и повышение надежности городских объектов, сильно увеличился риск гибели людей.

Рост критических ситуаций обусловливается не только увеличением человеческой популяции на Земле, но и ростом техногенных воздействий на окружающую природную среду. Это обстоятельство нашло отражение в основных документах Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992), в которых отмечалась тесная связь развития природных катастроф с деградацией окружающей среды. Высокие темпы современного технологического развития обусловили многократное увеличение потребления энергетических ресурсов. Так, за период с 1950 по 1998 г. глобальный валовой продукт увеличился более чем в 6.1 раза (с 6.4 трлн. до 39.3 трлн. долл.), а уровень потребления топлива (приведенный к нефтяному эквиваленту) возрос по углю в 2.1, нефти - в 7.8, природному газу - в 11.8 раза. По сравнению же с 1890 г. мировая экономика выросла в 20 раз.

Промышленно-технологическая революция привела к глобальному вмешательству человека в наиболее консервативную часть окружающей среды - литосферу. Геологическая деятельность человека сопоставима с природными геологическими процессами. Это дало основание В.И. Вернадскому еще в 1925 г. заявить, что человек своей научной мыслью создает "новую геологическую силу" [2]. Подтверждением может служить тот факт, что в настоящее время при строительстве и добыче полезных ископаемых человек перемещает в год более 100 млрд. горных пород, что примерно в 4 раза больше массы материала, переносимого всеми реками мира при размыве суши.

Техногенное воздействие человека на литосферу приводит к крупномасштабным изменениям в природной среде, активизирует развитие в ней ряда опасных процессов, служит причиной появления новых (техноприродных) процессов и явлений, среди которых наибольшую опасность представляют наведенная сейсмичность, опускание территорий, подтопление, карстово-суффозионные провалы, техногенные геофизические поля.

Техногенные воздействия могут ускорять накопление напряжений в земной коре, увеличивая частоту землетрясений, или способствовать разрядке уже накопившихся напряжений, являясь "спусковым крючком" подготовленного природой сейсмического события. Наиболее часто наведенная сейсмичность проявляется при создании крупных водохранилищ и закачке флюидов в глубокие горизонты земной коры. Установлено, что наведенную сейсмичность вызывали только 0.63% плотин высотой до 10м, высотой до 90м -10%, а высотой до 140 м и более - 21%.

Аналогичный эффект может вызвать закачка флюидов в глубокие горизонты земной коры при захоронении загрязненных вод, создании подземных хранилищ жидкостей и газов, законтурном обводнении месторождений углеводородов с целью поддержания пластового давления и в ряде других случаев. Существует мнение, что крупные землетрясения (магнитуда около 7 и более) в Газли (Узбекистан), произошедшие в 1976 и 1984 гг., также относятся к разряду наведенных, спровоцированные закачкой около 600 млн. м³ воды в Газлийскую структуру [9].

На урбанизированных территориях техногенные воздействия часто приводят к опусканию территорий в результате дополнительной статической и динамической нагрузки от зданий, сооружений и транспортных систем города. Процессы опускания городских территорий резко активизируются при извлечении подземных вод, нефти и газа. В северо-восточной части Токио (район Кото), например, отмечена максимальная величина снижения уровня земной поверхности - около 4.5 м за период с 1920 по 1980 г. Вследствие опускания суши возросла потенциальная опасность затопления города нагонными водами штормов. Аналогичные явления были установлены в другом крупном городе Японии - Осаке, где максимальное опускание составило чуть меньше 3 м. Для защиты города от морских вод здесь построены 190 км дамб, 80 насосных станций и около 550 специальных инженерных сооружений [5]. Катастрофических размеров достигло опускание поверхности в Мехико в результате интенсивного забора подземных вод. К концу 70-х вся территория города опустилась более чем на 4 м, а северовосточная его часть - на 9м. Ныне процесс удалось стабилизировать за счет сокращения объемов откачки воды [28].

Опускание поверхности Земли часто связано с добычей нефти и газа, причем в этом случае понижение уровня земной поверхности наблюдается на больших площадях. Самым впечатляющим примером является город Лонг-Бич в Калифорнии (США). Добыча нефти и газа в этом районе обусловила оседание территории города со все возрастающей скоростью, которая к 1952 г. достигала 30-70 см/год. Воронка оседания имела форму эллипса с осями длиной 65 и 10 км и площадью около 52 км². К началу 60-х годов максимальное опускание поверхности составило 8.8 м, а горизонтальные смещения 3.7 м [11]. Серьезно пострадали промышленные предприятия, жилые здания, транспортные пути, морской порт.

