Lavina

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Snežna lavina na Himalajima, Mont Everest
Podnožje padine u Kenaj fjordovima na Aljasci.
Lavina suvog snega na Himalajima u blizini Mont Everesta.

Lavina ili usov, ponekad pleonazmično i snežna lavina, nazivi su za rušenje velikih masa snega niz strme visokoplaninske i padine većih nagiba, najčešće zimi i u rano proleće. Lavine se obično pokreću u startnoj zoni usled mehaničkog defekta u snežnom pokrivaču (pločasta lavina) kada snage koje deluju na sneg premašuju negovu jačinu, a ponekad samo s postepenim proširivanjem (olabavljena snežna lavina). Nakon inicijacije, lavine obično brzo ubrzavaju i rastu u masi i zapremini kako one povlače sve više snega. Ako se lavina dovoljno brzo pomera deo snega se može mešati sa vazduhom koji stvara prah snežne lavine, koja je vrsta gravitacijske struje.

Klizišta kamenja ili ostataka, koja se ponašaju na sličan način sa snegom, takođe se nazivaju lavinama (vidi klizište[1]). Ostatak ovog članka odnosi se na snježne lavine.

Teret na snežnom nanosu može biti samo uzrokovan gravitacije, u kom slučaju nedostatak se može javiti bilo zbog slabljenja snežnog nanosa ili zvog povećanog opterećenja usled padavina. Lavine koje su pokrenute ovim procesom poznate su kao spontane lavine. Lavine takođe mogu da se pokrenu drugim uzročnicima, kao što su ljudske ili biološke aktivnosti. Seizmička aktivnost takođe može izazvati lavine.

Stvaranje[uredi]

Lavina labavog snega (daleko levo) i lavina blokova (blizo centra) kod planine Šuksan u vencu Severne kaskade. Propagacija preloma je relativno ograničena.
15 cm duboka, mekana blokovska lavina podstaknuta prolazom snoubordera u blizini Heliotropnog grebena na planini Bejker u martu 2010. Višestruke linije krunskih preloma su vidne na sredini gornje polovine slike. Uočljive su granularne karakteristike ostataka na prednjem delu, što je posledica raspada blokova tokom spuštanja.

Strma planinska područja pogoduju nagomilavanju snežnih masa koje se pod uticajem vetra, zamljotresa, jakog zvuka (pucanj, pisak lokomotive) ili kretanja ljudi i životinja naglo sruče niz padinu u dolinu.[2] Sručivanje snega može biti suvo ili vlažno. Suve lavine javljaju se zimi, kreću se velikom brzinom (do 100m/s) i ispred sebe stvaraju vetar velike rušilačke snage. Vlažne lavine nastaju u proleće, kada počne otapanje snega, a odlikuje ih relativno visok sadržaj stenovitog morenskog materijala — kamenja, blokova stena i drveća — pomešanog sa snegom.[2]

Većina lavina se javlja spontano tokom oluja usled povećanog opterećenja uzrokovanog snegom. Drugi značajni uzrok prirodnih lavina su metamorfne promene u snežnom nanosu kao što je topljenje usled sunčevog zračenja. U ostale prirodne uzroke se uvrštavaju kiša, zemljotresi, padanje stena i leda. Veštački pokretači lavina uključuju skijaše, motorne sanke i kontrolisana eksplozivna dejstva. Suprotno popularnom verovanju, lavine se ne pokreću glasnim zvukom; pritisak zvuka je za nekoliko redova veličine premao da bi se pokrenula lavina.[3]

Inicijacija lavine može početi u tačci gde se samo mala količina snega u početku kreće; ovo je tipično za vlažne snežne lavine, kao i za lavine u suvom nekonsolidovanom snegu. Međutim, ako je sneg bio sinterovan u krutu ploču koja leži na slabom sloju onda se prelomi mogu vrlo brzo propagirati, tako da velika zapremina snega, koja može imati hiljade kubnih metara, može da počne da se pokreće skoro simultano.

