При виде разрушений в регионах Германии, особенно пострадавших от непогоды, у многих возникает вопрос: как могла такое сотворить вода? Стихия снесла целые деревни, а прочные и надежные автомобили сложились в гармошку под ее натиском. Откуда у воды такая сила? Именно на эти вопросы дал ответы Михаэль Дитце (Michael Dietze) из Центра имени Гельмгольца в Потсдаме.
Сила воды
Для начало важно осознать тот факт, что один кубический метр воды весит целую тонну! И это означает, что «вода может оказывать колоссальное давление, сталкиваясь с препятствиями на своем пути», объясняет немецкий ученый. «Придя в движение, массы воды в состоянии сдвинуть с места автомобиль или контейнер, если они не закреплены прочно», — говорит Дитце. К этому надо еще добавить такой феномен, как эрозия, когда водные потоки разрушают почву и целые горные породы. В потсдамском институте как раз занимаются изучением того, как и с какой силой потоки воды могут прокладывать себе путь, вымывая и разрушая целые ландшафты.
Так, например, ливневые дожди представляют собой большую угрозу, которую люди часто недооценивают, предупреждает Немецкая метеослужба Deutsche Wetterdienst. Это природное явление сложно предсказать. И оно редко повторяется, то есть, как правило, такие сильные дожди, которые прошли в Германии и привели к настоящей катастрофе, очень редко проходят в одном и том же регионе дважды. И, как подчеркивают метеорологи, можно предсказать регион, где должны выпасть осадки, но нельзя назвать точного места, и тем более — обозначить точный объем. Именно поэтому вода может принести с собой большие разрушения даже в те регионы, где нет поблизости больших рек и озер.
«Сильные осадки приносят такое количество воды на уже, как правило, пропитанную почву, поэтому излишки просто не могут больше быть впитаны землей», — объясняет немецкий геоморфолог из Потсдама.
Состав почвы может сыграть решающую роль при наводнении
И количество осадков — далеко не решающий фактор. Именно состав и структура почвы определяют то, какой объем воды может просочиться, впитаться. И здесь не последнюю роль играют почвенные коллоиды — частички, размер которых, как правило, не превышает и 0,002 мм. Так просто их, конечно, в почве и не разглядеть. Но именно эти частицы удерживают воду на поверхности, не давая ей просачиваться. Количество коллоидов в почве сильно колеблется в зависимости от содержания в ней гумусовых веществ и частичек глины. Глиняная почва, например, может впитать меньше воды, чем песчаная. Если в почве много песка, то в ней не так много коллоидов, которые как бы образуют пленку на поверхности, мешающую проникновению воды. А вот почва с большим содержанием торфа обладает высокой способностью впитывать воду.
Песок, торф или глина, — если почва уже пропиталась по максимуму, то не имеет значения, какой состав у почвы. Вода все равно будет оставаться на поверхности и искать пути к водоемам. «Когда эта вода попадает в реки, то она может набирать очень высокую скорость», — говорит Михаэль Дитце. На экологической станции при Кельнском университете ученые знают, что при нормальных погодных условиях скорость течения в Рейне достигает одного-двух метров в секунду. И чем выше скорость, и чем больше изгибов и ступеней у реки, тем быстрее вода набирает мощь, говорит немецкий ученый. И ее достаточно, чтобы сносить на своем пути любые препятствия: размывать берега и разрушать каменистые массивы.
Но одного этого, конечно, не хватит для того, чтобы сносить дома и тяжелую технику. Разрушающей силой обладает как раз та масса, которую потоки воды несут с собой. Вырванные деревья и другие объекты, вплоть до автомобилей, как это было в Арвайлере и других затопленных немецких городах, врезаясь в стены на огромной скорости, разрушают здания. И каждая новая масса воды вносит свой вклад в этот процесс. Несущиеся потоки приобретают колоссальную силу. Такие явления сопровождаются высокими рисками особенно в горных районах и в долинах рек.
Не только эрозия представляет угрозу при наводнении. Сама масса воды — реальная угроза для жизни человека. Именно поэтому пожарные просят избегать подвалов и заземленных помещений во время наводнений. Как только вода попала в подвал, вход туда строго запрещен, даже если там остались ценные вещи, которые очень хочется забрать. Вода оказывает сильное давление на окна и двери. Как отмечает Кристоф Шёнеборн (Christoph Schöneborn), представитель объединения пожарной службы в Северном Рейне — Вестфалии, уже при уровне воды в 50 см сложно открыть дверь и выйти из наполняющегося водой помещения. А уровень воды повышается молниеносно. Не имея возможности покинуть подвал через окно, человек оказывается в ловушке.
Предсказать большие осадки и угрозу наводнения с современными технологиями можно, но, как отмечает Михаэль Дитце, оценить опасность, которую повлечет за собой наводнение, — вряд ли.