Одним из наиболее распространенных опасных техногенно-природных процессов является подтопление территорий, заключающееся в подъеме верхнего водоносного горизонта к поверхности Земли. В России в подтопленном состоянии находится около 800 тыс. га городских территорий. Из 1092 городов подтопление отмечается в 960 (88%), в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Омске, Ростове-на-Дону, Томске, Хабаровске, Новгороде, Ярославле, Казани. Ущерб от подтопления 1 га городской территории (в зависимости от степени ее застройки капитальными сооружениями, наличия исторических и архитектурных памятников, разветв-ленности подземной инфраструктуры) составляет от 15 до 200 тыс. долл.

Интенсивная откачка подземных вод и изменение установившегося гидродинамического режима на участках, пораженных древним карстом, могут активизировать карстово-суффозионные процессы, приводящие к образованию воронок техногенно-природного генезиса. В некоторых районах эти процессы настолько активны, что становятся опасными не только для зданий и сооружений, но и для людей.

Интенсивная хозяйственная деятельность вызывает образование на урбанизированных территориях техногенных физических полей - вибрационных, блуждающих электрических токов, температурных. Наибольшую опасность представляют электрические поля блуждающих токов, формирующиеся в основном за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок, станций катодной защиты. В результате повышается коррозионная активность грунтов по отношению к находящимся в них подземным коммуникациям в 5-10 раз. Установлено, что около 30% повреждений в трубах на территории Москвы приходится на долю электрокоррозии от блуждающих токов. Примерно 24% площади города отнесены к территориям с высокой степенью коррозионной опасности, на которых электрические поля блуждающих токов в сотни раз превышают естественный фон [8].

Эпоха научно-технического прогресса и глобального техногенеза ознаменовалась началом климатических изменений, связанных с повышением температуры на Земле. Начиная примерно с 1860 г. - времени первых инструментальных замеров приземной температуры воздуха - вплоть до настоящего времени отмечается постепенный рост температуры на Земле (рис. 10). По данным Всемирной метеорологической организации, глобальное повышение температуры за период с 1860 по 1998 г. составило около 0.8°С [30]. При этом рост температуры все эти годы шел неравномерно. Достаточно стабильный подъем отмечался в 1860-1935 гг., когда температура воздуха возросла на 0.4°С. Далее в течение 1937-1978 гг. отмечался этап умеренных колебаний средних годичных температур без какого-либо заметного тренда. За этим последовал период (с 1978 г. до настоящего времени) быстрого подъема глобальной температуры, прирост которой составил еще 0.4°С. В 80-х-середине 90-х годов был отмечен ряд исключительно теплых сезонов, а 1998 г. оказался экстремально теплым за весь инструментальный период температурных измерений на Земле.

Рис. 10. Прирост глобальной температуры воздуха за период с 1860 по 1998 г.

Несмотря на существование различных точек зрения на причины этого явления, сам факт потепления температуры воздуха на Земле является неоспоримым. Изменение температуры воздуха вызывает развитие ряда процессов в геосферных оболочках Земли, способных оказать как положительное, так и отрицательное воздействие на природную среду. С последним связано снижение безопасности общества и рост ущербов от стихийных бедствий. Так, по расчетам американских специалистов, потепление атмосферы на 1°С может привести к усилению воздушных потоков на Атлантическом побережье США на 40-60%, что, несомненно, усугубит и без того достаточно высокую уязвимость этой территории от тропических тайфунов и ураганов.

Дальнейшее потепление климата может вызвать катастрофические процессы глобального характера. Одной из наиболее серьезных опасностей является повышение уровня Мирового океана в связи с таянием ледовых покровов в Гренландии и высокогорных ледников. По расчетам, наиболее вероятное повышение уровня Мирового океана к 2030 г. составит 14-24 см. Ожидается, что уровень океана будет подниматься в начале XXI в. в 5-10 раз быстрее, чем в последнем столетии [29]. Максимальная величина подъема уровня океана к 2030 г. ожидается около 60 см, а минимальная - 5 см. Даже реализация умеренного прогноза подъема уровня океана может привести в ряде стран к затоплению и подтоплени^о низменных прибрежных территорий, повышению частоты наводнений, увеличению площади затопляемой территории, активизации развития береговой эрозии, разрушению сооружений береговой защиты, усилению волновых нагонов и т.д.