Snežni nanos će propasti kada opterećenje premaši izvestan nivo. Definisanje opterećenja je jednostavno, to je težina snega. S druge strane, jačinu snežnog nanosa je mnogo teže odrediti, i ona je izuzetno heterogena. Ona se razlikuje u zavisnosti od svojstava zrna snega, veličine nanosa, snežne gustine, morfologije i temperature, kao i sadržaja vode i svojstva veza između zrna.[4] Ove osobine se mogu vremenom preobraziti u zavisnosti od lokalne vlažnosti, fluksa vodene pare, temperature i toplotnog fluksa. Površina snežnog nanosa je takođe u velikoj meri pod uticajem upadnog zračenja i lokalnog protoka vazduha. Jedan od ciljeva istraživanja o lavinama je razvoj i validacija kompjuterskih modela koji mogu opisati evoluciju sezonskih snežnih nanosa tokom vremena.[5] Komplikujući faktor je složena interakcija terena i vremena, što uzrokuje značajnu prostornu i vremensku varijabilnost dubine, kristalnih formi i raslojavanje sezonskog snežnog nanosa.

Blokovske lavine[uredi]

Blokovske lavine se često formiraju u snegu koji je bio deponovan, ili redeponovan vetrom. One imaju karakterističan izgled blokova (gromada) snega odvojenih od svog okruženja prelomima. Elementi blokovskih lavina obuhvataju sledeće: krunski prelom po vrhu početne zone, prelome bočnih stranama početnih zona, i prelom na dnu koji se naziva staučvol (engl. stauchwall). Prelomi krune i bokova su vertikalni zidovi u snegu koji odvajaju sneg koji je ušao u lavinu od snega koji je ostao na padini. Ploče mogu da variraju po debljini od nekoliko centimetara do tri metra. Blokovske lavine su odgovorne za oko 90% smrtnih slučajeva usled lavina u ruralnim oblastima.

Lavine praškastog snega[uredi]

Najveće lavine formiraju turbulentne suspenzione struje poznate kao lavine praškastog snega ili mešovite lavine.[6] One se sastoje od oblaka praha, koji nadvišava gustu lavinu. One se mogu formirati od bilo kog tipa snega i nezavisne su od inicirajućeg mehanizma, mada se uglavnom javljaju u prisustvu svežeg suvog praha.[7][8] Lavine praškastog snega mogu da premaše brzine od 300 km/h (190 mph), i mase od 10.000.000 tona; njihov tok može da putuje preko dugih rastojanja duž ravnih površina dolina i čak i uzbrdo na kratkim razdaljinama.

Lavine mokrog snega[uredi]

U kontrastu sa lavinama praškastog snega, lavine vlažnog snega imaju veoma malu brzinu suspenzije snega i vode, sa protokom koji je ograničen na površinu staze.[9][4] Mala brzina kretanja je posledica trenja između površine klizanja staze i vodom zasićene snežne mase. Uprkos male brzine kretanja (~10–40 km/h), vlažne snežne lavine imaju sposobnost generisanja moćnih destruktivnih sila, usled njihove velike mase i gustine. Telo protoka mokre snežne lavine može da proore kroz meki sneg, i može da spere oblutke, zemlju, stabla i drugu vegetaciju; ostavljajući izloženo i često sprano zemljište staze lavine. Lavine vlažnog snega mogu da budu inicirane bilo otpuštanjem labavog snega, ili oslobađanjem blokova, i jedino se javljaju u snežnim nanosima koji su zasićeni vodom i izotermno uravnoteženi do tačke topljenja leda. Izotermna karakteristika lavina vlažnog snega je dovela do toga da se naziv izotermno sklizavanje isto tako koristi u literaturi (na primer u radu Daferna iz 1999, strana 93).[10] Na umerenim geografskim širinama lavine vlažnog snega često su povezane sa ciklusima klimatskih lavina na kraju zimske sezone, kada dolazi do značajnog dnevnog zagrevanja.

Put lavine[uredi]

Kako se lavina kreće niz padinu, ona sledi određeni put koji zavisi od stepena strmine kosine i količine snega/leda koji je zahvaćen u kretanjem mase. Mesto početka lavine se zove početnom tačkom i obično se javlja na nagibu od 30-45 stepeni. Telo staze naziva se stazom lavine i obično se javlja na nagibu od 20-30 stepeni. Kada lavina izgubi svoj moment i na kraju se zaustavi, ona dostiže do ishodišne zone. Do toga obično dolazi kada je nagib dosegao strmost koja je manja od 20 stepeni.[11] Ove veličine nagiba nisu univerzalno konzistentne zbog toga što je svaka lavina jedinstvena i zavisna od stabilnosti snežnog nanosa, kojoj doprinose faktori okoline i ljudski uticaji.

