Статистика катаклизмов позволяет отслеживать количество происходящих в мире, тяжесть их последствий и причины возникновения. Основные мотивы для сбора статистических данных: поиск эффективных способов предотвращения бедствий, профилактика катастроф, прогнозирование и своевременная к ним подготовка.

Виды катаклизмов

Катаклизмы (стихийные бедствия) – это явления и процессы, происходящие на земле (или в космосе), которые несут разрушения окружающей среды, уничтожение ценностей материального характера, угрожают жизням и здоровью . Возникать они могут по разным причинам. Многие из них могут образоваться в результате человека. Стихийные катаклизмы и бедствия могут быть кратковременными (от нескольких секунд) и продолжительными (несколько дней и даже месяцев).

Катастрофы делятся на локальные и глобальные катаклизмы. Первые воздействуют разрушительно на ту местность, где произошли. Глобальные – оказывают влияние на биосферу, ведущие к исчезновению каких-либо видов растений или . Они могут грозить земле изменением климата, масштабным переселением , гибелью, а человечеству полным или частичным вымиранием.


На нашей планете глобальные катаклизмы, которые приводили к изменениям климата и развитию цивилизации происходили не раз. В таблице ниже представлены различные виды катаклизмов.

Виды Что из себя представляют
Экологические катаклизмы Озоновые дыры, загрязнение атмосферы и водоемов, мутации, эпидемии
Природные катаклизмы Торнадо, потоп, наводнение,
Погодные катаклизмы Аномальная жара, оттепель зимой, снег летом, ливни
Тектонические катаклизмы Землетрясения, селевые потоки, смещение ядра земли
Политические катаклизмы Межгосударственные конфликты, перевороты, кризис
Климатические катаклизмы Глобальное потепление, ледниковый период
Исторические катаклизмы и прочие события, которые меняли ход истории того или иного государства
Космические катаклизмы Столкновение планет, метеоритные дожди, падения астероидов, взрывы на солнце. Некоторые космические катастрофы способны уничтожать планеты

Самые разрушительные катаклизмы за историю человечества


По статистике катаклизмы, которые изменили ход истории за время существования человечества происходили множество раз. Некоторые из них до сих пор считаются самыми ужасными. Топ-5 разрушительных катаклизмов:

  • наводнение в Китае 1931 года (катастрофа 20 века унесла жизни 4 млн. людей);
  • извержение вулкана Кракатау в 1883 году (погибло 40 тыс. чел. и уничтожено около трех сотен городов);
  • землетрясение в Шэньси 1556 года в 11 баллов (погибло около 1 тыс. человек, провинция была разрушена и на долгие годы опустела);
  • последний день Помпеи в 79 г. до н.э. (извержение вулкана Везувий длилось около суток, привело к гибели нескольких городов и тысяч людей);
  • извержение вулкана Санторин в 1645–1600 гг. до н.э. (привело к гибели целой цивилизации) .

Мировые показатели

Статистика катаклизмов в мире за последние 20 лет насчитывает более 7 тыс. случаев. Погибло в результате этих стихий более миллиона людей. Ущерб, который был нанесен, оценивается в сотни миллиардов долларов. На картинке наглядно показано, какие из катаклизмов, произошедших за период с 1996 по 2016 гг. стали самыми смертоносными.

В новостях планеты регулярно говорят о том, что количество стихийных бедствий во всем мире неуклонно увеличивается. За 50 лет число катастроф возросло в несколько раз. Только цунами происходит около 30 раз в год.

На графике показано, какие континенты наиболее часто становятся эпицентрами стихийных бедствий. Наиболее подвержена катаклизмам Азия. На втором месте стоит США. По мнению геологов, Северная часть Америки в скором времени может исчезнуть с лица земли из-за .

Природные катаклизмы

Статистика катаклизмов природного происхождения за последние 5 лет показывает их 3-кратное увеличение. По подсчетам ученых от стихийных бедствий за это время пострадало более 2 млрд человек. Это каждый третий житель нашей планеты. На земле все чаще случаются , цунами, ураганы, наводнения, засухи, эпидемии, голод и прочие бедствия. Ученые называют следующие причины природных катаклизмов:

  • воздействие человека;
  • конфликты военного, социального и политического характера;
  • выброс энергии в геологические слои.

Нередко причиной бедствий становятся последствия катаклизмов случившихся до этого. Например, после масштабного наводнения, может наступить голод или начаться эпидемия. Виды природных катаклизмов:

  • геологические (оползни, пыльные бури, сели);
  • метеорологические (холод, засуха, жара, град);
  • литосферные (извержения вулканов, землетрясения);
  • атмосферные (торнадо, ураганы, бури);
  • гидросферные (тайфуны, циклоны, наводнения);

Статистика природных катаклизмов гидросферного характера (а именно наводнений) сегодня в мире демонстрирует самые высокие показатели:

На диаграмме ниже представлены данные о том, сколько катаклизмов происходит, и какое количество человек от каждого из них пострадало или погибло за последнее время.

В среднем, из-за природных бедствий гибнет около 50 тыс. человек в год. В 2010 г. цифра превысила порог в 300 тыс. чел.

В 2016 году произошли следующие стихийные бедствия:

Дата Место Катаклизм Пострадавшие Погибшие
06.02 Тайвань Землетрясение 422 166
14–17.04 Япония Землетрясение 1100 148
16.04 Эквадор Землетрясение 50 000 692
14–20.05 Шри-Ланка Наводнение, оползни, дожди 450 000 200
18.06 Карелия Шторм 14 14
Июнь Китай Наводнение 32 000 000 186
23.06 Америка Наводнение 24 24
6–7.08 Македония Наводнение и оползни Десятки человек 20
24.08 Италия Землетрясение н/д 295

Компания ВВС постоянно создает документальные о катастрофах природного характера. В них красочно и наглядно демонстрируется, что происходит в мире, какие катастрофы угрожают человечеству и планете.

Если правительство каждой страны будет принимать меры для обеспечения населения и предотвращению некоторых бедствий, которые можно спрогнозировать заранее, то катаклизмы будут случаться реже. По крайней мере, число негативных последствий, человеческих жертв и материальных убытков будет гораздо меньше.

Данные по России и Украине

Катаклизмы происходили в России нередко. Как правило, они ознаменовывали конец предыдущей эпохи и начало новой.

Например, в 17 веке произошли крупные бедствия, после чего началась новая эпоха, более жестокая. Тогда случились набеги саранчи, уничтожившие посевы, великое затмение солнца, зима была очень мягкой – реки не покрыло льдом из-за чего весной они вышли из берегов и произошли наводнения. Также лето было холодным, а осень жаркой, как следствие в середине декабря степи и луга покрылись зеленью. Все это привело к тому, что появились пророчества о предстоящем конце Света.

Как показывает статистика катаклизмов, в России от них ежегодно гибнут и страдают тысячи людей. Бедствия приносят убытки стране в размере до 60 млрд. руб. в год. Большую часть всех катаклизмов составляют наводнения. Второе место занимают смерчи и ураганы. За период с 2010 по 2015 год количество стихийных бедствий в России возросло на 6%.

Большую часть катастроф в Украине составляют оползни, наводнения и сели. Так как в стране огромное количество рек. На втором месте по разрушительности – пожары лесов и степей, сильные ветры.

В апреле 2017 года произошел последний катаклизм в стране. От Харькова до Одессы прошел снежный циклон. Из-за него более трехсот населенных пунктов оказались обесточены.

в мире последнее время возрастает. Некоторые бедствия невозможно предугадать. Но есть и те, которые можно спрогнозировать и предотвратить. Дело лишь за тем, чтобы руководство каждой страны вовремя принимало адекватные меры.

В этом году слово «аномальный» звучит чуть ли не в каждом прогнозе погоды: одни регионы задыхаются в пожарах из-за аномальной жары, вторые захлёбываются от дождей, а реки грозят выйти из берегов даже в Подмосковье. Что происходит на планете? Учёные выдвигают всё новые объяснения участившихся катаклизмов и в один голос заявляют: дальше будет хуже. Но почему?!

Хроника: что мне снег, что мне зной...

Климат стал преподносить нам сюрпризы ещё в начале марта. После относительно спокойной зимы неожиданно пришла ранняя весна - фактически на три недели быстрее, чем календарная.

Март оказался необычно тёплым и солнечным почти на всей европейской территории страны. Однако потом зима неожиданно вернулась - со снегом, гололёдом и всем арсеналом климатических бедствий. Март сменил прохладный апрель, а затем необыкновенно холодный и дождливый май. По данным Гидрометцентра, рекордные холода и заморозки отмечались на всём пространстве от Баренцева моря до Чёрного и от западной границы до Урала вплоть до июня, а среднемесячная температура в Центральной России оказалась ниже нормы на 2 градуса.

На Калининград тогда обрушилась «майская пурга», в Сыктывкаре, Костромской и Псковской областях люди размещали в Интернете фото почти что новогодних пейзажей: зелёная травка, клейкие листочки на деревьях, едва распустившиеся цветы - и всё это под снегом. В Ленинградской области температура ночью опускалась до -8 °С. В Москве май вообще выдался самым морозным в XXI в., а День Победы - наиболее «дубовым» за всю историю праздника. При этом за Уралом вся весна, наоборот, оказалась теплее прежних.