Другим исключительно важным процессом, который будет сопровождать потепление климата, является повышение температуры многолетнемерзлых пород и деградации криолитозоны. Этот процесс имеет исключительно важные последствия для нашей страны, 64% территории которой относится к криолитозоне. Наблюдения свидетельствуют о том, что температура воздуха за последние 30-35 лет на севере Европейской части России повысилась на 0.6-0.8°С, севере Западной Сибири - до 1.6°С, в Якутии - до 1.4°С. По данным геокриологов, в условиях Западной Сибири повышение температуры многолетнемерзлых пород на глубине 10 м к 2020 г. составит около 1°С, а к 2050 г. - 1.5-2.0°С [1, 15]. Это вызовет перемещение границы сплошной мерзлоты на север к 2020 г. на 50-80 км, а к 2050 г. - на 150-200 км.

Повышение температуры пород криолитозоны и ее деградация приведет к интенсификации таких опасных процессов, как термокарст, опускание территории в результате вытаивания льдов, термообразие, развитие оползней-сплы-вов, наледеобразование и другие [3].

Протаивание мерзлых пород и опускание поверхности сильно льдистых территорий в сочетании с некоторым подъемом уровня Мирового океана будет способствовать трансгрессии вод Северного Ледовитого океана и отступлению береговой линии арктических морей в глубь континента. О возможных масштабах этого процесса можно судить по палеогеографическим реконструкциям морских трансгрессий в прошедшие теплые эпохи. Так, по данным А.А. Величко, бореальная трансгрессия во время микулинского межледниковья проникала в бассейн Северной Двины и Вычегды на 600 км внутрь континента, а в бассейне Печоры - на 500 км [17].

Следует отметить, что потепление климата, как правило, сопровождается повышением количества осадков. Во время климатического оптимума голоцена, например, количество осадков в Северной Евразии было на 10-20% выше современного. По расчетам, выполненным в Институте геоэкологии РАН и Институте водных проблем РАН, объем влагозапасов в первой половине XXI столетия в северных регионах России может возрасти до 20-40%, что приведет к дополнительному подтоплению и заболачиванию пониженных участков на этих территориях [6].

НОВАЯ СТРАТЕГИЯ НА ПОРОГЕ ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ

Всемирная конференция по природным катастрофам, состоявшаяся в мае 1994 г. в Иокогаме (Япония), приняла декларацию, в которой сказано, что борьба за уменьшение ущербов от природных катастроф должна быть важным элементом государственной стратегии всех стран в достижении устойчивого развития [32]. Конференция обратилась ко всем странам с призывом перейти на новую стратегию борьбы с природными катастрофами, основанную на прогнозировании и предупреждении.

До недавнего времени усилия многих стран по уменьшению опасности стихийных бедствий были направлены на ликвидацию последствий природных явлений, оказание помощи пострадавшим, организацию спасательных работ, предоставление материальных, технических и медицинских услуг, поставку продуктов питания и т.д. [19]. Однако необратимый рост числа катастрофических событий и связанного с ними ущерба делает эти усилия все менее эффективными и выдвигает в качестве приоритетной новую задачу: прогнозирование и предупреждение природных катастроф. В основу новой концепции необходимо взять "глобальную культуру предупреждения", основанную на научном прогнозировании грядущих катастроф. "Лучше предупредить стихийное бедствие, чем устранять его последствия" - так записано в итоговом документе Иокогамской конференции. Международный опыт показывает, что затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера до 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.

При прогнозировании необходимо исходить из существования двух основных предпосылок развития опасных природных явлений: исторической (эволюционной) и антропогенной. В основе первой предпосылки лежат эволюционные процессы развития Земли, приводящие к непрерывной реорганизации вещества в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли с выделением и поглощением энергии, изменению напряженно-деформированного состояния земной коры и взаимодействия физических полей различной природы. Происходящие процессы лежат в основе глобальной геодинамики Земли и развития эндогенных, экзогенных, гидрологических и атмосферных явлений.

Наряду с этим в последние десятилетия существенно возрос антропогенный прессинг на окружающую среду, что неизбежно приводит к активизации опасных природных и развитию техно-природных процессов. Проявившаяся тенденция будет усиливаться в наступающем столетии и, таким образом, станет неотъемлемой компонентой всех прогнозных построений. Поэтому нужна принципиально новая теория прогнозирования, базирующаяся на учете влияния антропогенных факторов на эволюционное развитие природных процессов. Игнорирование этого обстоятельства и проведение прогнозирования, основанного только на эволюционном или антропогенном трендах, может привести к серьезным ошибкам.