Ledene lavine[uredi]

Ledena lavina se javlja kad veliki komad leda, kao što je serak ili odranjajući glečer, padnu u led (kao što je Kimbu ledopad), izazivajući kretanje izlomljenih ledenih komada. Rezultirajuće kretanje je u većoj meri analogno odronu kamena ili klizištu, nego snežnoj lavini.[4] Ledene lavine je tipično veoma teško predvideti i skoro ih je nemoguće ublažiti.

Šteta[uredi]

Lavine često izazivaju velike štete i gubitak ljudskih života, mada su s obzirom na relativno slabu naseljenost planinskih područja svojim razmerima ograničene u poređenju sa drugim prirodnim katastrofama. Međutim, one u nekim slučajevima uz ljude ruše i naselja, uništavaju komunikacije (kablove) i šume. Primer snežne nezgode velikih razmera jeste Peru 10. januara 1962. Ovom prilikom, lavina je uništila devet naselja i usmrtila četiri hiljade ljudi.[12]

Lavine su vrlo česta pojava na Alpima, a retka na Prokletijama. Evropske mere zaštite od lavina su sledeće:[2]

  • organizovanje službe nadzora i upozoravanja na opasnost
  • veštačko izazivanje malih lavina pre velikog nagomilavanja
  • sprečavanje nagomilavanja snega na ugroženim mestima
  • podizanje građevina za usmeravanje i usporavanje snežne mase

Tablica rizika[uredi]

Sledeća tablica predstavlja rizik od nastanka lavine određen u većini evropskih zakonodavnih sistema. Ova skala usvojena je aprila 1993, a ažurirana maja 2003. radi povećanja uniformnosti.[13] Prema njoj, u Francuskoj je najčešće rizik trećeg i četvrtog stepena, dok su u Švajcarskoj najzastupljeniji drugi i treći stepen.[14][15]

Stepen rizika Stabilnost snega Zastavica Opis stepena
nizak (1) sneg je u principu stabilan Avalanche-risk-1-2.svg doći će do lavine samo ako težak teret pređe preko najstrmijih padina; svake spontane lavine su zanemarljive; stanje stabilno
ogran. (2) sneg je delimično stabilan na nekim strminama, dok je na ostatku stabilan Avalanche-risk-1-2.svg do lavine dolazi samo ako preko padina pređe težak teret, posebno na relativno strmim padinama; nema spontanih sručivanja snega
srednji (3) na većini strmina sneg je samo delimično stabilan Avalanche-risk.svg do lavine može doći na bilo kojoj padini čak i sa relativno malim teretom; na posebno osetljivim padinama može doći do osrednjih spontanih sručivanja snega
visok (4) na svim strminama sneg generalno nije stabilan Avalanche-risk.svg do lavine lako može doći na bilo kojoj padini sa relativno malim teretom; na posebno osetljivim padinama može doći do povelikih spontanih sručivanja snega
veoma visok (5) sneg je u principu nestabilan Avalanche-risk-5.svg na svim strminama može doći do velikih spontanih lavina

Tablica jačine[uredi]

Sledeća tablica predstavlja janjinu lavine po njenom postanku određenu u većini evropskih zakonodavnih sistema. Ova skala usvojena je aprila 1993, a ažurirana maja 2003. radi povećanja uniformnosti.[14]

Stepen Ishod Šteta Veličina
bljuzga (1) sneg obara, ali ne i zakopava ljude mala; obično povrede ljudi (retko smrt) dužina < 50m
zapremina < 100m³
mala (2) snežna masa se zaustavlja na samoj padini zakopavanje, povređivanje i usmrćivanje dužina < 100m
zapremina < 1.000m³
srednja (3) snežna masa stiže do dna same padine ošteta drveća, građevina i vozila dužina < 1.000m
zapremina < 10.000m³
velika (4) sneg prelazi sve nizbrdice i ravnine obaranje drveća, građevina i vozila dužina > 1.000m
zapremina > 10.000m³

Dinamika[uredi]

Kad se blokovske lavine formiraju, gromade se raspadaju u sve manje i manje fragmente dok sneg putuje nizbrdo. Ako fragmenti postanu dovoljno mali, spoljašnji sloj lavine, koji se naziva soltacionim slojem, poprima karakteristike fluida. Kada su prisutne dovoljno fine čestice, one mogu da postanu suspendovane u vazduhu. Ako se dovoljna količina snega podigne u vazduh, ovaj deo lavine može da se odvoji od glavnine i da putuje na veće udaljenosti kao lavina praškastog snega.[16] Naučne studije koristeći radar, nakon katastrofalne Galtirske lavine iz 1999. godine, potvrdili su hipotezu da se soltacioni sloj formira između površine i vazdušne komponente lavine, koji se takođe može odvojiti od glavnine lavine.[17]