Июньский снегопад в Мурманске. Фото: www.globallookpress.com / instagram.com/narodnoe_tv/

Но, увы, всё это было лишь прологом к разгулу стихий. 29 мая на Москву обрушился мощнейший ураган с порывами до 30 м в секунду, чего не случалось ни разу за всю историю метеонаблюдений. Эта буря стала самой смертоносной в Белокаменной после смерча 1904 г.: 18 человек погибли, более 170 получили ранения.


  • © РИА Новости / Евгений Одиноков

  • © РИА Новости / Евгений Одиноков

  • © РИА Новости

  • © РИА Новости / Рамиль Ситдиков

  • © РИА Новости / Рамиль Ситдиков

  • © РИА Новости / Евгений Одиноков

  • © РИА Новости / Яна Бурмистрова

  • © РИА Новости / Рамиль Ситдиков

  • © РИА Новости / Максим Блинов

  • © РИА Новости / Евгений Одиноков
  • © Агентство «Москва» / Сергей Киселев
  • © Агентство «Москва» / Сергей Киселев
  • © Агентство «Москва» / Сергей Ведяшкин

В конце мая - начале июня разрушительные смерчи и торнадо пронеслись в Татарстане, на Алтае, на Урале - в Свердловской и Челябинской областях, в Башкирии (в Татарстане - с ледяным дождём). В Москве и Питере 2 июня выпал летний снег. Под ударами стихии оказалось сразу несколько регионов, расположенных за тысячи километров друг от друга: в Сибири, Поволжье и на Северном Кавказе. Ураганы и затяжные ливни наблюдались в Барнауле, Тольятти, Курганской области, Северной Осетии, Кабардино-Балкарии и т. д. Проливные дожди и наводнение на Ставрополье стали сильнейшими за последние полвека. В столице 15 июня оказалось самым холодным в этом столетии - всего +9,4 °С. Четыре месяца - март, апрель, май и июнь - ознаменовывались в столице превышением месячных норм выпадения осадков более чем на 160-180%. Но и этот рекорд был побит 30 июня, когда в Москве выпало 85% месячной нормы. Подобного не происходило 95 лет - с 1923 г. Тем временем в Мурманск и Североморск пришло «настоящее северное лето» - 21 июня температура резко упала до 0 °С, на улицах выросли сугробы.

Жители средней части России могут позавидовать тем, кто живёт в Южной Сибири: в Красноярске, Абакане, Иркутске, Новосибирске рекорды по жаре, поставленные в мае, были продолжены в середине июня. Доходило до +34...+37 °С. А недавно в степных районах Крыма температура доходила до +42...+43 °С в тени. Страшная жара уже месяц в ряде стран Европы, ещё хуже в Средней Азии - в Ташкенте, к примеру, днём доходит до +49 °С.

В июле число погодных аномалий и климатических катаклизмов не уменьшилось. За первые три дня июля в Москве выпала половина месячной нормы осадков - 47 мм. МЧС России уже предупредило, что в ближайшее время снова следует ждать новых природных бедствий. А учёные придумали новые термины: «погоду лихорадит», «климат в истерике».

Версия № 1: холодает из-за потепления

Гипотез, которые пытаются объяснить, в чём причина аномальных климатических событий, немало. Среди них есть как научные, так и те, что рождаются в беседах на лавочке у подъезда. Но они не менее интересны.

По мнению метеорологов, всему виной глобальное потепление. Из-за него климат стал нестабильным, разбалансированным. Но почему потепление приводит к похолоданию?

Глобальное потепление быстрее идёт у полюсов, чем в средних широтах и тем более на экваторе. Из-за этого разность температур на экваторе и у полюсов становится всё меньше. А механизм циркуляции атмосферы устроен так, что чем больше эта разница температур, тем интенсивнее воздушные массы перемещаются с запада на восток. Именно к такому - западно-восточному - переносу привыкли жители России. Циклоны, приходящие к нам из Европы, затем смещаются в сторону Уральских гор.

«Из-за уменьшения разницы температур между полюсами и экватором этот привычный нам перенос замедлился, зато всё чаще стали наблюдаться переносы вдоль меридианов - воздушные массы движутся то с севера, то с юга, - поясняет директор Гидрометцентра России Роман Вильфанд . - Именно повторяемость меридиональных процессов приводит к тому, что случаются более интенсивные похолодания. Вообще чаще происходят экстремальные события, наблюдаются очень низкие и очень высокие температуры. Парадокс: в период потепления интенсивность похолоданий становится больше, чем это было до глобального изменения климата. Наш замечательный учёный, академик Александр Обухов , сказал: «В период потепления климата погода становится нервной». То есть однородной погоды становится меньше. Такие процессы происходят на всей планете, но наиболее заметно они проявляются в умеренных широтах».

Итак, частые вторжения холодного арктического воздуха на территорию Центральной России вызваны тем, что в самой Арктике становится теплее. А ещё глобальное потепление приводит к тому, что одни воздушные массы надолго блокируются другими. Когда в 2010 г. жители европейской части России неделями задыхались от дыма торфяных пожаров, засуха и жара были вызваны как раз блокирующим антициклоном. Но подобное может происходить и с холодными воздушными массами, что, видимо, и случилось в мае этого года.

«Кроме того, в мае-июне отмечалась повышенная циклоническая активность в Северной Атлантике, - считает заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН Владимир Семёнов . - Такая аномалия могла быть связана с сильными изменениями температуры океана».

Роман Вильфандпредупреждает: подобные аномалии погоды в нашей стране возможны в ближайшие 10 лет.

Версия № 2: погоду портят учёные

Когда в 2010 г. Европа изнывала от жары, многие поспешили возложить вину за катаклизм на физиков, проводивших исследования на Большом адронном коллайдере. Этот крупнейший в мире ускоритель элементарных частиц расположен на границе Франции и Швейцарии. Подозрения в том, что «учёные портят нам погоду», звучат и сейчас, хотя БАК с конца 2016 г. остановлен на ремонт.

Ещё один научный комплекс, который подозревают в воздействии на климат, находится на Аляске. Это американский HAARP - проект по изучению ионосферы и полярных сияний. Разговоры о том, что он способен манипулировать погодой в планетарном масштабе, ведутся с момента его запуска в 1997 г. Конспирологи обвиняют HAARP в землетрясениях, засухах, ураганах и наводнениях. Похожие установки, кстати, есть в Норвегии, России (в Нижегородской обл.), на Украине.

С погодными аномалиями связали и запуск китайского спутника «Мо-цзы», который должен был провести эксперимент по квантовой телепортации. После первых удачных сеансов на спутнике начались сбои в работе оборудования. Как считают эксперты, они вызвали резкое повышение уровня отрицательных аэроионов, что могло повлиять на климат.

Версия № 3: Солнце гаснет

Астрономы встревожены: они обнаружили заметное снижение активности Солнца. Последние годы уровень магнитной активности нашего светила сократился до рекордных значений, что говорит о коренных изменениях в его недрах, а также о губительных последствиях этих процессов для человечества. К таким выводам пришли учёные из Бирмингема (Великобритания).

Ещё недавно наша звезда пребывала в состоянии великого максимума, то есть повышенной активности. Но в 2008 г. начался новый цикл, оказавшийся на удивление слабым. Астрономы опасаются, что Солнце начало угасать.

Один из признаков активности светила - наличие пятен на его поверхности. И вот их-то в этом году катастрофически мало! Число пятен на Солнце постепенно падает. Снимки показывают, что толщина слоя, где они рождаются, уменьшается. Кроме того, замедлилось вращение звезды в её приполярных регионах.

По мнению учёных, период аномального спокойст-вия С-олнца может привести к длительному похолоданию на нашей планете. Также не исключено, что наблюдаемые сейчас причуды погоды - предвестники более грозного катаклизма.

Версия № 4: климатическое оружие

Климатическое оружие запрещено международными конвенциями, но это не значит, что работы над ним не ведутся. И в некоторых классификаторах оружие, которое можно назвать климатическим, присутствует официально. Когда 29 мая на Москву обрушился ураган, обернувшийся человеческими жертвами и сорвавший часть кровли с Сенатского дворца в Кремле, народ зароптал: не иначе Запад применил секретную технологию, повлиявшую на погоду в России.

«Технологии, похожие на климатическое оружие, применяются, когда к празднику разгоняются облака. Кстати, этот способ влияния на погоду разрабатывали как раз для военных целей, - говорит военный учёный Андрей Шалыгин. - А сейчас в мире действует множество компаний, которые предлагают свои услуги по «регулировке погоды». То есть ставятся эксперименты над климатом, которые никто не контролирует! Чем это чревато? Да, можно к празднику вокруг одного города распылить реагенты, и это изменит погоду в нём, но в другом регионе, за тысячу километров отсюда, это аукнется неприятностями. Способы провокации природных явлений многообразны. Например, можно распылить химические компоненты на два идущих навстречу друг другу циклона. И эти компоненты вступят в реакцию при соединении, тогда на район обрушится ураган, намного более мощный. Так можно провоцировать не только ураганы, но и ливни, сели, наводнения, смерчи и др.».

