Katastrofy ekologiczne

Katastrofy ekologiczne można podzielić na:

• katastrofy ekologiczne antropogeniczne – to katastrofy ekologiczne będące następstwem awarii, w wyniku której nastąpiła emisja szkodliwych gazów i cieczy (katastrofa chemiczna) lub substancji radioaktywnych (katastrofa jądrowa), a także będące konsekwencją długotrwałej (nawet niezbyt dużej) emisji szkodliwych substancji, zanieczyszczania oceanów (awarie tankowców, wież wydobywczych) i in.,

• katastrofy ekologiczne nieantropogeniczne – to katastrofy naturalne, klęski żywiołowe wywołane przez czynniki niezależne od człowieka; najgroźniejsze nieantropogeniczne katastrofy ekologiczne są wywoływane przez powodzie, susze, cyklony, trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów, tsunami, pożary lasów itp.

Wybrane katastrofy antropogeniczne

RarPO3NzhHEUK

Na mapie świata wyróżniono obszary objęte pustynnieniem, morza zanieczyszczone przez statki, skażenia promieniotwórcze, składowiska odpadów nuklearnych, katastrofy zbiornikowców, katastrofy chemiczne. Obszary objęte pustynnieniem: zachodnia i środkowa część Ameryki Północnej, południowa część Ameryki Południowej, wschodnia część Ameryki Południowej, środkowa, północna część Afryki oraz nieco powyżej południa, znaczna część Hiszpanii, centralna część Azji, pas przechodzący przez północną oraz wschodnią część Australii oraz południowo‑zachodnia część Australii. Morze zanieczyszczone przez statki: znaczna część obszaru Oceanu Atlantyckiego pomiędzy kontynentami, pas wybrzeża Oceanu Spokojnego Ameryki Północnej oraz Ameryki Południowej do połowy kontynentu, północna i południowa część Oceanu Indyjskiego, pas Pacyfiku wzdłuż wschodniego i południowego wybrzeża Azji. Skażenia promieniotwórcze zaznaczono na Oceanie Arktycznym, na Oceanie Spokojnym na wschód od Półwyspu Indochińskiego, na południu Japonii, w centralnej części Azji, na zachód od Indii, na Ukrainie, w zachodniej części Stanów Zjednoczonych. Składowiska odpadów nuklearnych: zachodnie wybrzeże Ameryki Północnej, wschodnie wybrzeże Ameryki Północnej, na wschód od Hiszpanii, na północy Rosji, na wschód od Filipin. Katastrofy zbiornikowców: w pobliżu Alaski, na Oceanie Spokojnym na zachód od USA, w pobliżu północnej części Ameryki Południowej, w pobliżu wschodniego wybrzeża Kanady, na południu Afryki, na zachód od Indii, na północ od Wielkiej Brytanii, na zachód od Francji. Katastrofy chemiczne: Zatoka Meksykańska, na wschodzie USA, na północ od Włoch, w Indiach.

Eksplozja platformy wiertniczej Deepwater Horizon w Zatoce Meksykańskiej w 2010 roku jest uznawana za jedną z największych katastrof ekologicznych w historii świata. Wybuch wywołał pożar platformy oraz wyciek ropy. Przez trzy miesiące do oceanu wydostawało się ok. 800 tys. litrów ropy naftowej dziennie, skażając Zatokę Meksykańską, a w wyniku eksplozji 11 osób poniosło śmierć. Plama ropy dotarła do rezerwatu przyrody Breton National Wildlife Refuge, uśmiercając wiele ptaków oraz żółwi morskich.

R1dZR3O83PLqq

Zdjęcie przedstawia płonącą platformę wiertniczą na otwartym morzu. Pożar gaszony jest ze statków.

RoxjkvxqotrWi

Na mapie USA zaznaczono na brązowo miejsce w Zatoce Meksykańskiej u wybrzeży stanów: Alabama, Mississippi, Louisiana, w pewnym oddaleniu od Florydy. To zasięg skutków wycieku z platformy Deepwater Horizon. Jeden z obszarów katastrofy sięga aż po wysokość południowego krańca Florydy.

W 2002 roku u wybrzeży Hiszpanii nastąpiła katastrofa tankowca Prestige, z 70 tys. ton oleju napędowego na pokładzie 5 tys. ton wydostało się do wody. Zniszczeniu uległy łowiska oraz ostoje przyrodnicze riasów galicyjskich, zginęło wiele ryb oraz ptaków. Olej dotarł również do wybrzeży Portugalii i Francji.