Pogonska sila lavine je komponenta težine lavine paralelna sa nagibom; dok lavina napreduje bilo koji nestabilni sneg na njenom putu će imati težnju da postane inkorporiran, čime se povećava ukupna težina. Ova sila će se povećati s povećanjem strmosti nagiba i smanjivati sa umanjenjem kosine nagiba. Kretanju lavine se suprotstavljaju brojne komponente za koje se smatra da formiraju međusobne interakcije: trenje između lavine i površine po kojoj se kreće; trenje između vazduha i snega unutar fluida; fluidno-dinamičko povlačenje na prednjoj ivici lavine; otpornost na smicanje između lavine i vazduha kroz koji prolazi, i otpornost na smicanje između fragmenata u samoj lavini. Lavina će nastaviti da ubrzava dok otpor ne prevaziđe potisnu silu.[18]

Modelovanje[uredi]

Pokušaji modelovanja ponašanja lavina datiraju iz ranog 20. veka, kao što je na primer rad profesora Lagotala u okviru priprema za Zimske olimpijske igre 1924. u Šamoniju.[19] Njegov metod je dalje razvio A. Voelmi, i dodatno je popularizovan nakon objavljivanja publikacije sa naslovom Ueber die Zerstoerungskraft von Lawinen (O destruktivnim silama lavina) 1955. godine.[20]

Voelmi je koristio jednostavnu empirijsku formulu, tretirajući lavinu kao klizeći blok snega koji se kreće sa vučnom silom koja je proporcionalna kvadratu brzine njenog protoka:[21]

On i drugi su naknadno izveli druge formule koje uzimaju niz drugih faktora u obzir, od kojih su Voelmi-Salm-Gublerov i Perla-Čeng-Maklungov model ušli u najširu upotrebu kao jednostavni alati za modelovanje protoka lavine.[19] Oni nisu direktno primenljivi na lavine praškastog snega.

Od 1990-ih mnogi modeli koji su u većoj meri sofistikovani su razvijeni. U Evropi je znatan deo nedavnog rada na tome sproveden u okviru SATSIE (Studije lavine i validacije modela u Evropi, engl. Avalanche Studies and Model Validation in Europe) istraživačkog projekta, koji podržava Evropska komisija.[22] Jedan od ishoda ovog projekta je vodeći MN2L model, koji sad koristi služba Service Restauration des Terrains en Montagne (Služba planinskog spasavanja) u Francuskoj, i D2FRAM (Dinamički model lavina dvostrukog protočnog režima, engl. Dynamical Two-Flow-Regime Avalanche Model).[23] Drugi poznati modeli su oni koji se mogu formirati SAMOS-AT softverom za simulaciju lavina,[24] kao i RAMMS softverom.[25]

Reference[uredi]