Говорят, Пентагон уделяет повышенное внимание работам в сфере воздействия на климат (тот же комплекс HAARP на Аляске находится под контролем военного ведомства США). По некоторым сведениям, американцы даже планировали бороться с террористами из ИГИЛ (организация, запрещённая в России. - Ред. ), вызывая на территории их проживания стойкие суховеи, направленные потоки раскалённого ветра с тучами песка.

Плюсы климатического оружия очевидны: как доказать, что тот или иной природный катаклизм вызван искусственно? А урон он способен нанести колоссальный - повлиять на урожайность и сельскохозяйственное производство, а значит, спровоцировать экономический спад в стране и недовольство властью. Расшатать политическую ситуацию и разжечь огонь революции - уже дело политтехнологов.

Комплекс ионосферных исследований HAARP на Аляске контролиру- ется военным ведомством США. Фото: Public Domain

Версия № 5: Гольфстрим не греет

Об этой гипотезе «АиФ» писал и раньше. Более того, давал прогноз, что в ближайшие годы она начнёт работать и это приведёт к похолоданию в Европе.

Речь идёт об остановке тёплого океанического течения Гольфстрим, которое обогревает Старый Свет. А благодаря Северо-Атлантическому течению, которое является его продолжением, Мурманск остаётся незамерзающим портом.

Механизм остановки Гольфстрима выглядит так. При своём движении на север это мощное течение встречается с холодным Лабрадорским течением, которое «подныривает» под него, оттесняя в сторону Европы. Это происходит потому, что вода в Лабрадорском течении более солёная и тяжёлая. Картина похожа на двухуровневую развязку - два мощных потока благополучно расходятся.

А теперь посмотрим, что происходит вследствие глобального потепления. В Арктике тают колоссальные массы льда - в первую очередь гигантский ледник Гренландии. А лёд, как известно, - это замёрзшая пресная (не солёная!) вода. Плюс увеличивается сток сибирских рек, которые тоже несут в океан пресную воду. В результате солёность воды в Северном Ледовитом океане понижается. А поскольку пресная вода более лёгкая, чем солёная, она перестаёт опускаться и приостанавливает тёплый Гольфстрим. Кроме того, Лабрадорское течение, также разбавленное пресной водой, становится менее плотным и уже не «подныривает» под Гольфстрим, а просто врезается в него. Двухуровневая развязка превращается в банальный перекрёсток.

К слову, Европа за свою историю пережила немало ледниковых периодов. Последний из них, известный как Малый ледниковый, начался в XIV в. и, по мнению исследователей, был вызван именно замедлением Гольфстрима.

Природные катаклизмы и их влияние на изменение

физико-географического положения

Физико-географическое положение - это пространственное расположение какой-либо местности по отношению к физико-географическим данностям (экватору, начальному меридиану, горным системам, морям и океанам и т. д.).

Физико-географическое положение определяется географическими координатами (широта, долгота), абсолютной высотой по отношению к уровню моря, близостью (или отдаленностью) к морю, рекам, озерам, горам и т.п., положением в составе (расположением) природных (климатических, почвенно-растительных, зоогеографических) зон. Это т.н. элементы или факторы физико-географического положения.

Физико-географическое положение любой местности сугубо индивидуально, неповторимо. Место, которое занимает каждое территориальное образование, не только индивидуально само по себе (в системе географических координат), но и в своем пространственном окружении, т. е. в своем расположении по отношению к элементам физико-географического положения. Следовательно, изменение физико-географического положения какой-либо местности, ведет, как правило, к изменению физико-географического положения соседних местностей.

Быстрое изменение физико-географического положения может быть обусловлено только природными катаклизмами или деятельностью самого человека.

К опасным природным явлениям относятся все те, которые отклоняют состояние природной среды от диапазона, оптимального для жизни человека и для ведущегося им хозяйства. К катастрофическим природным катаклизмам можно отнести те, которые изменяют облик земли.

Это катастрофические процессы эндогенного и экзогенного происхождения: землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, лавины и сели, оползни, оседания грунтов, внезапное наступление моря, глобальное изменение климата на Земле и т.п.

В настоящей работе мы рассмотрим физико-географические изменения, произошедшие когда-либо или происходящие в наше время под влиянием природных катаклизмов.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ КАТАКЛИЗМОВ

Землетрясения

Основным источником физико-географических изменений являются землетрясения.

Землетрясением называется сотрясение земной коры, подземные удары и колебания поверхности земли, вызванные главным образом тектоническими процессами. Они проявляются в виде подземных толчков, часто сопровождаются подземным гулом, волнообразными колебаниями почвы, образованием трещин, разрушением зданий, дорог и, что самое печальное, человеческими жертвами. Землетрясения играют заметную роль в жизни планеты. Ежегодно на Земле регистрируется свыше 1 млн. подземных толчков, что составляет в среднем около 120 толчков в час или два толчка в минуту. Можно сказать, что земля находится в состоянии постоянного содрогания. К счастью, немногие из них бывают разрушительными и катастрофическими. В год происходит в среднем одно катастрофическое землетрясение и 100 разрушительных.

Землетрясения происходят в результате пульсационно-колебательного развития литосферы - сжатия ее в одних регионах и расширения в других. При этом наблюдаются тектонические разрывы, смещения и поднятия.

В настоящее время на земном шаре выделены зоны землетрясений разной активности. К зонам сильных землетрясений относят территории Тихоокеанского и Средиземноморского поясов. В нашей стране более 20% территории подвержены землетрясениям.

Катастрофические землетрясения (9 баллов и более) охватывают районы Камчатки, Курильских островов, Памира, Забайкалья, Закавказья и ряда других горных районов.

Сильные (от 7 до 9 баллов) землетрясения бывают на территории, простирающейся широкой полосой от Камчатки до Карпат, включая Сахалин, Прибайкалье, Саяны, Крым, Молдавию и др.

В результате катастрофических землетрясений в земной коре возникают крупные дизъюнктивные дислокации. Так, при катастрофическом землетрясении 4 декабря 1957 г. в Монгольском Алтае возник разлом Богдо длиной около 270 км, а общая длина образовавшихся разломов достигла 850 км.

Землетрясения вызываются внезапными, быстрыми смещениями крыльев существующих или вновь образующихся тектонических разломов; напряжения, которые при этом возникают, способны передаваться на большие расстояния. Возникновение землетрясений на крупных разломах происходит при длительном смещении в противоположные стороны тектонических блоков или плит, контактирующих по разлому. При этом силы сцепления удерживают крылья разлома от проскальзывания, и зона разлома испытывает постепенно возрастающую сдвиговую деформацию. При достижении ею некоторого предела происходит «вспарывание» разлома и смещение его крыльев. Землетрясения на вновь образующихся разломах рассматриваются как результат закономерного развития систем взаимодействующих трещин, объединяющихся в зону повышенной концентрации разрывов, в которой формируется магистральный разрыв, сопровождающийся землетрясением. Объем среды, где снимается часть тектонических напряжений и высвобождается некоторая доля накопленной потенциальной энергии деформации, называется очагом землетрясения. Количество энергии, выделяющееся при одном землетрясении, зависит главным образом от размеров сдвинувшейся поверхности разлома. Максимально известная длина разломов, вспарывающихся при землетрясении, находится в диапазоне 500-1000 км (Камчатское - 1952 г., Чилийское - 1960 г. и др.), крылья разломов смещались при этом в стороны до 10 м. Пространственная ориентация разлома и направление смещения его крыльев получили название механизма очага землетрясения.

Землетрясениями способными изменять облик Земли, являются катастрофические землетрясения силой Х-ХII баллов. Геологические последствия землетрясений, приводящие к физико-географическим изменениям: на грунте появляются трещины, иногда зияющие;

возникают воздушные, водяные, грязевые или песчаные фонтаны, при этом образуются скопления глины или груды песка;

прекращают или изменяют свое действие некоторые родники и гейзеры, возникают новые;

грунтовые воды становятся мутными (взбаламучиваются);

возникают оползни, грязевые и селевые потоки, обвалы;

происходит разжижение почвы и песчано-глинистых пород;

происходит подводное оползание, и образуются мутьевые (турбидитные) потоки;

обрушиваются береговые утесы, берега рек, насыпные участки;

возникают сейсмические морские волны (цунами);

срываются снежные лавины;

от шельфовых ледников отрываются айсберги;

образуются зоны нарушений рифтового характера с внутренними грядами и подпруженными озерами;

грунт становится неровным с участками просадки и вспучивания;

на озерах возникают сейши (стоячие волны и взбалтывание волн у берегов);

нарушается режим приливов и отливов;

активизируется вулканическая и гидротермальная деятельность.