RDfZMQt5Aam6p

Na zdjęciu jest przełamany na pół, tonący duży statek - tankowiec. Znajduje się na pełnym morzu.

RVpWAlsglLRjY

Na zdjęciu jest fragment wybrzeża. Jego część pokryta jest czarną mazią. Na wybrzeżu pracuje mężczyzna.

W 1999 roku u wybrzeży Bretanii nastąpiła katastrofa tankowca Erika, z którego wydostała się połowa z 30 tys. ton przewożonego mazutu. Katastrofa tankowca miała wpływ na ekologię całej Europy, ponieważ panujące sztormy oraz silne wiatry rozprzestrzeniały wyciek na ogromne obszary. Według szacunków w wyniku katastrofy zginęło 300–500 tys. ptaków oraz wiele innych organizmów, których liczby nie można oszacować.

RG2SGDC4E8NJB

Fotografia przedstawia skutki wycieku ropy po katastrofie tankowca Erika. Na pierwszym planie widać rozległe, ciemne płaty mazutu pokrywające prawie całą powierzchnię plaży oraz przybrzeżne skały. Zanieczyszczenie jest zwarte i bardzo wyraźne, przez co naturalny kolor piasku prawie nie jest widoczny. W dalszej części kadru znajdują się ludzie pracujący przy oczyszczaniu brzegu oraz sprzęt wykorzystywany do usuwania ropy. Zdjęcie pokazuje dużą skalę skażenia wybrzeża i trudność w likwidacji skutków katastrofy.

Wybuch elektrowni jądrowej w Czarnobylu z 26 kwietnia 1986 roku był największą katastrofą w historii energetyki jądrowej oraz jedną z największych katastrof ekologicznych w XX w. Wraz z pożarem oraz wybuchem IV bloku elektrowni do atmosfery przedostały się substancje radioaktywne. Groźne substancje unoszące się w radioaktywnej chmurze rozprzestrzeniły się nad całą Europą, mając negatywny wpływ na środowisko oraz ludzi.

R1GL1JF76TNRB

Zdjęcie przedstawia zburzoną część elektrowni. Przypomina stan po wybuchu. Na zdjęciu wyróżnia się wysoki komin.

W latach 1958–1962 Chiny rozpoczęły walkę na terenie państwa z czterema plagami, zachęcając ludność do walki z muchami, komarami, wróblami oraz myszami. Efektem tych działań było zachwianie ekosystemu oraz pojawienie się niszczącej plony plagi szarańczy, która wcześniej była tępiona przez wróble; skutkiem plagi było pojawienie się klęski głodu, w efekcie której śmierć poniosło od 20 do 40 mln ludzi.

RDQ8vjUfSeyvo

Plakat przedstawia martwą mysz leżącą na grzbiecie, nad nią jest wróbel, nad wróblem mucha, a nad muchą komar. Wszystkie zwierzęta przebite są jednym sztyletem. Na plakacie jest napis po chińsku.

Katastrofy przyrodnicze

Każdego dnia na całym świecie występują zjawiska przyrodnicze świadczące o potędze żywiołów naszej planety. Jeśli zdarzenia takie nastąpią na obszarach zamieszkałych i zagospodarowanych, wtedy mogą stanowić realne zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia ludzi. Takie gwałtowne i skoncentrowane w czasie i przestrzeni zjawiska, które pociągają za sobą ofiary oraz powodują ogromne straty materialne, nazywamy katastrofami przyrodniczymi. W zależności od zasięgu mogą mieć one charakter lokalny, regionalny lub globalny.

R10ORthqptgeV

Na mapie świata zaznaczono miejsca katastrof naturalnych na świecie w 2019 roku. Zdarzenia geofizyczne - trzęsienia ziemi, tsunami, aktywność wulkaniczna: Ameryka Łacińska, Europa Południowa, wschodnia i południowa część Azji, zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej. Zdarzenia meteorologiczne - cyklony tropikalne, tajfuny, huragany, burze: Ameryka Północna, Karaiby, Europa Zachodnia, Afryka poludniowo‑wschodnia i pas centralny, wschodnia i południowa Azja. Zdarzenia hydrologiczne - powodzie, ruchy masowe: Azja centralna, południowa i wschodnia część, centralna Afryka, ale w mniejszym stopniu północ i południe kontynentu, środkowa, zachodnia Europa, północna część USA, Meksyk, zachodnia, północno‑zachodnia, wschodnia część Ameryki Południowej. Zdarzenia klimatologiczne - temperatury ekstremalne, susze, pożary: wschodnia część Ameryki Północnej, północ Ameryki Południowej, południe i centralny pas Afryki, północ i południe Europy, południe i wschód Azji, wschód i południe Australii.