Новая стратегия дает возможность перейти на экономическое планирование и развитие с учетом природных рисков, что позволит существенно сократить социальные и материальные потери, явится важным элементом устойчивого развития экономики. Возможность реализации такого подхода можно показать на примере строительного комплекса Москвы.

Как известно, градостроительное развитие столицы идет в условиях существования ряда природных опасностей, которые получили отражение на карте геологического риска, составленной Институтом геоэкологии РАН [8]. Для обеспечения адекватной природной безопасности жителей и техносферы на различных участках города, выделенных по величине комплексной опасности, необходимо осуществлять целый ряд превентивных мероприятий по снижению или предотвращению существующих опасностей. Такими мероприятиями могут быть усиление конструкций зданий, устройство дренажных систем и специальных защитных сооружений (подпорных стенок, водосбросов, берегоукрепительных сооружений), поднятие территории путем отсыпки грунта, повышение несущей способности грунтов путем уплотнения, цементации, армирования, защита от техногенных физических полей и т.д. Важным компонентом превентивных мер является соблюдение регламента изъятия подземных вод на отдельных участках и всей территории города, сброса технологических вод в глубокие горизонты геологической среды, осуществления крупных подземных взрывов вблизи города. Разумеется, что объем и характер указанных мероприятий будет зависеть от степени опасности и видов опасных природных процессов.

Реализация этих мероприятий должна основываться на соблюдении двух основополагающих принципов. Первый заключается в том, что хозяйственное освоение должно вестись на основе специально разработанных нормативных документов, содержащих требования к функциональному и строительному зонированию города с учетом районирования его территории по степени природного риска. В дальнейшем в соответствии с этим принципом решаются архитектурно-строительные вопросы, включая выбор конструкции сооружения, типа его фундамента, устройства заглубленных и подземных объектов и в зависимости от конкретных видов природных опасностей и степени их развития (карст, оползни, подтопление и др.).

Второй принцип заключается в проведении на стадии градостроительного планирования макроэкономического расчета затрат на освоение территорий с различной степенью природной опасности. Речь идет о дифференцированном подходе к финансированию в зависимости от подверженности создаваемых объектов природным рискам. Это может осуществляться через систему коэффициентов. На территориях с минимальным природным риском стоимость мероприятий по снижению риска может быть ничтожно мала. Поэтому макроэкономические расчеты для них могут включать минимальные повышающие коэффициенты затрат (в пределах нескольких или даже долей процента). В то же время освоение территорий с высокой степенью риска (например, оползневых склонов на р. Москве) может включать в экономические расчеты повышающие коэффициенты, исчисляемые десятками, а в некоторых случаях и сотнями процентов. Такие требования заставят многих инвесторов отказаться от опасных участков, несмотря на их ландшафтную привлекательность и другие преимущества. В результате появится возможность использовать эти участки в качестве, например, рекреационных зон без какой-либо их техногенной загрузки.

Аналогичные подходы можно и нужно осуществлять на локальном, региональном и общегосударственном уровнях при реализации различных проектов и инвестиционных программ, связанных с урбанизацией, строительством, образованием, социальным обеспечением, здравоохранением, страхованием. Принимая решения об инвестициях в районы, подверженные природным опасностям, необходимо учитывать риск, а расходы на его предотвращение или снижение включать в экономический анализ. Следуя таким путем, можно осуществлять дополнительное инвестирование в отдельные регионы, необходимое для строительства с возведением сооружений, устойчивых к тому или иному воздействию стихии, создания защитных сооружений, повышения комфортности сооружений в неблагоприятных климатических условиях, инженерной подготовки территорий, разработки социальных программ и т.д. Только такой подход может обеспечить управление риском природных катастроф и тем самым отвечать требованиям устойчивого развития.

* * *

После стремительного прорыва в космос и сделанных там потрясающих открытий человечество вновь обращает свои взгляды к своему общему дому - планете Земля. Проблемы Земли должны занять в наступающем столетии важное место среди фундаментальных и практических задач, ибо от их решения во многом зависит будущее нашей цивилизации и общее мировоззрение, определяющее перспективы дальнейшего развития общества.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анисимов О.А., Нельсон Ф.Э., Павлов Л.В. Прогнозные сценарии эволюции криолитозоны при глобальных изменениях климата в XXI веке // Криосфера Земли. 1999. № 4.