Вулканы, цунами и метеориты

Вулканизм - это совокупность процессов и явлений, связанных с движением магмы в верхней мантии, земной коре и на поверхности земли. В результате извержения вулканов образуются вулканические горы, вулканические лавовые плато и равнины, кратерные и запрудные озера, грязевые потоки, вулканические туфы, шлаки, брекчии, бомбы, пепел, в атмосферу выбрасываются вулканическая пыль и газы.

Вулканы располагаются в сейсмоактивных поясах, особенно в Тихоокеанском. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по несколько десятков активных вулканов - всего на суше от 450 до 600 действующих и около 1000 «спящих» вулканов. В опасной близости от активных вулканов находится около 7% населения Земли. На срединно-океанических хребтах имеются, по меньшей мере, несколько десятков крупных подводных вулканов.

В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские острова, Сахалин. Потухшие вулканы есть на Кавказе и Закавказье.

Наиболее активные вулканы извергаются в среднем раз в несколько лет, все активные ныне - в среднем 1 раз в 10-15 лет. В деятельности каждого вулкана имеются, видимо, периоды относительного понижения и повышения активности, измеряемые тысячами лет.

При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Цунами - японский термин, обозначающий необычно крупную морскую волну. Это волны большой высоты и разрушительной силы, возникающие в зонах землетрясений и вулканической активности океанического дна. Скорость продвижения такой волны может колебаться от 50 до 1000 км/ч, высота в области возникновения от 0,1 до 5 м, а у побережья - от 10 до 50 м и более. Цунами часто вызывают разрушения на побережье - в ряде случаев катастрофические: приводят к размыву берегов, образованию мутьевых потоков. Еще одной причиной океанских цунами являются подводные оползни, и лавины, срывающиеся в море.

В последние 50 лет отмечено около 70 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4% в Средиземном море, 8% в Атлантике, остальные в Тихом океане. Наиболее цунамиопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курил, Аляски, Канады, Соломоновых островов, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. На Гавайских островах цунами интенсивностью 3-4 балла бывают в среднем 1 раз в 4 года, на тихоокеанском побережье Южной Америки - раз в 10 лет.

Наводнение - это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море. Наводнения вызываются обильным выпадением ливневых дождей, таянием снега, льда, ураганами и штормами, которые способствуют разрушению насыпных сооружений, плотин, дамб. Наводнения могут быть речными (пойменными), нагонными (на побережьях морей), плоскостными (затопление обширных территорий водосбора) и др.

Крупные катастрофические наводнения сопровождаются быстрым и высоким поднятием уровня воды, резким увеличением скорости потоков, их разрушительной силой. Разрушительные наводнения происходят практически ежегодно в различных регионах земли. В России они наиболее часты на юге Дальнего Востока.

наводнение на Дальнем Востоке в 2013 году

Немаловажное значение имеют катастрофы космического происхождения. Землю постоянно бомбардируют космические тела с размерами от долей миллиметра до нескольких метров. Чем больше размер тела, тем реже оно падает на планету. Тела, диаметр которых больше 10 м, как правило, вторгаются в атмосферу Земли, лишь слабо взаимодействуя с последней. Основная масса вещества достигает планеты. Скорость космических тел - огромная: примерно от 10 до 70 км/с. Их столкновение с планетой приводит к сильнейшим землетрясениям, взрыву тела. При этом масса разрушенного вещества планеты в сотни раз превышает массу упавшего тела. В атмосферу поднимаются огромные массы пыли, экранирующие планету от солнечного излучения. Земля охлаждается. Наступает так называемая «астероидная» или «кометная» зима.

По одной из гипотез, одно из таких тел упавшее в районе Карибского бассейна сотни миллионов лет назад, привело к значительным физико-географическим изменениям в этом районе, образованию новых островов и водоёмов, а попутно и к вымиранию большей части населявших Землю животных, в частности динозавров.

Некоторые космические тела могли упасть в море в исторические времена (5-10 тыс. лет назад). По одной из версий всемирный потоп, изложенный в легендах разных народов, мог быть вызван цунами в результате падения в море (океан) космического тела. Тело могло упасть и в Средиземное, и в Черное море. Их побережья традиционно заселялись народами.

К нашему счастью, столкновения Земли с крупными космическими телами происходят очень редко.

ПРИРОДНЫЕ КАТАКЛИЗМЫ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Природные катаклизмы древности

По одной из гипотез природные катаклизмы могли служить причиной физико-географических изменений гипотетического суперконтинента Гондваны существовавшего приблизительно 200 млн. лет назад в южном полушарии Земли.

Южные материки имеют общую историю развития природных условий - все они были частью Гондваны. Ученые полагают, что внутренние силы Земли (передвижение вещества мантии) привели к расколу и раздвижению единого материка. Существует гипотеза и о космических причинах изменения внешнего облика нашей планеты. Предполагают, что столкновение внеземного тела с нашей планетой могло вызвать раскол гигантской суши. Так или иначе, в пространствах между отдельными частями Гондваны постепенно образовались Индийский и Атлантический океаны, и материки заняли их современное положение.

При попытках «собрать» воедино осколки Гондваны можно придти к выводу, что некоторых участков суши явно не хватает. Это позволяет предположить, что могли быть и другие материки, исчезнувшие в результате каких-либо природных катаклизмов. До сих пор не прекращаются споры о возможном существовании Атлантиды, Лемурии и других загадочных земель.

Долгое время считалось, что Атлантида являлась огромным островом (или материком?), затонувшим в Атлантическом океане. В настоящее время дно Атлантического океана хорошо обследовано и установлено, что там нет острова, затонувшего 10-20 тыс. лет назад. Означает ли это, что Атлантиды не существовало? Вполне возможно, что нет. Ее стали искать в Средиземном и Эгейском морях. Скорее всего, Атлантида находилась в Эгейском море и входила в состав Санторианского архипелага.

Атлантида

Гибель Атлантиды впервые описывается в трудах Платона, мифы о ее гибели доходят до нас от древних греков (сами греки не могли этого описать, ввиду отсутствия письменности). Исторические сведения наводят на мысль, что природной катастрофой, погубившей остров Атлантиду, был взрыв вулкана Санториан в XV в. до н. э.

Все, что известно о структуре и геологической истории Санторианского архипелага, очень напоминает сказания Платона. Как показали геологические и геофизические исследования, в результате взрыва Санториана было выброшено не менее 28 км3 пемзы и пепла. Продукты выброса накрыли окрестности, толщина их слоя достигала 30-60 м. Пепел распространился не только в пределах Эгейского моря, но и в восточной части Средиземного моря. Извержение продолжалось от нескольких месяцев до двух лет. На последней фазе извержения внутренняя часть вулкана обрушилась и опустилась на сотни метров под воды Эгейского моря.

Другим видом природного катаклизма, изменявшего в древности облик Земли, является землетрясение. Как правило, землетрясения причиняют огромный ущерб и приводят к жертвам, но не изменяют физико-географиче-ского положения регионов. К таким изменениям приводят т.н. суперземлетрясения. По-видимому, одно из таких суперземлетрясений было в доисторические времена. На дне Атлантического океана обнаружена трещина длиной до 10000 км, шириной до 1000 км. Эта трещина могла образоваться в результате суперземлетрясения. При глубине очага около 300 км его энергия достигала 1,5·1021 Дж. А это в 100 раз больше, чем энергия сильнейшего землетрясения. Это должно было привести к значительным изменениям физико-географического положения близлежащих территорий.

Другой не менее опасной стихией являются наводнения.

Одним из глобальных наводнений мог быть уже упоминавшийся выше библейский Всемирный потоп. В результате него высочайшая гора Евразии Арарат оказалась под водой, и на ней некоторые экспедиции до сих пор ищут останки Ноева ковчега.

всемирный потоп

Ноев ковчег

В течение всего фанерозоя (560 млн. лет) не прекращались эвстатические колебания, и в отдельные периоды уровень вод Мирового океана повышался на 300-350 м относительно его современного положения. При этом значительные участки суши (до 60% площади континентов) оказывались затопленными.

Изменяли облик Земли в древности и космические тела. О том, что в доисторические времена в океан падали астероиды свидетельствуют кратеры на дне Мирового океана:

кратер Мьолнир в Баренцевом море. Его диаметр был около 40 км. Возник в результате падения астероида диаметром 1-3 км в море глубиною 300-500 м. Это произошло 142 млн. лет назад. Астероид на расстоянии 1 тыс. км вызвал цунами высотою 100-200 м;

кратер Локне в Швеции. Образован около 450 млн. лет назад падением астероида диаметром около 600 м в море глубиною 0,5-1 км. Космическое тело вызвало волну высотою в 40-50 м на расстоянии около 1 тыс. км;

кратер Элтанин. Расположен на глубине 4-5 км. Возник в результате падения 2,2 млн. лет назад астероида диаметром 0,5-2 км, который привел к образованию цунами высотой около 200 м на расстоянии 1 тыс. км от эпицентра.

Естественно, что высота волн цунами у берега была существенно большей.

Всего в мировом океане обнаружено около 20 кратеров.