Tragedia w Armero jest to katastrofa spowodowana wybuchem wulkanu Nevado del Ruiz 19 listopada 1985 roku. Erupcja wulkanu była nagła, powodując natychmiastowe stopnienie pokrywy lodowej i tworząc lawinę błotną, która była połączona z laharem. Lawina dotarła do miasta Armero; w jej wyniku śmierć poniosło ponad 20 tys. ludzi. Zapewnienia burmistrza, który wbrew opinii geologów uspokajał okoliczną ludność, mówiąc, że nie ma powodu do obaw, przyczyniły się do spotęgowania konsekwencji katastrofy.

R10yJk5lVzPrZ

Na zdjęciu jest wzniesienie pokryte śniegiem. Z jego szczytu unosi się dym.

Pożary buszu w Australii 2019–2020 – jest to jedne z największych pożarów buszu, jakie kiedykolwiek wybuchły w Australii, obejmując swym zasięgiem 103 tys. kmIndeks górny 2² terenu. W wyniku pożarów do atmosfery przedostało się 306 mln ton COIndeks dolny 2₂. Według szacunków ze stycznia 2020 roku tylko w stanie Nowa Południowa Walia zginęło 480 mln zwierząt.

RvspNLBA0NMUN

Zdjęcie satelitarne przedstawia wschodnie wybrzeże Australii od Brisbane po Sydney. Na zdjęciu widać biały dym nad wybrzeżem.

Huragan Katrina to jeden z najbardziej niszczycielskich huraganów, który nawiedził USA. Powstał 23 sierpnia 2005 roku u wybrzeży Bahamów, następnie uderzył na Florydzie. Na obszarze Zatoki Meksykańskiej prędkość wiatru osiągała 250 km/h, huragan zakwalifikowano do piątej, najwyższej kategorii w skali Saffira‑Simpsona. Największego spustoszenia dokonał w Nowym Orleanie, zalewając 80% miasta. W wyniku huraganu Katrina śmierć poniosło 1836 osób, a straty materialne szacuje się na 87 mld USD.

R4exEAAbSoKqz

Zdjęcie przedstawia widok z góry na zalane wodą duże miasto. Powódź jest rozległa.

Technologie geoinformacyjne a katastrofy przyrodnicze

Ludzkość doświadcza zjawisk o charakterze katastroficznym od tysięcy lat. Wraz z rozwojem cywilizacyjnym oraz postępem technologicznym powiększa się jednak nasza wiedza na ich temat. W ostatnich kilkudziesięciu latach powstały nowe technologie, które przyczyniły się do lepszego poznania kataklizmów, a tym samym do minimalizacji skutków ich występowania.

Najbardziej niszczycielskie są te z katastrof przyrodniczych, które mają przebieg gwałtowny i niespodziewany, jak tornado czy trzęsienie ziemi. Istnieje jednak szereg zjawisk, którym można zapobiegać lub ograniczyć ich następstwa. Kraje, które przyjęły zasadę, iż najlepszym zabezpieczeniem przed skutkami kataklizmów jest przygotowanie się na ich wystąpienie, charakteryzują się na ogół mniejszymi stratami.

Efektywność podejmowanych działań zależy od dostępu do różnych technik. W przewidywaniu i określaniu zasięgu zagrożeń powszechnie wykorzystywane są między innymi stacjonarne systemy monitoringu zjawisk przyrodniczych. Najpopularniejsze są sieci pomiaru meteorologicznego i hydrologicznego będące systemem wczesnego ostrzegania przed powodziami, burzami czy gradobiciem. Składają się na nie zautomatyzowane stacje, które przekazują do centrów zarządzania dane dotyczące wielkości i natężenia opadów czy zmian stanu wody w rzekach.

