Современная геодинамика и гелиогеодинамика. Природные катастрофы и организация превентивных мероприятий при чрезвычайных ситуациях. Задонина Н.В - 72 стр.

UptoLike

Рубрика: 

60
логический обиход С.С. Самедовым (1957) и
хорошо развитый С.И. Шерманом (1977). В
данной работе показана связь плотности ак-
тивных разломов с энергией землетрясений
и возможность использования этого пара-
метра для построения шкалы потенциальной
энергии разломов. Уравнение связи N
S
и M
L
выражается как:
M
L
= 0,11 N
S
+ 2,95.
Применение этого уравнения позво-
ляет оценить энергетический потенциал
территории, используя только данные о ха-
рактере деструкции верхних горизонтов ли-
тосферы, и выполнить соответствующее
районирование в энергетических терминах.
Энергетическая шкала лесных по-
жаров. Подобная шкала авторам в литера-
туре не встречалась, однако может быть со-
ставлена, исходя из некоторых стандартных
параметров, которые примем с соответст-
вующими оговорками. Создание шкалы
важно для учета энергетического баланса
Земли с приобщением к общему расчету ря-
да экзогенных процессов, но на уровне
средних или наиболее характерных величин.
Эти же условия будут приняты и для других
экзогенных процессов, работающих как с
выделением, так и поглощением энергии.
При лесных пожарах полностью выгорает
лесная подстилка. Ее объем меняется в зави-
симости от влажности в пределах 1,9-2,8
кг/м
2
. Энергия сгорания лесной подстилки -
это энергия тепловыделения в «чистом» ви-
де. В процессе верховых пожаров выгорает
примерно 10% древостоя. Это тоже важная
величина при энергетических расчетах.
Объем древостоя в составе «лиственница +
сосна» в бореальных лесах Сибири оценива-
ется как 60% + 40% (Усольцев, 2001 и 2002;
Фуряев, 1996). Оценим количество тепловой
энергии, выделяющейся при полном сгора-
нии лесной подстилки объемом 1,9-2,8
кг/м
2
, или 1,9-2,8
10
6
кг/км
2
и 10% древо-
стоя, состоящего из свежей древесины с
влажностью около 50%. Количество энер-
гии, выделяющейся при сгорании такой дре-
весины, составляет 20,510
3
Дж/г, или 2
10
7
Дж/кг. Некоторые справочники (Кух-
линг, 1985) сообщают иные значения тепло-
ты сгорания древесины8-15
10
6
Дж/кг.
Если плотность древесины составляет 0,8
кг/дм
3
, то количество выделившейся при
сгорании 1 м
3
древесины энергии составит
6,4-16
10
6
Дж/м
3
. Объем древесины на
площади 1 га варьирует от 27 до 660 м
3
/га, а
сами бореальные леса севера Евразии имеют
III бонитет. При таком бонитете один ствол
дерева в среднем имеет диаметр 0,3 м и вы-
соту около 25 м, а объем древесины состав-
ляет около 490 м
3
/га, или 4,9
10
4
м
3
/км
2
.
Выше было отмечено, что обычно при
верховом лесном пожаре выгорает около
10% древостоя, следовательно, для расчета
выделившейся энергии примем величину 4,9
10
3
м
3
/км
2
. Отсюда получаем, что при сго-
рании древостоя на площади 1 км
2
выделя-
ется 3,2-7,810
10
Дж тепловой энергии. Но
при любом типе пожара лесная подстилка
выгорает полностью. Поэтому к полученной
величине энергии необходимо добавить то
количество энергии, которое выделится при
сгорании лесной подстилки на площади 1
км
2
, то есть 1,5-6,410
7
Дж. Таким образом,
при лесном пожаре на площади 1 км
2
по по-
рядку величин выделится 10
10
Дж тепловой
энергии. Эта величина сопоставима с воз-
никновением землетрясения с магнитудой
М
L
= 4 по Ч. Рихтеру, но с той лишь разни-
цей, что при землетрясении энергия выделя-
ется почти мгновенно. Используя такой не-
хитрый подсчет, можно составить энергети-
ческую и эмпирическую шкалы для лесных
пожаров. Для этого оценим выделившуюся
энергию оного из самых больших лесных
пожаров в Сибири, зарегистрированного в
1915 г. Тогда леса горели на площади 1,6
10
6
км
2
. Энергия пожара могла составить 5,1
10
16
– 1,210
17
Дж, что эквивалентно энер-
гии землетрясения М
L
7 по Ч. Рихтеру.
Таким образом, имеем два крайних
значения выделившейся энергии: 10
10
и 10
17
Дж. Однако Г.Н. Коровин и Н.В.Зукерт
(http://www.rusrec.ru/kyoto/articles/art_climate
_forest.htm) приводят сведения о горимости
лесов в Сибири и на Дальнем Востоке. По
их данным за 50 прошедших лет здесь выго-
рело 80-90
10
6
га, или 8-9
10
5
км
2
лесных
угодий. Это говорит о том, что в среднем
ежегодно выгорает 1,810
4
км
2
лесов, что
сопоставимо с ежегодным выделением теп-
ловой энергии 5,810
14
Дж.
логический обиход С.С. Самедовым (1957) и       ты сгорания древесины – 8-15 • 106 Дж/кг.
хорошо развитый С.И. Шерманом (1977). В         Если плотность древесины составляет 0,8
данной работе показана связь плотности ак-      кг/дм3, то количество выделившейся при