Природные катаклизмы нашего времени

Сейчас уже не вызывает сомнений, что ушедший век ознаменовался быстрым ростом числа природных катастроф и объема связанных с ними материальных потерь и физико-географических изменений территорий. Менее чем за полвека число природных бедствий увеличилось втрое. Рост числа катастроф происходит преимущественно за счет атмосферно-гидросферных опасностей, к которым относятся наводнения, ураганы, смерчи, штормы и т.п. Среднее число цунами остается практически неизменным - около 30 в год. По-видимому, эти события связаны с целым рядом объективных причин: ростом численности населения, ростом производства энергии и ее выделения, изменениями окружающей среды, погоды и климата. Доказано, что температура воздуха за последние несколько десятков лет увеличилась примерно на 0,5 градуса по Цельсию. Это привело к увеличению внутренней энергии атмосферы примерно на 2,6·1021 Дж, что в десятки и сотни раз превышает энергию самых сильных циклонов, ураганов, извержений вулканов и в тысячи и сотни тысяч раз энергию землетрясений и их следствий - цунами. Не исключено, что прирост внутренней энергии атмосферы дестабилизирует метастабильную систему океан - суша - атмосфера (ОСА), ответственную за погоду и климат на планете. Если это так, то вполне возможно многие природные катастрофы связаны между собой.

Идея о том, что нарастание природных аномалий порождается комплексным антропогенным воздействием на биосферу, была выдвинута в первой половине ХХ века русским исследователем Владимиром Вернадским. Он считал, что физико-географические условия на Земле в общем плане неизменны и обязаны функционированию живого. Однако хозяйственная деятельность человека нарушает равновесие биосферы. В результате вырубки лесов, распашки территорий, осушения болот, урбанизации меняется поверхность Земли, ее отражательная способность, загрязняется природная среда. Это ведет к изменению траекторий переноса тепла и влаги в биосфере и в конечном итоге - к появлению нежелательных природных аномалий. Такая комплексная деградация природной среды и является причиной природных катаклизмов, приводящих к глобальным геофизическим изменениям.

Исторический генезис земной цивилизации органически вплетен в глобальный контекст эволюции природы, которая имеет циклический характер. Установлено, что имеющие место на планете географические, исторические и общественные явления наступают, не спорадически и произвольно, они находятся в органическом единстве с определенными физическими явлениями окружающего мира.

С метафизической точки зрения характер и содержание эволюции всего живого на Земле определяется регулярной сменой историко-метрических циклов пятнообразовательной деятельности Солнца. При этом смена цикла сопровождается всевозможными катаклизмами - геофизическими, биологическими, социальными и другими.

Таким образом, метафизическое измерение фундаментальных качеств пространства и времени позволяет отслеживать и выявлять самые серьезные угрозы и опасности для существования земной цивилизации в различные периоды развития мировой истории. Исходя из того, что безопасные пути эволюции земной цивилизации органически связаны с устойчивостью биосферы планеты в целом и взаимной обусловленностью существования в ней всех биологических видов, важно не только понимать природу природно-климатиче-ских аномалий и катаклизмов, но и видеть пути спасения и выживания человечества.

Согласно существующим прогнозам, уже в обозримом будущем произойдет очередная смена глобального историко-метрического цикла. В результате человечество столкнется с кардинальными геофизическими изменениями на планете Земля. По оценкам специалистов, природно-климатические катаклизмы приведут к изменению географической конфигурации отдельных стран, подвижкам в состоянии среды обитания и этнокормящих ландшафтов. Обычными явлениями станут затопления обширных территорий, увеличение площади морских акваторий, эрозия почв, рост числа безжизненных пространств (пустынь и т.п.). Изменение условий среды обитания, в частности продолжительности светового дня, характеристик осадков, состояния этнокормящего ландшафта и др., будут активно влиять на особенности биохимического обмена, формирование подсознания и менталитета людей.

Анализ вероятных физико-географических причин мощных наводнений в Европе в последние годы (в Германии, а также в Швейцарии, Австрии и Румынии) проведенный рядом ученых, показывает - первопричиной разрушительных катаклизмов является, скорее всего, освобождение ото льдов Северного Ледовитого океана.

Иными словами, в связи с происходящим резким потеплением климата, вполне возможно, наводнения только начинаются. Увеличилось количество открытой синей воды в проливах между арктическими островами Великого Канадского архипелага. Появились гигантские полыньи даже между самыми северными из них - островом Элсмира и Гренландией.

Освобождение от многолетних, тяжелых припайных льдов, которыми раньше буквально были забиты вышеупомянутые проливы меж этими островами, может привести к резкому усилению так называемого Западного стока в Атлантику холодной арктической воды (с температурой минус 1,8 градусов по Цельсию) с западной стороны Гренландии. А это, в свою очередь, резко снизит остужение этой водой, вытекающей пока что в массе с восточной стороны Гренландии, идущего ей навстречу Гольфстрима. Гольфстрим в перспективе может охладиться этим стоком на 8 градусов по Цельсию. В то же время американские ученые спрогнозировали катастрофу, если температура воды в Арктике поднимется хотя бы на один градус Цельсия. Ну а если она поднимется на несколько градусов - то льды, покрывающие океан, растают не через 70-80 лет, как прогнозируют американские ученые, а, менее чем через десять.

По оценкам экспертов, уже в обозримом будущем в уязвимом положении окажутся прибрежные страны, территории которых непосредственно прилегают к акваториям Тихого, Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Члены межправительственной группы экспертов по изменению климата считают, что из-за активного таяния ледников Антарктиды и Гренландии уровень Мирового океана может повыситься на 60 см, что приведет к затоплению некоторых островных государств и прибрежных городов. Речь, прежде всего, идет о территориях Северной и Латинской Америки, Западной Европы, Юго-Восточной Азии.

Такого рода оценки содержатся не только в открытых научных статьях, но и закрытых исследованиях специальных государственных структур США и Великобритании. В частности, по оценкам Пентагона, если в ближайшее 20 лет возникнут проблемы с температурным режимом Гольфстрима в Атлантике, это неизбежно изменит физико-географическое положение континентов, наступит глобальный кризис мировой экономики, что приведет к новым войнам и конфликтам в мире.

Согласно проведенным исследованиям, на планете наибольшую устойчивость к природным катаклизмам и аномалиям, благодаря своим физико-географическим данным, по-прежнему будет сохранять континент Евразии, постсоветское пространство и, прежде всего современная территория Российской Федерации.

Речь здесь идет о происходящем, по мнению ученых, перемещении энергетического центра Солнца на «большую физико-географическую зону» от Карпат до Урала. В географическом плане она совпадает с землями «исторической России», к которым принято относить современные территории Белоруссии и Украины, Европейской части России. Действие такого рода явлений космического происхождения означает точечную концентрацию солнечной и другой энергии на фауне и флоре «большой физико-географической зоны». В метафизическом контексте возникает ситуация, при которой ареалу расселения народов этой территории будет принадлежать важнейшая роль в мировых общественных процессах.

не так давно тут было море

При этом согласно существующим геологическим оценкам, физико-географическое положение России, не в пример многим другим странам, в меньшей степени пострадает от катастрофических последствий природных изменений на Земле. Ожидается, что общее потепление климата будет способствовать регенерации природно-климатической среды обитания, увеличению многообразия фауны и флоры на отдельных территориях России. Глобальные изменения благотворно скажутся на плодородии земель Урала и Сибири. Вместе с тем, эксперты предполагают, что территория России вряд ли избежит больших и малых затоплений, роста степных зон и полупустынь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На протяжении всей истории Земли физико-географическое положение всех элементов суши, менялось под воздействием природных катаклизмов.

Изменение факторов физико-географического положения, может происходить, как правило, только под воздействием природных катаклизмов.

Крупнейшие геофизические катастрофы, связанные с многочисленными жертвами и разрушениями, изменениями физико-географических данных территорий, вызываются в результате сейсмической активности литосферы, которая чаще всего проявляется в виде землетрясений. Землетрясения провоцируют другие стихийные бедствия: вулканическую деятельность, цунами, наводнения. Настоящее мегацунами возникали при падении в океан или море космических тел с размерами от десятков метров до десятков километров. Такие события в истории Земли случались многократно.

Многими специалистами нашего времени признается очевидной тенденция к увеличению числа природных аномалий и катастроф, число природных катастроф в единицу времени продолжает расти. Возможно, это связано с ухудшением экологической обстановки на планете, с ростом температуры газа в атмосфере.

По оценкам специалистов, вследствие таяния ледников Арктики, новые сильнейшие наводнения ожидают северные материки в самом недалеком будущем.

Доказательством достоверности геологических прогнозов являются разного рода стихийные бедствия, произошедшие в последнее время. Сегодня природные аномальные явления, временные климатические диспропорции, резкое колебание температур становятся постоянными спутниками нашей жизни. Они все чаще дестабилизируют обстановку и вносят существенные коррективы в повседневную жизнь государств и народов мира.

Ситуация осложняется усилением влияния антропогенного фактора на состояние окружающей среды.