Na wybrzeżach morskich szczególnym zagrożeniem są fale tsunami. System ostrzegania przed tym kataklizmem składa się z pływających na powierzchni akwenu boi oraz umieszczonych na dnie czujników mierzących ciśnienie wody. Po zarejestrowaniu zmiany poziomu wody urządzenie w czasie rzeczywistym transmituje sygnał do centrów monitorowania tsunami. Na podstawie przesyłanych danych wydawane są komunikaty i ostrzeżenia dotyczące wysokości oraz zasięgu fali oraz podejmowane są decyzje o ewentualnej ewakuacji ludności. Najlepiej rozwinięty system wczesnego ostrzegania przed tym kataklizmem obejmuje swoim zasięgiem Ocean Spokojny. Brak takiego systemu na Oceanie Indyjskim był jednym z powodów dużej liczby ofiar tsunami, które wystąpiło w 2004 roku. Obecnie trwają prace nad wdrożeniem systemu ostrzegania dla państw położonych nad tym akwenem.

RDUt62d7KOfwn

Zdjęcie przedstawia boję unoszącą się na wodzie. Ma okrągłą dolną część, a na niej zamontowana jest wyższa konstrukcja zakończona dwiema rurkami. Na dolnej części boi jest napis: tsunami.

Złożone systemy monitorowania obejmują również zjawiska sejsmiczne i wulkaniczne. Wzorcowym przykładem jest projekt wprowadzony na Islandii. Opiera się on na systemie stacji sejsmicznych oraz stacji pomiaru naprężeń litosfery. Dodatkowo zbierane są dane hydrometeorologiczne dotyczące stanu wody, jej temperatury, przewodności elektrycznej, a także wyładowań elektrycznych w chmurach oraz zawartości pyłów i gazów wulkanicznych. Stworzony system jest więc rozwiązaniem kompleksowym, informującym nie tylko o zagrożeniu wybuchem wulkanu, ale ostrzegającym również przed zjawiskami towarzyszącymi, takimi jak gwałtowne powodzie określane mianem jökulhlaupjökulhlaupjökulhlaup.

W monitoringu geofizycznych katastrof przyrodniczych znalazł zastosowanie również popularny system nawigacji satelitarnej GPS (Global Positioning System). Na powierzchni terenu umieszcza się stacjonarne odbiorniki GPS. Wykorzystując sygnały radiowe z satelitów, możemy precyzyjne określić lokalizację urządzeń. Na podstawie zebranych danych dotyczących położenia geograficznego oraz wysokości danego punktu można obliczać prędkość i kierunek pionowych oraz poziomych ruchów skorupy ziemskiej. Informacje te są szczególnie przydatne do przewidywania zjawisk sejsmicznych i wulkanicznych. Podobne pomiary stosowane są do oceny ryzyka wystąpienia ruchów masowych, np. osuwisk.

RJXtNfmaugKnd

Ilustracja przedstawia mechanizm zdalnego ostrzegania przed katastrofami. Na ilustracji jest zbiornik wodny, fragment plaży z budynkami. Zaznaczono miejsce trzęsienia ziemi. NAd tym miejscem pojawiły się fale. Na falach unoszą się boje GPS. Na brzegu po prawej stronie ilustracji i po lewej stronie za budynkami stoją sejsmografy, czujniki GPS w postaci dużych czasz. W wodzie znajdują się czujniki rejestracji ciśnienia wody oraz czujniki sejsmograficzne. Po lewej stronie ilustracji na plaży jest centrum analityczno-ostrzegawcze. W powietrzu jest satelita komunikacyjny oraz satelita GPS. Satelita komunikacyjny odbiera sygnały z boi, sejsmografów, mareografu, czujnika GPS stojącego w pobliżu brzegu morza. Od satelity GPS poprowadzono strzałki w kierunku boi i mareografu.

Badanie zjawisk katastroficznych może być zajęciem niebezpiecznym dla naukowców. Z tego powodu coraz większe zastosowanie znajdują techniki teledetekcyjne. Są to pomiary wykonywane z pewnej odległości (zdalnie, bezdotykowo) przy wykorzystaniu specjalistycznych sensorów (czujników), które określają fizyczne cechy obiektów na podstawie charakterystyki promieniowania elektromagnetycznego. Urządzenia rejestrujące mogą znajdować się na powierzchni Ziemi, na pokładach śmigłowców, samolotów i balonów, bezzałogowych statków powietrznych (dronów), jak również satelitów. Metody teledetekcyjne dzieli się na aktywne i pasywne.

W aktywnych technikach teledetekcyjnych sygnał wysyłany przez instrument po odbiciu od obiektu wraca i jest rejestrowany przez urządzenie. Przykładami takich instrumentów są: radar, w którym wysyłane są fale radiowe, lidar wysyłający światło czy sodar lub sonar emitujący fale akustyczne. Techniki te wykorzystywane są między innymi do prognozowania gwałtownych zjawisk meteorologicznych jak burze, gradobicia czy szkwałyszkwałszkwały. Naziemne i lotnicze skanery laserowe wykorzystywane są również do monitoringu ruchów masowychruchy masoweruchów masowych.