тивных разломов с энергией землетрясений        сгорании 1 м3 древесины энергии составит
и возможность использования этого пара-         6,4-16 • 106 Дж/м3. Объем древесины на
метра для построения шкалы потенциальной        площади 1 га варьирует от 27 до 660 м3/га, а
энергии разломов. Уравнение связи NS и ML       сами бореальные леса севера Евразии имеют
выражается как:                                 III бонитет. При таком бонитете один ствол
                                                дерева в среднем имеет диаметр 0,3 м и вы-
            ML = 0,11 NS + 2,95.                соту около 25 м, а объем древесины состав-
                                                ляет около 490 м3/га, или 4,9 • 104м3/км2.
      Применение этого уравнения позво-              Выше было отмечено, что обычно при
ляет оценить энергетический потенциал           верховом лесном пожаре выгорает около
территории, используя только данные о ха-       10% древостоя, следовательно, для расчета
рактере деструкции верхних горизонтов ли-       выделившейся энергии примем величину 4,9
                                                    3   3   2
тосферы, и выполнить соответствующее            • 10 м /км . Отсюда получаем, что при сго-
районирование в энергетических терминах.        рании древостоя на площади 1 км2 выделя-
                                                ется 3,2-7,8 • 1010 Дж тепловой энергии. Но
       Энергетическая шкала лесных по-          при любом типе пожара лесная подстилка
жаров. Подобная шкала авторам в литера-         выгорает полностью. Поэтому к полученной
туре не встречалась, однако может быть со-      величине энергии необходимо добавить то
ставлена, исходя из некоторых стандартных       количество энергии, которое выделится при
параметров, которые примем с соответст-         сгорании лесной подстилки на площади 1
вующими оговорками. Создание шкалы              км2, то есть 1,5-6,4 • 107 Дж. Таким образом,
важно для учета энергетического баланса         при лесном пожаре на площади 1 км2 по по-
Земли с приобщением к общему расчету ря-        рядку величин выделится 1010 Дж тепловой
да экзогенных процессов, но на уровне           энергии. Эта величина сопоставима с воз-
средних или наиболее характерных величин.       никновением землетрясения с магнитудой
Эти же условия будут приняты и для других       МL = 4 по Ч. Рихтеру, но с той лишь разни-
экзогенных процессов, работающих как с          цей, что при землетрясении энергия выделя-
выделением, так и поглощением энергии.          ется почти мгновенно. Используя такой не-
При лесных пожарах полностью выгорает           хитрый подсчет, можно составить энергети-
лесная подстилка. Ее объем меняется в зави-     ческую и эмпирическую шкалы для лесных
симости от влажности в пределах 1,9-2,8         пожаров. Для этого оценим выделившуюся
кг/м2. Энергия сгорания лесной подстилки -      энергию оного из самых больших лесных
это энергия тепловыделения в «чистом» ви-       пожаров в Сибири, зарегистрированного в
де. В процессе верховых пожаров выгорает        1915 г. Тогда леса горели на площади 1,6 •
примерно 10% древостоя. Это тоже важная         106 км2. Энергия пожара могла составить 5,1
                                                    16          17
величина при энергетических расчетах.           • 10 – 1,2 • 10 Дж, что эквивалентно энер-
Объем древостоя в составе «лиственница +        гии землетрясения МL ≥ 7 по Ч. Рихтеру.
сосна» в бореальных лесах Сибири оценива-               Таким образом, имеем два крайних
ется как 60% + 40% (Усольцев, 2001 и 2002;      значения выделившейся энергии: 1010 и 1017
Фуряев, 1996). Оценим количество тепловой       Дж. Однако Г.Н. Коровин и Н.В.Зукерт
энергии, выделяющейся при полном сгора-         (http://www.rusrec.ru/kyoto/articles/art_climate
нии лесной подстилки объемом 1,9-2,8            _forest.htm) приводят сведения о горимости
кг/м2, или 1,9-2,8 • 106 кг/км2 и 10% древо-    лесов в Сибири и на Дальнем Востоке. По
стоя, состоящего из свежей древесины с          их данным за 50 прошедших лет здесь выго-
влажностью около 50%. Количество энер-          рело 80-90 • 106 га, или 8-9 • 105 км2 лесных
гии, выделяющейся при сгорании такой дре-       угодий. Это говорит о том, что в среднем
весины, составляет 20,5 • 103 Дж/г, или 2 •     ежегодно выгорает 1,8 • 104 км2 лесов, что
107 Дж/кг. Некоторые справочники (Кух-          сопоставимо с ежегодным выделением теп-
линг, 1985) сообщают иные значения тепло-       ловой энергии 5,8 • 1014 Дж.

                                               60