В целом грядущие природно-климатические и геофизические изменения, которые несут в себе серьезную опасность самому существованию народов мира, требуют от государств и правительств уже сегодня быть готовыми к действиям в кризисных условиях. В мире постепенно начинают осознавать, что проблемы уязвимости нынешней экологической системы Земли и Солнца, приобрели ранг глобальных угроз и требуют немедленного разрешения. По оценкам ученых, человечество еще способно справиться с последствиями природно-климатических изменений.

Все объекты активны.

Пользовательское управление группами окон.

Типы окон, ориентированные на задачу.

Мгновенная фиксация изменений.

Динамические иконки, отражающие состояние объекта.

Прямое манипулирование.

Объединение объектов.

Композиция объектов и контейнеры.

Множественный согласованный просмотр объектов.

Рассмотренные выше особенности графических интерфейсов, а также положенная в основу их реализации DCD-технология обуславливают необходимость применения для проектирования GUI объектно-ориентированного подхода. Такой подход предполагает использование аналогий между программными объектами и объектами реального мира. С точки зрения пользовательского интерфейса, объектами являются не только файлы или пиктограммы, но и любое устройство для хранения и обработки информации, включая ячейки, параграфы, символы и т.д., а также документы, в которых они находятся.

Объекты, независимо от того, относятся ли они к реальному миру или имеют компьютерное воплощение, обладают определенными характеристиками, которые помогают нам понимать, что они собой представляют, и как они ведут себя в тех или иных ситуациях. Следующие понятия описывают основные аспекты и характеристики объектов, имеющих компьютерное воплощение.

Свойства объектов . Объекты имеют определенные характеристики или атрибуты, называемые свойствами, которые определяют их представление или возможные состояния (например, цвет, размер, дату модификации). Свойства не ограничены внешними или видимыми признаками объекта. Они могут отражать их внутреннюю организацию или текущее состояние объекта.

Операции над объектами . Все действия, которые могут быть выполнены с (или над) объектом, считаются допустимыми операциями. Перемещение или копирование объекта являются примерами операций. Пользователь может выполнять операции над объектами, используя те или иные механизмы, предоставляемые интерфейсом (командное управление или прямое манипулирование).

Связь (отношения) между объектами . Любой объект тем или иным образом взаимодействует с другими объектами. Во многих случаях взаимоотношения между объектами могут быть описаны как связь определенного типа.

Типы связей между объектами .

Наиболее общими типами отношений являются наборы (Collection), объединения (Constraints), и композиции (Composites).

Набор представляет собой наиболее простой тип отношения, которое отражает наличие у объектов некоторых общих свойств. Результаты запроса (поиска по образцу) или операции множественного выбора объектов – примеры использования данного типа отношения. Важным достоинством этого типа отношения является то, что он позволяет указывать операции, которые должны относиться к определенному набору объектов.

Объединение отражает более тесное отношение между объектами, при котором изменение объекта влияет на некоторый другой объект в наборе. Простейший пример такого отношения – изменение формата соседней страницы при добавлении текста на предыдущей странице.

Композиция имеет место в том случае, когда агрегация нескольких объектов может рассматриваться как новый объект со своим собственным множеством свойств и допустимых операций. Столбец ячеек в таблице и параграф в тексте – это примеры композиций.

Еще один распространенный тип отношений между объектами – контейнер.

Контейнер является объектом, который содержит другие объекты (например, рисунок в документе или документ в папке могут рассматриваться как часть содержимого соответствующего контейнера). Свойства контейнера часто влияют на поведение его содержимого. Это влияние может заключаться в расширении или подавлении некоторых свойств содержащихся в нем объектов или в изменении перечня допустимых операций. Кроме того, контейнер управляет доступом к своему содержимому, а также преобразованием типа (формата) включаемого в него объекта. Это, в частности, может сказаться на результате пересылки объекта из одного контейнера в другой.

Рассмотренные выше аспекты обуславливают необходимость отнесения каждого объекта к тому или иному типу (классу) объектов. Объекты одного типа имеют аналогичные свойства и поведение.

Основные типы объектов интерфейса составляют фундаментальные классы всех объектов, обеспечиваемых операционной системой. Существует три основных типа объектов: объекты-данные, объекты-контейнеры и объекты-устройства.

Многие объекты обладают характеристиками, относящимися более чем к одному классу (пример – папка Входящие: свойства контейнера и устройства). Поэтому необходимо хорошо разбираться в классах объектов интерфейса и их поведении. Объекты должны оправдывать ожидания пользователей в отношении выполняемых ими действий, то есть определять, какие представления могут его отобразить и изменить. Объекты-контейнеры должны обеспечивать представления, соответствующие другим контейнерам, объекты-устройства – предлагать представления, присущие данному устройству и совместимые с другими.

Объекты-данные снабжают пользователей информацией. Они могут представлять любой тип информации, например текст, электронные таблицы, изображения, музыку, записанную речь, видео, анимацию или любую их комбинацию. Поскольку объекты-данные, как правило, ориентированы на продукт, руководства по разработке не дают определения особых объектов данных. Это задача проектировщиков программ.

Инфологическая модель (информационно-логическая модель) - ориентированная на человека и не зависимая от типа СУБД модель предметной области, определяющая совокупности информационных объектов, их атрибутов и отношений между объектами, динамику изменений предметной области, а также характер информационных потребностей пользователей. Инфологическая модель предметной области может быть описана моделью "сущность-связь" (моделью Чена), в основе которой лежит деление реального мира на отдельные различимые сущности, находящиеся в определенных связях друг с другом, причем обе категории - сущность и связь полагаются первичными, неопределенными понятиями.

Цель инфологического моделирования

  • обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка). Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Основные понятия

  • Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром – Москва, Киев и т.д.
  • Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей: СОБАКА, АВТОМОБИЛЬ, ДЫМ и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности АВТОМОБИЛЬ являются ТИП, МАРКА, НОМЕРНОЙ ЗНАК, ЦВЕТ и т.д. Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута ЦВЕТ имеет много экземпляров или значений: Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д., однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.

Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность. Например, для автомобильного завода цвет – это только атрибут продукта производства, а для лакокрасочной фабрики цвет – тип сущности.

  • Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Для сущности Расписание ключом является атрибут Номер_рейса или набор: Пункт_отправления, Время_вылета и Пункт_назначения (при условии, что из пункта в пункт вылетает в каждый момент времени один самолет).
  • Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.

Требования, предъявляемые к инфологической модели

  • Адекватное, отображение предметной области
  • Недопущение неоднозначной трактовки модели
  • Четкое определение моделируемой предметной области (конечность модели)
  • Легкая расширяемость, обеспечивающая ввод новых данных без изменения ранее определенных, то же относят и к удалению данных
  • Возможность композиции и декомпозиции модели в связи с большой размерностью реальных инфологических моделей
  • Легкое восприятие различными категориями пользователей; желательно, чтобы инфологическую модель строил (или хотя бы участвовал в ее создании) специалист, работающий в данной предметной области, а не только проектировщик систем машинной обработки данных
  • Применимость языка спецификаций модели как при ручном, так и при автоматизированном проектировании информационных систем

Компоненты инфологической модели

  • Описание объектов и связей между ними, называемой ER-моделью (расшифровывается как модель "Сущность-связь")
  • Описание информационных потребностей пользователей
  • Алгоритмические связи атрибутов
  • Лингвистические отношения, обусловленные особенностями обображения предметной области в языковой среде
  • Ограничения целостности

Построение модели "Объект - свойтво - отношение"

Классы объектов

В предметной области в процессе ее обследования и анализа выделяют классы объектов . Классом объектов называют совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Например, если в качестве предметной области рассмотреть вуз, то в ней можно выделить следующие классы объектов: учащиеся, преподаватели, аудитории и т. д. Объекты могут быть реальными, как названные выше, а могут быть и абстрактными, как, например, предметы, которые изучают студенты.

При отражении в информационной системе каждый объект представляется своим идентификатором, который отличает один объект класса от другого, а каждый класс объектов представляется именем этого класса. Так, для объектов класса «ИЗУЧАЕМЫЕ ПРЕДМЕТЫ» идентификатором каждого объекта будет «НАЗВАНИЕ ПРЕДМЕТА». Идентификатор должен быть уникальным.

Каждый объект обладает определенным набором свойств. Для объектов одного класса набор этих свойств одинаков, а их значения, естественно, могут различаться. Например, для объектов класса «СТУДЕНТ» таким набором свойств, описывающим объекты класса, может быть «ГОД РОЖДЕНИЯ», «ПОЛ» и др.

При описании предметной области надо изобразить каждый из существующих классов объектов и набор свойств, фиксируемый для объектов данного класса.

Будем использовать для отображения объектов и их свойств следующие обозначения.

Каждому классу объектов в инфологической модели присваивается уникальное имя. Именем класса объектов является грамматический оборот существительного (существительное, у которого могут быть прилагательные и предлоги). Если имя состоит из нескольких слов, то желательно, чтобы первым стояло существительное. Существительное должно употребляться в единствен ном, а не во множественном числе. Поэтому для рассмотренного выше класса объектов «ИЗУЧАЕМЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ» лучше дать имя «ДИСЦИПЛИНА ИЗУЧАЕМАЯ». Если в предметной области традиционно используются разные имена для обозначения какого-либо класса объектов (т. е. имеет место синонимия), то все они должны быть зафиксированы при описании системы, затем одно из них выбирается за основное, и только оно должно в дальнейшем использоваться в ИЛМ. Помимо имени класса объектов в ИЛМ может использоваться его короткое кодовое обозначение.

