Ким Померанец - Несчастья невских берегов. Из истории петербургских наводнений

В действительности же составление прогнозов наводнений и принятие решения об угрозе бедствия очень и очень непростое занятие. Привлекательность изложенного метода во многом общая, имеющая статистический смысл. Ведь каждое наводнение неповторимо. В каждом свое соотношение уровней в Таллинне и Петербурге, как по высоте, так и по времени, в каждом своя траектория циклона, свой ветер над заливом. И недостаточно следить только за эстонской столицей. Она избрана опорным пунктом как расположенная у входа в Финский залив и потому наиболее приемлемая. Но в ряде случаев таким пунктом оказывается другая станция. Иногда – в случае сейшей – уровень воды достигает максимальных значений почти одновременно на нескольких станциях. Опрометчиво пренебрегать любой информацией, нельзя действовать по шаблону. Для конкретного сегодняшнего прогноза и принятия решения требуются, следовательно, немалый опыт, просчет вариантов, внимание к деталям. Причем все должно выполняться быстро, ибо нет ничего нелепее запоздалого прогноза…

Приведем примеры синоптических эмпирических прогнозов в трех случаях наводнений.

В первой половине дня 28 сентября 1975 г. внимание синоптиков привлек циклон, едва образовавшийся над Датским королевством. Далее он развивался почти по вышеизложенной схеме, изображенной на графике (см. с. 116). Днем угроза наводнения стала реальной. В 17 часов 20 минут был выдан прогноз: «В 22—24 часа ожидается повышение уровня воды в реке Неве до 130—160 см над ординаром. Возможны уточнения о более значительном подъеме». Первое уточнение последовало через три часа, когда вода в Ристне – 520 км от Ленинграда – прошла пик и пошла на спад: «К 2-4 часам 29 сентября уровень в Неве поднимется до 200—250 см над ординаром». Синоптики видели, что циклон развивается почти по классической схеме, что «длинная волна» уже сформировалась. Они, заботясь о максимальной заблаговременности прогноза, не стали дожидаться ее прихода в предусмотренный инструкцией Таллинн. И все же в половине второго ночи 29 сентября, когда гребень волны прошел через остров Гогланд (190 км от Ленинграда), было выдано второе уточнение: «В 3-4 часа ожидается подъем уровня до 250—270 см».

Пик в Ленинграде у Горного института наступил в 4 часа 29 сентября, достигнув отметки 270 см над ординаром (тогда отсчеты производились еще от этого горизонта) или 281 см над нулем Кронштадтского футштока. До сих пор это наводнение остается пятым по высоте среди 323 случаев в истории города. Итак, почти за одиннадцать часов до события синоптики ошиблись на 110—140 см по высоте и на 4-6 часов по времени; почти за восемь часов – на 20—70 см и 0-2 часа; за два часа до пика, когда набережные и многие улицы уже покрылись водой, прогноз, нужда в котором уже почти отпала, содержал ничтожные погрешности: 0-20 см по высоте и 0– 1 час по времени. Подчеркнем, что, согласно требованиям службы прогнозов стихийных бедствий, приведенные результаты относятся к удовлетворительным, особенно прогноз с семи-восьмичасовой заблаговременностью (первое уточнение). За это время было много сделано для предотвращения жертв и убытков.

А вот пример совершенно неудачного прогноза. В середине ноября 1978 г. над Балтийским морем сериями проходили глубокие активные циклоны с Атлантики. 15 ноября в Ленинграде произошло наводнение, едва не достигшее особо опасной отметки (см. главу «Памятные наводнения»).

Сохранялась угроза дальнейших подъемов воды. 16 ноября около полудня по радио объявили штормовое предупреждение: «Сегодня в 18—20 часов ожидается катастрофическое наводнение высотой до 3,5 м». Но вода поднялась только до 147 см. Город вздохнул с облегчением, хотя ложная тревога потребовала немалых затрат и усилий. Синоптики огорчились, зато у сторонников строительства дамбы появился лишний довод в свою пользу. Дескать, гидротехническая защита тем более необходима, поскольку метеослужба ошибается. Довод слабый и недальновидный, ибо правильное функционирование сооружений невозможно без прогноза наводнений.

Наконец, о прогнозе недавнего наводнения – 15 ноября 2001 г. Опасную ситуацию создал циклон, пришедший с севера Ботнического залива и следовавший на юго-восток. Синоптики называют такие циклоны «ныряющими». Они не вызывают четко выраженной «длинной волны», что затрудняет слежение за формированием и развитием нагона. Основную опасность в таких случаях представляет ветер. Прогноз осложнялся неполной информацией об уровне воды на станциях прибалтийских стран. Тем не менее около полудня по радио объявили штормовое предупреждение о возможности наводнения с максимумом 160—190 см в 18—19 часов. Фактический максимум составил 216 см и наступил в 18 часов 15 минут. Прогноз с заблаговременностью более шести часов оказался, следовательно, практически точным по времени наступления пика, а ошибки по высоте составили 25—55 см. Совсем неплохо по прогностическим нормативам.

Эмпирические, то есть основанные на опыте, методы непременно присутствуют в любых исследованиях. Им свойственны свои преимущества и недостатки, они реализуются путем проб и ошибок. Их соотношение с теорией и практикой всегда являлось важной проблемой познания окружающего мира. Альберт Эйнштейн, физик-теоретик, высоко отзывался о таких методах: «Ни один ученый не мыслит формулами… В минуты кризисов воображение важнее знаний… Гений – это интуиция…» Довольно удачно, хотя и менее серьезно, отозвался как-то о таких методах участник обсуждения далеких от нашей темы вопросов парусного спорта: «Проектирование яхт похоже на роман с женщиной. Поскольку теория не разработана, остается только эмпирический подход. Даже если мужчина может похвастаться на этом поприще, он чаще всего не имеет никакого понятия о причинах своего успеха». [97] [97] Манкин В.Т. Белый треугольник. М., 1981, С. 55

Данные измерений уровня воды в Балтийском море и Финском заливе показывают, что наводнения представляют собой волны, горизонтальные размеры которых значительно превосходят глубину бассейна. Эта особенность наводнений позволяет применить к их изучению один из самых развитых разделов гидродинамики – теорию «длиных волн на мелкой воде». Фундаментальная формула этой теории для скорости волны, зависящая только от глубины водоема (учитывается также постоянная величина – ускорение свободного падения), приводит к значениям, очень близким к эмпирическим, получаемым из наблюдений.

Основы теории «длинных волн» разработаны трудами великих ученых – И. Ньютона, Д. Бернулли, Л. Эйлера, Ж. Лагранжа, П.-С. Лапласа. С ее помощью более двух веков назад получены замечательные результаты в исследовании морских приливов, включая необходимое для практики их предвычисление. С 1950-х гг. приложения теории «длинных волн на мелкой воде» распространились на изучение морских наводнений, сейшей, приливов, речных половодий и паводков. В начале 1960-х гг. ее применили к прогнозу наводнений в Ленинграде. [98] [98] Вольцингер Н.Е., Пясковский Р.В. Основные океанологические задачи теории мелкой воды. Л., 1968.