Реферат
На тему:
"Пилові бурі"
Суми 2010
1. Пилові бурі
Пилові бурі – це сильні вітри, які супроводжуються видуванням і підняттям у повітря часток ґрунту, пошкодженням посівів і піщаними заносами. Вони бувають у степових, напівпустинних територіях планети. Виникнення пилових бур зумовлено багатьма чинниками, серед яких головне місце посідають: сильний вітер (понад 10–15 м/сек), сухість і розпиленість верхнього шару ґрунту, відсутність або слабкий розвиток рослинного покриву на полях, наявність великих відкритих ділянок. Узимку до зазначених факторів додається відсутність снігового покриву, неглибоке промерзання і слабка цементація ґрунту. Пилові бурі і пов'язана з ними вітрова ерозія виникають і посилюються внаслідок діяльності людини, коли система землеробства або її окремі прийоми не відповідають особливостям ґрунтів і клімату даного району.
Типове явище у зораних степах, яке завдає значної шкоди сільському господарству. Пилові бурі за кольором та складом пилу, який переноситься, бувають: чорні (чорноземи) бурі та жовті (суглинок, супісок); червоні (суглинки з домішками окисів заліза) та білі (солончаки). Дуже часто бувають короткочасні чорні бурі тривалістю до однієї години, велика кількість їх також може бути тривалістю від 10 до 12 год., і порівняно рідко такі бурі бувають тривалістю понад добу. Червоні бурі тривають довше – протягом декількох днів. Висота підйому пилу може досягати 2…З км, але найчастіше це – 1…1.5 км. У зимово-весняний період у центральних та південних областях України спостерігаються сніжно-пилові бурі.
Виникають пилові бурі в Україні щорічно в різних районах, найчастіше в степовій зоні. Це складні атмосферні явища, що характеризуються переносом пилу та піску з сильними та тривалими вітрами, що знищують поверхню ґрунту. Типове явище у зораних степах, яке завдає значної шкоди сільському господарству. Пилові бурі за кольором та складом пилу, який переноситься, бувають: * чорні (чорноземи); * бурі та жовті (суглинок, супісок); * червоні (суглинки з домішками окислів заліза) та білі (солончаки).
Дуже часто бувають короткочасні чорні бурі тривалістю до однієї години, велика кількість їх також може тривати від 10 до 12 годин і порівняно рідко такі бурі тривають понад добу. Червоні бурі тривають довше – протягом декількох днів. Висота підйому пилу може досягати 2 – 3 км, але найчастіше це – 1–1,5 км. У зимово-весняний період у центральних та південних областях України спостерігаються сніжно-пилові бурі.
Пилові бурі охоплюють великі площі. Так, площа поширення пилової бурі 1960 р. на Україні та прилеглих до неї районах досягла 1 млн. квадратних кілометрів. Висота підйому пилу, за даними авіарозвідки, перевершувала 1500 м. На околицях Одеси висота пилуватої хмари досягала 2400 м. Кількість видутого і переміщеного чорнозему становила 25 км3. Дуже сильними і тривалими були пилові бурі взимку 1969 р. За площею свого поширення і інтенсивністю вони перевершували всі попередні пилові бурі, які спостерігались на Україні у цьому столітті.
2. Наслідки пилових бур
В Україні щорічно виникають тисячі важких надзвичайних ситуацій природного та техногенного характеру, внаслідок яких гине велика кількість людей, а матеріальні збитки сягають кількох мільярдів гривень. Нині в багатьох областях України у зв'язку з небезпечними природними явищами, аваріями і катастрофами обстановка характеризується як дуже складна. Тенденція зростання кількості природних і особливо техногенних надзвичайних ситуацій, важкість їх наслідків змушують розглядати їх як серйозну загрозу безпеці окремої людини, суспільства та навколишньому середовищу, а також стабільності розвитку економіки країни. Для роботи в районі надзвичайної ситуації потрібно залучати значну кількість людських, матеріальних і технічних ресурсів. Одне з небезпечних природних явищ цепилові бурі.
Наслідки для господарства. Пилові бурі видувають верхній родючий шар ґрунту, заносять лісові смуги і залізничні колії піском, порушують телефонний зв'язок і нормальне постачання електроенергією господарств, пошкоджують житлові та інші приміщення тощо. Наслідки шкідливої дії пилових бур відчуваються впродовж багатьох років. В окремих випадках пилова буря за добу може здути шар ґрунту завтовшки 1–5 см. Зважаючи на те, що для відновлення одного сантиметра ґрунту в природних умовах треба близько 250–300 років, слід визнати, що пилова буря завдає ґрунтовому покриву непоправних втрат. Пилові бурі також перешкоджають нормальній роботі авіації. У листопаді 1962 р. ураганні вітри підняли в Аравійській пустині стільки пилу, що в Каїрі на кілька днів закрили аеропорт. Стояла справжня єгипетська темрява: людина не могла бачити навіть пальці витягнутої руки.
Основним і постійно діючим засобом боротьби з пиловими бурями є рослинний покрив – створення полезахисних лісових смуг різної конструкції та застосування певного комплексу агротехнічних робіт (безвідвальний обробіток ґрунту, оранка зі збереженням стерні, запровадження ґрунтозахисних сівозмін та ін.).