При построении инфологической модели желательно дать словесную интерпретацию каждой сущности, особенно если возможно неоднозначное толкование понятия.

Связи между объектом и его свойствами

При описании предметной области надо отразить связи между объектом и характеризующими его свойствами. Это изображается просто в виде линии, соединяющей обозначение объекта и его свойств.

Связь между объектом и его свойством может быть различной. Объект может обладать только одним значением какого-то свойства. Например, каждый человек может иметь только одну дату рождения. Назовем такие свойства единичными . Для других свойств возможно существование одновременно нескольких значений у одного объекта. Пусть, например, при описании «СОТРУДНИКА» фиксируется в качестве его свойства «ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК», которым он владеет. Так как сотрудник может знать несколько иностранных языков, то такое свойство будем называть множественным . При изображении связи между объектом и его свойствами для единичных свойств будем использовать одинарную стрелку, а для множественных свойств - двойную.

Кроме того, некоторые свойства являются постоянными, их значение не может измениться с течением времени. Назовем такие свойства статическими , а те свойства, значение которых может изменяться со временем, будем называть динамическими .

Другой характеристикой связи между объектом и его свойством является признак того, присутствует ли это свойство у всех объектов данного класса либо отсутствует у некоторыми объектов. Например, для отдельных служащих может иметь место свойство «УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ», а другие объекты этого класса могут не обладать, указанным свойством. Назовем такие свойства условными.

При изображении связи условного свойства с объектом будем использовать пунктирную линию, а для обозначения динамических и статических свойств будем использовать буквы D и S над соответствующей линией.

Иногда в инфологической модели бывает полезно ввести понятие «составное свойство». Примерами таких свойств могут быть «АДРЕС», состоящий из «ГОРОДА», «УЛИЦЫ», «ДОМА» и «КВАРТИРЫ», и «ДАТА РОЖДЕНИЯ», состоящая из «ЧИСЛА», «МЕСЯЦА» и «ГОДА». Используем в ИЛМ для обозначения составного свойства квадрат, из которого исходят линии, соединяющие его с обозначениями составляющих его элементов.

Связи между объектами

Кроме связи между объектом и его свойствами, в инфологической модели фиксируются связи между объектами разных классов. Различают связи типа:

  • «один к одному» (1:1): в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности А соответствует 1 или 0 представителей сущности В:
Студент может не "заработать" стипендию, получить обычную или одну из повышенных стипендий.
  • «один ко многим» (1:М): одному представителю сущности А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В.
Квартира может пустовать, в ней может жить один или несколько жильцов.
  • «многие к одному» (М:1)

Иногда эти типы связей называются степенью связи. Кроме степени связи в инфологической модели для характеристики связи между разными сущностями надо указывать так называемый «класс принадлежности», который показывает, может ли отсутствовать связь объекта данного класса с каким-либо объектом другого класса. Класс принадлежности сущности должен быть либо обязательным, либо необязательным.

Объясним сказанное на конкретных примерах. Как указывалось выше, инфологическая модель строится не для отдельного объекта, а отображает классы объектов и связи между ними. Соответствующая диаграмма, отображающая это, называется диаграммой ER-типа (такое название обусловлено тем, что по-английски слово «сущность» пишется «Entity», а связь - «Relationship»). Однако иногда, кроме диаграмм ER-типа, используются диаграммы ER-экземпляров.

Предположим, что в инфологической модели отображается связь между двумя классами объектов: «ЛИЧНОСТЬ» и «ЯЗЫК ИНОСТРАННЫЙ». -

Предположим, что предметной областью является завод, некоторые сотрудники которого знают иностранный язык, но ни один из них не владеет более чем одним языком. Естественно, что имеется много языков, которыми не владеет ни один из сотрудников, а также что некоторые из сотрудников владеют одним и тем же иностранным языком.

Предположим далее, что предметной областью является институт, а объект «ЛИЧНОСТЬ» отображает абитуриентов, поступающих в этот институт. Каждый из абитуриентов обязательно должен владеть каким-либо иностранным языком, но никто ни владеет более чем одним языком.

Как в первом, так и во втором рассмотренном случае между сущностями наблюдается отношение М:1. На диаграмме это отображено со стороны объекта «ЛИЧНОСТЬ» двойной стрелецкой, а со стороны объекта «ЯЗЫК ИНОСТРАННЫЙ» - одинарной стрелкой на линии, изображающей связь между данными сущностями.

Разница в рассматриваемых ситуациях заключается в том, что в первом случае класс принадлежности является необязательным для обоих сущностей, а во втором - для сущности «ЛИЧНОСТЬ» класс принадлежности является обязательным. На диаграмме это отображено точкой в прямоугольнике, соответствующем объекту «ЛИЧНОСТЬ».

Пусть предметная область будет та же, что и в предыдущем случае, но имеют место ситуации, что некоторые абитуриенты знают несколько иностранных языков. В этом случае связь между объектами будет иметь тип М: М.

Предположим, что предметной областью является некоторый лингвистический институт, в котором каждый из сотрудников обязательно знает несколько иностранных языков, и по каждому из известных науке языков в этом институте имеется хотя бы один специалист, владеющий им.

В этом случае связь между объектам» будет М: М, и класс принадлежности обоих сущностей является обязательным" .

Простые и сложные объекты

Объект называется простым, если он рассматривается как неделимый. Сложный объект представляет собой объединение других объектов, простых или сложных, также отображаемых в информационной системе. Понятие «простой» и «сложный» объект является относительным. В одном рассмотрении объект может считаться простым, а в другом этот же объект может рассматриваться как сложный. Например, объект «стул» в подсистеме учета материальных ценностей будет рассматриваться как простой объект, а для предприятия, производящего стулья, это будет составной объект (включающий «ножки», «спинку», «сиденье» и пр.).

Выделяют несколько разновидностей сложных объектов: составные объекты, обобщенные объекты и агрегированные объекты.

Составной объект соответствует отображению отношения «целое- часть». Примерами составных объектов являются УЗЛЫ - ДЕТАЛИ, КЛАСС -УЧЕНИКИ и т. п.

Для отображения составных объектов в инфологической модели обычно не используются какие-либо специальные условные обозначения. Связь между составным и составляющими его объектами отображается так же, как это было описано выше. Причем характер связи тоже может быть разный: так, «ДЕТАЛИ» и «УЗЛЫ» связаны между собой отношением типа М: М, а «ГРУППА» и «СТУДЕНТЫ» - отношением 1: М.

Обобщенный объект отражает наличие связи «род - вид» между объектами предметной области. Например, объекты СТУДЕНТ, ШКОЛЬНИК, АСПИРАНТ, УЧАЩИЙСЯ ТЕХНИКУМА образуют обобщенный объект УЧАЩИЕСЯ. Объекты, составляющие обобщенный объект, называются его категориями.

Как «родовой» объект, так и «видовые» объекты могут обладать определенным набором свойств. Причем наблюдается так называемое наследование свойств, т. е. «видовой» объект обладает всеми теми свойствами, которыми обладает «родовой» объект, плюс свойствами, присущими только объектам этого вида.

Агрегированные объекты соответствуют обычно какому-либо процессу, в который оказываются «вовлеченными» другие объекты. Например, агрегированный объект «ПОСТАВКА» объединяет в себе объекты «ПОСТАВЩИК», который поставляет продукцию, «ПОТРЕБИТЕЛЬ», который получает эту продукцию, а также саму поставляемую «ПРОДУКЦИЮ». Своеобразным объектом является «ДАТА ПОСТАВКИ». Агрегированный объект может, так же как и простой объект, иметь характеризующие его свойства. В рассматриваемом примере таким свойством может быть размер поставки.

Сравнение методик построения ER-моделей

ER-модели очень широко используются в практике проектирования баз данных. Причем они используются как при ручном, так и при автоматизированном проектировании. Методики графического представления ER-моделей несколько различаются в разных системах автоматизации проектирования и в разных литературных источниках.

Далее мы рассмотрим особенности представления ER-моделей в трех наиболее известных системах автоматизации проектирования (CASE-системах): Prokit*WORKBENCH, Desing/IDEF и CASE ORACLE, а также в некоторых литературных источниках.

Можно выделить несколько категорий различий в изображении ER-моделей.

1. Несущественные различия, связанные с использованием разных условных обозначений для отображения одних и тех же сущностей. Так, для обозначения объекта могут использоваться прямоугольники, блоки с закругленными углами, овалы и т. д.