W pasywnych metodach teledetekcji analizowany jest sygnał emitowany przez obserwowany obiekt. Przykładem są zdjęcia, w tym również zdjęcia wykonywane z samolotów lub satelitów. Metoda ta określana jest mianem aerofotografii. Jej zaletą jest możliwość uzyskania obrazów dużych powierzchni lub miejsc trudno dostępnych oraz powtarzalność obrazowania określonego obszaru codziennie lub co kilka do kilkunastu dni. Sekwencyjne zdjęcia mogą być wykorzystywane np. do monitoringu rozprzestrzeniania się pożarów lasów, powodzi czy suszy. Instrumenty teledetekcyjne stosowane w aerofotografii mogą również rejestrować poszczególne składowe widma światła odpowiadające barwom niebieskiej, zielonej i czerwonej oraz widma promieniowania niewidzialnego (podczerwonego czy ultrafioletowego). Zastosowanie tak czułych sensorów zwiększa zakres monitoringu zjawisk przyrodniczych. Na podstawie zdjęć wykonanych w podczerwieni możemy określać wilgotność gleby, stan zdrowotny roślin czy zawartość w powietrzu gazów cieplarnianych.

Monitoring elementów środowiska - galeria zdjęć

Rl08YDBv7lbat

Na zdjęciu jest urządzenie stojące w trawie. Na krótkiej rurce zamontowane jest okrągłe urządzenie.

R13wZCSv7GJYV

Zdjęcie przedstawia przyrząd monitorujący przemieszczanie się zbocza. Przyrząd stoi na stojaku. Ma postać otwieranej skrzynki oraz baterii słonecznej. Urządzenie stoi w terenie pozbawionym roślinności, skalistym.

R1CNfSTJ2qdw8

Ilustracja przedstawia kosmos z satelita unoszącym się nad Ziemią. Satelita zbudowany jest między innymi z baterii słonecznych.

Określanie zasięgu katastrofy przyrodniczej

Katastrofy przyrodnicze w konsekwencji niosą za sobą ogromne straty materialne oraz ogromne liczby ofiar. Określanie zasięgu katastrofy wiąże się głównie z określeniem strat, jakie przyniosła, na terenie, na którym wystąpiła. Przy określaniu zasięgu katastrofy przyrodniczej naukowcy wykorzystują przede wszystkim metody teledetekcyjne - głównie aerofotografię.

RIUY80V6RgK5t

Zdjęcie satelitarne przedstawia widok z góry na chmury układające się spiralnie. Pod chmurami jest ocean.

R1X12DX7OJbzj

Ilustracja przedstawia kulę ziemską. Na Oceanie Indyjskim pokazano punkt, z którego rozchodzą się fale tsunami. Docierają do Malezji, Indonezji Indii.

W zależności od rodzaju katastrofy przyrodniczej wykorzystuje się różne narzędzia do określenia mocy danego zjawiska. Przy trzęsieniu ziemi jego wielkość w Europie opisuje 12‑stopniowa skala intensywności, nazwana Europejską Skalą Makrosejsmiczną – EMS‑98 (European Macroseismic Scale). W pierwszym stopniu drgania są nieodczuwalne i rejestrowane tylko przez przyrządy, natomiast przy 12 stopniu wszystkie konstrukcje ulegają całkowitemu zniszczeniu, pojawiają się ogromne zmiany topograficzne i zmiany w sieci wodnej i wód podziemnych. Przy powodziach ocena ich zasięgu opiera się głównie na szacunkowym określeniu za pomocą zdjęć wielkości zalanego obszaru. Do określenia zasięgu powodzi wykorzystuje się 3‑stopniową skalę. Pierwszy stopień to powodzie małe o zasięgu lokalnym, drugi to powodzie średnie o zasięgu regionalnym, natomiast trzeci stopień to powodzie duże o zasięgu krajowym, wymagające pomocy międzynarodowej. Huragany natomiast monitorowane są za pomocą specjalistycznych radarów. Bardzo wysoko rozwinięta technologia pozwala dokładne śledzić moc i wielkość oraz drogę trąby powietrznej. Obecnie dzięki rozwojowi techniki i ciągłym badaniom śledzenie skutków i samych nagłych zjawisk pogodowych jest coraz łatwiejsze.