  1. ^ „Flows”. Geology.campus.ad.csulb.edu. Arhivirano iz originala na datum 18. 08. 2013. Pristupljeno 21. 06. 2013. 
  2. 2,0 2,1 2,2 Gavrlilović & Gavrilović 2007, str. 151-152
  3. ^ Reuter, B.; Schweizer, J. (2009). Avalanche triggering by sound: Myth and truth (PDF). ISSW 09 - International Snow Science Workshop, Proceedings. str. 330—333. »Based on order of magnitude estimates of the pressure amplitude of various sources that cause elastic or pressure (sound) waves it can be ruled out that shouting or loud noise can trigger snow slab avalanches. The amplitudes are at least about two orders of magnitude smaller than known efficient triggers. Triggering by sound really is a myth.« 
  4. 4,0 4,1 4,2 McClung, David and Shaerer, Peter: The Avalanche Handbook, The Mountaineers: 2006. ISBN 978-0-89886-809-8.
  5. ^ Snowpack
  6. ^ Simpson JE. 1997. Gravity currents in the environment and the laboratory. Cambridge University Press
  7. ^ Bagnold RA. 1962. Auto-suspension of transported sediment: Turbidity currents. In Proceedings of the Royal Society of London, Series A, vol. 265
  8. ^ Pantin HM. 1979. Interaction between velocity and effective density in turbidity flow; phase-plane analysis, with criteria for autosuspension. Marine Geology 31:59--99
  9. ^ McClung, first edition 1999, page 108
  10. ^ Daffern, Tony: Avalanche Safety for Skiers, Climbers and Snowboarders, Rocky Mountain Books: 1999. ISBN 978-0-921102-72-4.
  11. ^ Abbott, Patrick (2016). Natural Disasters. New York, NY: McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-802298-2. 
  12. ^ „Avalanche kills thousands in Peru”. History Channel. Pristupljeno 01. 06. 2013. 
  13. ^ [1] Archived 2005-04-17 at the Wayback Machine
  14. 14,0 14,1 George, David. „An Analysis of French Avalanche Accidents for 2005-2006” (PDF). Pristupljeno 01. 06. 2013. 
  15. ^ An Analysis of French Avalanche Accidents for 2005–2006 Archived 2008-09-08 at the Wayback Machine
  16. ^ SATSIE Final Report (large PDF file – 33.1 Mb), page 94, October 1, 2005 to May 31, 2006
  17. ^ Horizon: Anatomy of an Avalanche, BBC', 1999-11-25
  18. ^ Avalanche Dynamics Archived 2009-02-24 at the Wayback Machine, Art Mears, 2002-07-11
  19. 19,0 19,1 Snow Avalanches, Christophe Ancey
  20. ^ VOELLMY, A., 1955. Ober die Zerstorunskraft von Lawinen. Schweizerische Bauzetung (English: On the Destructive Force of Avalanches. U.S. Dept. of Agriculture, Forest Service).
  21. ^ Quantification de la sollicitation avalancheuse par analyse en retour du comportement de structures métalliques, page 14, Pôle Grenoblois d’études et de recherche pour la Prévention des risques naturels, October 2003, in French
  22. ^ SATSIE – Avalanche Studies and Model Validation in Europe
  23. ^ SATSIE Final Report (large PDF file – 33.1 Mb), October 1, 2005 to May 31, 2006
  24. ^ Sampl, Peter; Matthias Granig. „Avalanche Simulation with SAMOS-AT” (PDF). International Snow Science Workshop, Davos 2009, Proceedings. 
  25. ^ Bühler, Yves; Christen, Marc; Bartelt, Perry; Graf, Christoph; Gerber, Werner; McArdell, Brian. „Rapid Mass Movements System - RAMMS”. Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL. 

Literatura[uredi]

  • Gavrlilović, Ljiljana; Gavrilović, Dušan (2007). „Led na kopnu”. Geografija 1. Beograd: ZUNS. str. 151—152. ISBN 978-86-17-14283-2. 
  • McClung, David. Snow Avalanches as a Non-critical, Punctuated Equilibrium System: Chapter 24 in Nonlinear Dynamics in Geosciences, A.A. Tsonsis and J.B. Elsner (Eds.), Springer, 2007
  • Mark the Mountain Guide: Avalanche!: a children's book about an avalanche that includes definitions & explanations of the phenomenon
  • Daffern, Tony (1999). Avalanche Safety for Skiers, Climbers and Snowboarders. Rocky Mountain Books. ISBN 978-0-921102-72-4. 
  • Billman, John: Mike Elggren on Surviving an Avalanche. Skiing magazine February (2007), pp. 26.
  • McClung, David and Shaerer, Peter: The Avalanche Handbook, The Mountaineers: 2006. 978-0-89886-809-8
  • Tremper, Bruce: Staying Alive in Avalanche Terrain, The Mountaineers. 2001. ISBN 978-0-89886-834-0.
  • Munter, Werner: Drei mal drei (3x3) Lawinen. Risikomanagement im Wintersport, Bergverlag Rother. 2002. ISBN 978-3-7633-2060-8. (na jeziku: nemački) (partial English translation included in PowderGuide: Managing Avalanche Risk. ISBN 978-0-9724827-3-8.)
  • Michael Falser: Historische Lawinenschutzlandschaften: eine Aufgabe für die Kulturlandschafts- und Denkmalpflege In: kunsttexte 3/2010, unter: http://edoc.hu-berlin.de/kunsttexte/2010-3/falser-michael-1/PDF/falser.pdf
  • Jaedicke, Christian; Naaim-Bouvet, Florence; Granig, Matthias (2004) "Wind-tunnel study of snow-drift around avalanche defense structures", Things of Glaciology, vol. 38, pp. 325-330


Spoljašnje veze[uredi]