2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989.

3. Геокриологические опасности. Тематический том / Под ред. Гарагуля Л.С., Ершова Э.Д. М.: Издательская фирма "Крук", 2000.

4. Действующие вулканы Камчатки. В 2-х томах. М.: Наука, 1992.

5. Карбоньин Л. Опускание земной поверхности - катастрофическое явление глобального масштаба // Природа и ресурсы. Изд-во ЮНЕСКО. 1985. Т. XXI. №1.

6. Ковалевский B.C., Семенов СМ., Ковалевский Ю.В. Воздействия климатических изменений на подземные воды и взаимосвязанную с ними окружающую среду // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1997. № 5.

7. Кутепов В.М., Кожевникова В.Н. Устойчивость закарстованных территорий. М.: Наука, 1989.

8. Москва. Геология и город / Под ред. Осипова В.И. и Медведева О.П. М.: Изд-во Московские учебники и картолитография, 1997.

9. Наведенная сейсмичность / Под ред. Николаева А.В. М.: Наука, 1994.

10. Николаев А.В. Проблемы искусственной разрядки тектонических напряжений и снижения сейсмической опасности // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1999. № 5.

11. Никонов A .A. Человек воздействует на земную кору. М.: Наука, 1994.

12. Осипов В.И. Зоны геологического риска на территории г. Москвы // Вестник РАН. 1994. № 1.

13. Осипов В.И. Мегаполисы под угрозой природных катастроф // Вестник РАН. 1996. № 9.

14. Осипов В.И. Природные катастрофы в центре внимания ученых // Вестник РАН. 1995. № 6.

15. Павлов А.В. Мерзлотно-климатический мониторинг России: методология, результаты наблюдений, прогноз // Криосфера Земли. 1997. № 1.

16. Рагозин A.Л. Современное состояние и перспективы оценки и управления природными рисками в
строительстве. Анализ и оценка природного и тех-ногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИИС, 1995.

17. Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии. Поздний плейстоцен-голоцен: элементы прогноза. Региональная палеогеография. Вып. 1. М.: Наука, 1993.

18. Уайт Г. География, ресурсы и окружающая среда. Избранные статьи. М.: Прогресс, 1990.

19. Шойгу С .К., Воробьев ЮЛ., Владимиров В.А. Катастрофы и государство. М.: Энергоатомиздат, 1997.

20. China Disasters Reduction Plan. 1999.

21. Cogeoenvironment News. Commission on Geological Sciences for Environmental Planning of the International Geological Science, June, 1999.

22. Comprehensive Risk Assesment for Natural Hazards. WMO/TD. 1999. № 995.

23. Disasters Around the World. Global and Regional View. World Conference on Nutural Disaster Reduction. 23-27 May, 1994. Information paper № 4. Yokohama, 1994.

24. Geological Hazards of China and their Prevention and Control. Geological Publishing House. Beijing, China, 1991.

25. Jialin J. Status of Geological Hazards and Strategy of Prevention and Control in China. Material from Chinese Delegation to IDNDR Programme Forum. Geneva, Switzerland, 1999.

26. Jones, Barclay G„ Kandel WA. Population Growth, Urbanization and Disaster Risk and Vulnarability in Metropolitan Areas: A Conceptional Framework. World Bank Discussion Paper 168. Washington, D.C.: World Bank, 1992.

27. Natural Disasters in the World. Statistical Trend on Natural Disasters. National Land Agency: Japan, IDNDR. Promotion Office. 1994.

28. Nigel H., Puente S. Environmental Issues in the Sides of the Developing World: The Case of Mexico City. Environmental Issues in the Cities of the Developing World 2(4). 1990.

29. Warrick ЕМ., Barrow ЕМ., Wigley TM.L. The Greenhause Effect and its Implications for the European Com-manity. Report EUR 12707EN. 1990.

30. WMO Statment on the Stutus of the Global Climate in 1998. World Meteorological organization, WMO № 896.

31. World Resources Institute, United Nations Environment Programme and United Nations DoveCopment Programme. World Resources. 1990-1991. New York: Oxford University Press, 1990.

32. Yokohama Strategy and Plan of Action for a Safer World. Guidelines for Natural Disaster Prevention, Preparadness and Mitigation. World Conference on Natural Disater Reduction. Yokohama, Japan, 23-27 May, 1994. Unated Nations, New York and Geneva, 1995.