Следующая совокупность различий связана со способом изображения связей между объектами и заданием имен связей. Так, в некоторых методиках для изображения связи в разъеме линии, отображающей эту связь, предлагается изображать ромб и внутри него или рядом с ним писать название связи (модель Чена). Так как связи являются двусторонними, то наименование связи будет меняться в зависимости от того, с какой стороны ее рассматривать. Поэтому часто в ИЛМ предлагается указывать оба этих названия (например, в системах CASE ORACLE, Prokit). Причем для того, чтобы было понятно, к какому из направлений связи какое название относится, принимают определенные соглашения о том, как располагать эти названия на схемах. Например, сверху линии помещать названия, относящиеся к левой стороне связи, а под линией - к правой. Наличие такого большого числа обозначений и подписей загромождает модель. Кроме того, само присвоение названий часто представляет некоторую трудность, что увеличивает трудоемкость инфологического моделирования. Поэтому в тех случаях, когда это не приводит к двусмысленностям и неясностям, если это позволяет система, можно рекомендовать не использовать особые обозначения и имена для связей.

Разные условные обозначения используются и для изображения типа связи (1:1, 1: М, М:М). Некоторые системы автоматизации проектирования, например Prokit, предоставляют пользователю возможность выбрать из множества возможных обозначений те, которые ему больше нравятся или более привычны. В этой системе для обозначения вида связей между объектами могут использоваться следующие условные обозначения.

Для отображения обязательности вхождения объектов в связь («класс принадлежности/членства») также используются разные условные обозначения. Так, в CASE ORACLE класс членства передается следующим образом; с той стороны связи, с которой элемент может не обязательно входить в связь, используется Пунктирная линия, а там, где членство обязательное, - сплошная линия. С учетом класса членства возможны типы отношений, представленные на рисунке.

Используемые в CASE ORACLE обозначения более удобны, так как если объект участвует в большом количестве связей, то дополнительные прямоугольники с точками становится неудобно располагать на рисунке.

В Desing IDEF характер членства в связи изображается, как показано на рисунке.

2. Различия, также связанные со способом изображения тех или иных ситуаций, но более существенные, приводящие к различиям в самих моделях. Например, в системе 3RACLE обобщенный объект изображается путем «вложения» блоков, обозначающих «видовые» объекты, внутрь блока, изображающего «родовой» объект. На рисунке показано изображение объекта «ЛИЧНОСТЬ», рассмотренного выше, в условных обозначениях, используемых в CASE ORACLE.

Как следует из сравнения рисунков, изображение обобщенных объектов в сравниваемых методиках различается не только по форме представления. Так, если объект классифицируется по разным признакам, то при использовании первого из рассмотренных способов изображения обобщенных объектов наглядно видно, по какому признаку осуществляется классификация. Второй же способ изображения не обеспечивает этого. Другими словами, предложенный в начале главы способ изображения обобщенных объектов является семантически более содержательным, информативным.

На рисунке изображен тот же обобщенный объект ЛИЧНОСТЬ с использованием синтаксиса системы IDEF1X. По своей семантике этот способ изображения ближе к предложенному нами базовому способу изображения ИЛМ. Разница заключается в том, что для сущностей-категорий и «общих» сущностей в IDEF1X используются одинаковые обозначения-

3. Кроме различия в изображении тех или иных сущностей, в теории инфологического моделирования наблюдается расхождение в используемой терминологии. Например, в CASE ORACLE родовой объект называется супертип (syper-type), а видовой - подтип (sub-type). Таких различий в терминологии можно привести много, но это не является сейчас нашей целью.

4. Следующий круг различий связан с пространственным изображением тех или иных компонентов ИЛМ. Например, свойства объекта иногда не отображаются на той же схеме, что объекты и связи между ними, а их описания выполняются отдельно. Часто «писание свойств представляют в табличной или иной аналитической форме, а не в графическом виде.

ИЛМ даже для небольшой и несложной предметной области включает в себя описание значительного числа компонентов и связей между ними. При этом встает проблема наглядности общей схемы. Эта проблема по-разному решается при ручном и автоматизированном построении инфологической модели. В автоматизированных системах чаще всего строится единое изображение ER-модели и используется прием масштабирования, когда, уменьшая или увеличивая масштаб изображения, на экране можно посмотреть как всю схему, так и отдельный ее фрагмент.

Различные приемы используются и для того, чтобы уменьшить число пересечений линий на схеме. Так, в системе Prokit для этих целей допускается дублирование изображения объекта и размещение этого дубля рядом с тем объектом, с которым его надо связать. Для того чтобы показать, что это не новый объект, используется какое-либо условное обозначение, например, у соответствующих блоков отчеркивается уголок.

При ручном проектировании изобразить всю ER-модель в виде единой схемы обычно не представляется возможным. В этом случае можно порекомендовать следующий прием: изобразить и описать каждый объект самостоятельно, присвоить каждому объекту короткий код. Используя эти кодовые обозначения, для каждого объекта указать его связи с другими объектами.

5. Некоторые возможности, имеющиеся в одних системах или методиках, отсутствуют в других. В этих случаях возможны различные варианты: а) для изображения ситуации используются возможности, предоставляемые моделью, но это требует применения определенных приемов, часто несколько искусственных, для их представления; б) ситуация просто не отображается в модели.

Например, во многих системах инфологического моделирования предполагается, что свойства у объекта могут быть только единичными. В этом случае каждое множественное свойство следует представлять как самостоятельный объект и изображать связь между этим вновь введенным объектом и исходным объектом.

В IDEF свойства объекта могут быть только единичные и всегда определенные (не условные). Если свойство может отсутствовать у каких-либо объектов, то надо выделять отдельные сущности, например, ШТАТНЫЙ СЛУЖАЩИЙ с атрибутом ОКЛАД и ПОЧАСОВИК, не имеющий такого атрибута. Это приведет к необходимости выделения большого числа объектов и связей в ИЛМ, к снижению наглядности модели. Например, отдельные экземпляры объекта ЛИЧНОСТЬ могут иметь или не иметь ученое звание, ученую степень, год окончания вуза и многих других признаков. По каждому из этих признаков придется выделять подклассы.

Некоторые методики не вводят агрегированный объект как самостоятельную категорию. В этом случае агрегированный объект изображается как простой, при этом пользователь должен предварительно определить его идентификатор и свойства. Если модель допускает изображение только двоичных связей, то проектировщик должен преобразовать n-арную связь в совокупность бинарных.

Кроме указанных сложностей при определении идентификатор ра агрегированной сущности, могут возникнуть и проблемы при переходе от ИЛМ к даталогической модели.

Вариант, когда ситуация не может быть отражена в ИЛМ, может быть проиллюстрирован на следующем: если методика построения модели не предполагает фиксацию класса членства в связи, то эта информация будет просто потеряна.

В некоторых CASE-системах имеет место ситуация, когда какая-то конструкция допускается в системе как промежуточная. Например, в IDEF и CASE ORACLE отношение М: М допускается как неспецифическое отношение. Его наличие разрешается на ранних стадиях разработки проекта, а в дальнейшем оно должно быть заменено на специфическое отношение посредством введения третьей сущности. Это является недостатком системы, так как, во-первых, не все СУБД требуют такого преобразования (некоторые системы поддерживают отношение М:М в явном виде), и, во-вторых, если такое преобразование потребуется, его вполне система автоматизации проектирования могла бы выполнить автоматически на этапе даталогического проектирования. Даже если выполняется «ручное» проектирование, то указанное преобразование должно выполняться проектировщиком на стадии даталогического проектирования, а не при описании предметной области. Кроме того, при рассматриваемом преобразовании на стадии инфологического проектирования в IDEF вводится новая категория сущностей - сущности пересечения или ассоциативные сущности. Введение новых сущностей влечет за собой введение в ИЛМ и дополнительных связей. Все это, вместе взятое, усложняет и без того нелегкую задачу инфологического проектирования.

В предметной области могут быть сущности, идентификаторы которых являются зависимыми от идентификатора какого-то другого объекта. Например, если участки на предприятии нумеруются в пределах цеха, то идентификатор участка будет составным, включающим в себя код цеха и код участка. В инфологической модели можно ограничиться указанием этого составного идентификатора. Некоторые методики построения ER-моделей (например, методология IDEFIX, Prokit) предусматривают введение особых видов сущностей и особых видов отношений для отображения подобных ситуаций. Так, в IDEF сущность, для идентификации которой надо рассматривать ее отношение с другими сущностями; называется зависимой от идентификатора сущностью, и для ее изображения используется блок с закругленными углами. Для изображения же не зависимой от идентификации сущности используется прямоугольник. Для связи объектов, один из которых нужен для полной идентификации другого, вводится понятие идентифицирующего отношения. Для него также вводится свое условное обозначение. В IDEF для идентифицирующего отношения используется сплошная линия, а для неидентифицирующего пунктирная.

6. Как отмечалось выше при рассмотрении принципов инфологического моделирования, понятия «объект», «свойство», «отношение» являются относительными. Так, в предложенной нами базовой инфологической модели выделяются разные виды объектов: простые, составные, агрегированные, обобщенные. В некоторых системах, например в IDEF, такой классификации объектов нет, и вместо этого используются разновидности отношений.

И тот, и другой подход имеет право на существование. Принципиальной разницы, влекущей за собой какие-то существенные последствия, в сравниваемых подходах нет.