Людині, яка потрапила в пилову бурю, необхідно лягти з підвітряної сторони за будь-який високий предмет, який міцно тримається на землі – камінь, густий кущ тощо. Дихальні шляхи треба захистити тканинною пов'язкою від піску та пилу. Поруч з собою, під руку покласти закриту ємкість з запасом води.
3. Шляхи вирішення проблеми пилових бур
Майже щорічно південні регіони України страждають від пилових бур. Їх негативний вплив в першу чергу зачіпає сільське господарство. Основною шкодою цього явища являється вивітрювання родючих шарів ґрунту, що призводить до знищення посівів зернових, тощо, або зниження врожайності.
Для дослідження впливу пилової бурі, що мала місце 22–24 березня 2007 року на розвиток біомаси були використані космічні знімки з КА TERRA (MODIS) за 20, 23, 24 та 26 березня 2007 року. Розрахунок індексу вегетації, зроблений на територію проходження бурі, дав наступні результати:
- безпосередньо після проходження бурі 23.03 індекс вегетації майже не змінився, що вказує на те, що рослинність майже не зазнала шкоди;
- негативні наслідки вивітрювання родючого ґрунту почали виявлятись вже 24.03, про що свідчить тенденція зниження індексу вегетації. 26.03 зниження індексу вегетації на полях в зоні пилової бурі становило близько 0.4–0.5;
- на знімку 29.03 значення індексу повертаються до норми, та продовжується поступове збільшення індексу вегетації.
Таблиця 1
| №з.п. | Назва | 20_0832 | 23_0905 | 24_1050 | 26_0756 | 29_0825 |
| 1 | Поле 1 | 0.47 | 0.48 | 0.45 | 0.40 | 0.51 |
| 2 | Поле 2 | 0.50 | 0.52 | 0.51 | 0.48 | 0.54 |
Небезпечним періодом для виникнення пилових бур в південних районах є кінець зими – середина весни, особливо за умови недостатньої зволоженості ґрунту. Той факт, що явище пилових бур найчастіше в Україні спостерігається в південних районах, невипадковий. Причиною цьому є особливості складу ґрунтів у цих районах.
Як показали дослідження, найбільш постраждалими в плані вивітрювання виявились райони з певними типами ґрунтів, серед яких: чорноземи південні малогумусні та слабогумусовані, чорноземи звичайні малогумусні малопотужні, чорноземи звичайні малогумусні, темно-каштанові залишково-солонцюваті, каштанові солонцюваті, дернові переважно оглеєні піщані, глинисто-піщані та супіщані ґрунти в комплексі зі слабогумусованими пісками.
Для отримання границі розповсюдження пилової бурі були задіяні наземні та дистанційні дані. В якості дистанційних використовувалась інформація з космічного апарату TERRA (MODIS) каналів видимого та ближнього інфрачервоного діапазонів з просторовою розподільчою здатністю 250 м. В якості наземних даних були використані архівні дані наземних метеостанцій відповідного регіону.
Для виявлення залежності розповсюдження пилової бурі від підстильної поверхні були використані векторні шари ґрунтів України.
Обробляння даних проводились на програмному комплексі ENVI від RSI.
Аналіз даних з наземних метеостанцій виявив високий вплив кількості опадів на створення сприятливих умов для розвитку пилової бурі (по архівним метеоданим на всій території проходження пилової бурі близько 5 діб були повністю відсутні опади). Таким чином райони, що мають аналогічні типи ґрунтів, але більш зволожені, значно меншою мірою постраждали від бурі, за умови однакової швидкості вітру (по даним наземних вимірів пилова буря мала місце при досягненні швидкості вітру більше 10 м/с).
Отже для ефективного протистояння пиловим бурям в південному регіоні пропонується наступна технологія:
- використовуючи карти ґрунтів, визначити зону ризику до якої відповідно будуть включені типи ґрунтів найменш стійкі до вивітрювання;
- визначити всі умови, що впливають на зменшення показника стійкості до вивітрювання (кількість діб без опадів, рослинний покрив, тощо);
- визначити граничну швидкість вітру, при якій можливе вивітрювання, дані відповідно розраховуються для певного типу ґрунту;
- вести постійний контроль прогнозованих метеопараметрів на 3–5 діб з видачею тематичних карт ступенів ризику виникнення пилових бур;
- при виникненні небезпечної обстановки вживати практичні заходи та профілактичні роботи по зниженню наслідків пилових бур (проведення зрошення полів, встановлення загороджувальних пристроїв, тощо).
Доцільно провести аналіз економічного ефекту даної технології після проведення експериментальних досліджень на тестових ділянках.
4. Сезонний моніторинг по виявленню та прогнозуванню пилових бур на території України
ЦПОСІ та КНП проводить сезонний моніторинг по виявленню та прогнозуванню пилових бур на території України за даними штучного супутника Землі TERRA (MODIS). В результаті обробляння даних дистанційного зондування Землі формуються тематичні карти з відображенням ступенів ймовірностей виникнення пилових бур: