Словно они были карточными домиками и игрушечными машинками, рушащимися под коричневыми массами воды или уносимыми прочь. Контейнеры, которые дрейфуют, как картонные коробки, подвалы, которые за считанные минуты становятся опасными для жизни ловушками. Снова и снова природа с ее могучими стихиями доказывает, кто здесь сильнее. По крайней мере, людей нет.

Но как вода может высвободить такую ​​силу? Именно на этот вопрос отвечает Dr. Майкл Дитце из отдела геоморфологии Центра Гельмгольца в Потсдаме на веб-сайте Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ.

В первую очередь важно знать, что один кубический метр воды весит одну тонну. Так что не без! А это означает: «Вода может создавать огромное давление, когда попадает прямо в препятствие. Когда она движется, это приводит к огромным силам, которые действуют на автомобили или контейнеры и могут просто толкать их вперед, если они не закреплены. очень твердо», — говорит Дитце.

«Есть также явление эрозии, которое может разрушить якобы устойчивые поверхности: поверхность (земли) размывается быстро текущей водой».

Среди прочего, GFZ Potsdam исследует, как именно вода мобилизует наносы, как движутся приливные волны и с какой силой они пробиваются сквозь ландшафт.

Проливной дождь — одна из самых недооцененных опасностей, предупреждает Немецкая метеорологическая служба (DWD). Это трудно предсказать и редко происходит в одном месте. Хотя метеорологи могут предсказать регион, они не могут точно предсказать, когда и сколько будет дождя в каком-либо конкретном месте.

Серьезный ущерб может возникнуть и в регионах, о которых вы изначально и не подозревали, даже вдали от крупных рек или узких долин.

«Сильные осадки приносят в почву такое большое количество воды, часто уже насыщенной предыдущими осадками, что она больше не может туда просочиться», — объясняет геоморфолог Дитце.

Суглинок, глина, песок, сухая, влажная: типы почвы по-разному поглощают воду

Важно не только количество воды, но и большую роль играет поток воды в почве. Это означает: насколько хорошо почва может поглощать, хранить или отводить воду?

Здесь играют роль такие факторы, как размер пор частиц почвы или так называемые почвенные коллоиды. Почвенные коллоиды представляют собой частицы диаметром менее двух микрометров (0,002 мм).

Эти частицы настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Но из-за того, что они такие крошечные, большое количество почвенных коллоидов также имеет гигантскую площадь поверхности, к которой прикрепляются молекулы воды.

Глинистые и суглинистые почвы содержат много таких почвенных коллоидов, на которых вода задерживается в виде так называемой задержанной воды и не может стекать. Эти почвы содержат мало пор и поэтому, будучи должным образом пропитанными, могут удерживать больше воды, чем песок.

Песок, с другой стороны, имеет много крупных пор, заполненных воздухом, из-за крупного размера зерен и содержит мало коллоидов. Следовательно, воду вряд ли можно удерживать в качестве удерживаемой воды. Он быстро стекает.

Также важно: в каком состоянии была земля перед дождем?

Здоровая, богатая гумусом почва, то есть она не уплотнена, не покрыта коркой и не уплотнена, как правило, может поглощать больше дождевой воды, хранить ее в больших количествах, чтобы впоследствии она была доступна для растений и почвенных животных. Остальное просачивается очищенным и способствует образованию грунтовых вод.

Однако, если после длительного периода засухи внезапно пойдет сильный дождь, почва не сможет впитать сразу столько воды. Высушенная почва имеет то, что называется «ингибированием смачивания». В результате вода не просачивается, а стекает с поверхности. Этому способствуют и растительные остатки в почве, так как при ее высыхании из них выделяются жиры и восковые вещества.

Вода пробивается

Если почва перенасыщена после продолжительных дождей, у воды нет другого выбора, кроме как стекать с поверхности. Затем он попадает в ручьи и реки. «После того, как он попадает в эти каналы, он может достигать очень высоких скоростей», — говорит Дитце. Например, на Экологической Рейнской станции Кёльнского университета скорость течения Рейна составляет от 1 до 2 метров в секунду при нормальных условиях.

«Чем выше скорость, тем выше уклон — особенно на местных ступенях, таких как насыпи и кромки местности, — и чем глубже река, тем большую силу может развить вода на земле: там, где она течет, она притягивает своей силой, так сказать вес в несколько килограммов. Этого достаточно, чтобы отодрать песок, камни и щебень», — продолжает Дитце.

Больше, чем просто вода: фатальная смесь

Однако одного этого недостаточно, чтобы сметать дома и улицы. Но играет роль не только вода, но и частицы, которые увлекаются. Они ударяются о землю, улицы и стены домов и вызывают огромную эрозионную способность.

«После того, как его части подверглись нападению, основной материал может быть унесен гораздо легче», — объясняет Дитце. Подрыв происходит из-за того, что дороги и дома часто строятся на рыхлом грунте. Дальнейший материал может легко сломаться. «Это взаимодействие переносимого материала и способности просто уносить дополнительный материал, который подвергается воздействию, дает быстро движущейся воде возможность причинить такой огромный ущерб за короткое время».

Михаэль Дитце из Центра Гельмгольца в Потсдаме подчеркивает, что такие наводнения случаются везде, где могут выпасть сильные осадки. Такие осадки особенно опасны в высокогорье, где в результате внезапного прорыва плотин целые озера протекают, а оползни растапливают огромное количество льда и, таким образом, вызывают приливные волны в узких долинах.

Прежде чем вода придет

Но нет ли способа предупредить о таких экстремальных погодных явлениях?

«Предупреждающие уведомления могут быть получены из прогнозов погоды», — говорит Дитце. «Например, прогнозы погоды можно использовать в гидрологических моделях, чтобы делать прогнозы возникновения и вероятности наводнений».

Эрозионные процессы, с другой стороны, все еще проблематичны. «Их трудно предсказать, в основном потому, что эти события происходят очень быстро и их интенсивность трудно точно оценить», — говорит геоморфолог.

С помощью спутниковых снимков и, прежде всего, сейсмометров исследователи уже несколько лет пытаются отслеживать приливные волны практически в режиме реального времени и рассчитывать их интенсивность. Исследования в этой области все еще находятся в зачаточном состоянии, подчеркивает Дитце, но обладают огромным потенциалом для максимально быстрого предупреждения населения о таких наводнениях.

Статья изначально появилась 19.07.2021 и обновлена ​​20.05.2023.