Некоторые данные о наводнениях


Не весь воздух опускается у средних широт из верхних слоев атмосферы; некоторая его часть продолжает двигаться на север, охлаждаясь путем излучения тепла, и, в конце концов, опускается в районе Северного полюса. Двигаясь на юг, этот полярный воздух попадает в зону преимущественной западной циркуляции и принимает вид огромных поверхностных вихрей, причем в местах столкновения потоков образуются ячеи высокого и низкого давления. В областях высокого давления холодный, тяжелый воздух под действием вращения Земли постепенно вовлекается в спиральное движение в направлении по часовой стрелке. Зарождаясь на севере, такие вихревые потоки устремляются на юг и, например, над Северной Америкой, могут дойти зимой даже до Мексики. Обычно диаметр подобной спирали составляет несколько сотен километров, но некоторые из них могут захватывать всю территорию США к востоку от Скалистых гор. Между ячеями высокого давления располагаются ячеи низкого давления, в которых вращение происходит (в северном полушарии) против часовой стрелки. С этими центрами низкого давления.

Эти главные черты погодного механизма Земли хорошо изучены метеорологами, но правильное использование имеющихся данных для предсказания штормов, при которых выделяется много влаги, все еще больше относится к области искусства, чем к науке. Каждый год приносит новые сведения и более совершенные физические модели, космические снимки обширных областей земной поверхности на непрерывной основе стали важным подспорьем синоптиков. По серии таких снимков можно проследить ячеи высокого и низкого давления, нанести на карту движение фронтов и произвести оценку количества осадков, продолжительности атмосферных явлений, вероятности возникновения штормов.

Например, в Калифорнии дожди выпадают главным образом в зимнюю половину года, примерно от октября до апреля. В эти периоды тихоокеанская ячея высокого давления ослабевает и смещается к югу, а алеутский центр низкого давления усиливается. Мигрирующий штормовой фронт, формирующийся в центральных и западных районах Тихого океана, вливается в алеутский центр низкого давления и делает его более активным. В середине зимы и в весенние месяцы штормы смещаются дальше к югу. Прохождение центров низкого давления и связанных с ними атмосферных фронтов над территорией Калифорнии вызывает там зимние дожди.

Благодаря особенностям рельефа Калифорнии с его меридиональное ориентированными горными хребтами выпадение осадков связано там, в основном с подъемом влажных воздушных масс по мере того, как фронты преодолевают горные барьеры. Когда теплая воздушная масса поднимается, она занимает больший объем и охлаждается, водяной пар конденсируется и вода выпадает в виде дождя. Механизм подъема воздуха, связанный с фронтами и с центрами низкого давления, также играет свою роль в выпадении осадков в горных районах (orographic rain).

Сильные дожди в Калифорнии возникают при таких погодных условиях, когда алеутский центр низкого давления смещается на юго-восток и сдвигает полосу мигрирующих штормов к югу, так что образуется сильный воздушный поток в сторону Калифорнии. Прохождение нескольких штормов, разделенных только небольшими перерывами, вызывает затяжные дожди. Поскольку подъем воздуха в горы играет такую важную роль, ясно, что обильные дожди обусловлены сильными ветрами (особенно в нижнем 3-километровом слое атмосферы) и высокой влажностью воздуха.

Атмосферный уровень, на котором дождь сменяется снегом, зависит от вида шторма и от географического положения местности. Уровень замерзания может подниматься до 3000 м и опускаться до 600 м. Особенно опасны в смысле возникновения наводнений теплые штормы, так как осадки в этом случае даже на больших высотах выпадают в виде дождя и сразу же стекают по склонам, а не остаются в виде снежного покрова. Если на горных склонах присутствует старый снежный покров, то под влиянием теплых проливных дождей он тает, и талые воды усиливают ливневый поток.
 
Из-за большой крутизны склонов речных каньонов в горных районах Калифорнии ливневые потоки имеют там большую скорость. Максимальный сток, по данным многих гидрологических станций, расположенных в предгорьях, происходит в течение нескольких часов после окончания самых сильных ливней, выпадающих в горных районах. Если русла рек не могут вместить всю стекающую со склонов воду и если повреждаются защитные дамбы, вода разливается по днищу долины и затопляет соседние земли.

Мощные ливневые потоки обусловлены также и состоянием грунтов на горных склонах. Если почвенный слой оказался водонасыщенным в результате недавно прошедших дождей, при новом шторме грунт впитывает мало воды и ее большая часть стекает со склонов. Доля дождевой воды, образующая непосредственный сток, меняется примерно от 15% при ливнях, начинающихся сразу же после продолжительного сухого периода, до 60%, когда дождь падает на влажную землю.