2. Факторы экстремума

Экстремальные (чрезвычайные) ситуации преследуют не только человека, но и жизнь, как явление, с самого начала ее возникновения на Земле.

Грозные и непонятные вначале явления природы – пожары, извержения вулканов, грозы, наводнения и землетрясения – все это вселяло ужас в сознание первобытного человека. К этому следует еще добавить встречи с агрессивными проявлениями зверей и людей, уже в те далекие времена проявлявших звериные инстинкты в борьбе за добычу, за ареал обитания, за место под солнцем.

Постепенно, по мере формирования человеческих сообществ и ноосферы в целом, к уже вышеперечисленным факторам добавлялись новые, вызванные освоением человеком все более совершенных орудий, труда и механизмов и наконец созданием на Земле мощных технологий и производств.

К естественным экстремальным факторам среды добавились техногенные факторы, вызванные деятельностью человека. При этом следует подчеркнуть, что факторы последнего рода стали со временем оказывать на биосферу и на человека гораздо более сильные, подчас разрушительные воздействия, чем естественные природные факторы. Возникло понятие не просто катастроф, но катастроф техногенных, суммарный эффект которых особенно за минувшее столетие поставил под угрозу существования и ноосферу и все живое на планете Земля.

Здесь уместно будет дать определение сущности экстремальной ситуации и катастрофы, чтобы в дальнейшем классифицировать модели, на которых будут продемонстрированы механизмы развития экстремальных и катастрофических ситуаций.

Чрезвычайной называется ситуация, возникающая в локальном или обширном очаге (объеме пространства) под воздействием факторов естественного или искусственного, антропогенного характера, оказывающих дестабилизирующее, разрушительное воздействие на природу, живые системы или объекты, созданные человеком.

При этом особая роль в возникновении экстремальной ситуации принадлежит фактору времени, поскольку данная ситуация может нарастать в течение длительного интервала времени и это дает шансы на успешное решение проблемы, либо экстремальная ситуация возникает и разворачивается в ограниченный промежуток времени и человеку часто приходится иметь дело с последствиями такой ситуации.

Фактор неожиданности также играет большую роль в экстремальной ситуации, поскольку ожидаемое событие позволяет принять более адекватные меры или вовсе избежать его.

Катастрофой принято считать событие чрезвычайного характера, вызванное явлением природы или в результате деятельности человека и повлекшие за собой обширные разрушения объектов природы, цивилизации, гибель людей, флоры, фауны и, как следствие, нарушение экосистем биосферы.

Например, по современной классификации к катастрофам относят события, приведшие к поражению 10 и более человек, от 10 до 25 человек с травмами различной тяжести и от 15 до 50 и более человек, нуждающихся в последующем лечении (ВОЗ, МЗ РСФСР, 1990).

Разумеется, комбинации вышеприведенных факторов в различных ситуациях могут быть чрезвычайно разнообразными, равно, как и последствия, но важно четко представлять, что в любом случае роль человеческого фактора (пассивная или активная) является важнейшей составляющей механизма возникновения и формирования чрезвычайной ситуации или катастрофы. При классификации чрезвычайной ситуации или катастрофы важнейшими критериями являются сфера возникновения и развития события, его масштабы и последствия. Количественные критерии при оценке масштабов катастроф в различных странах несколько различаются, но в целом они идентичны, поскольку в базисе объединяют социально-экономический фактор, экологический фактор и медико-санитарный фактор.

В табл. 1 даны основные дестабилизирующие факторы естественного и техногенного характера. Но вполне очевидно, что эти факторы в реальных случаях могут образовывать и различные комбинации. Поэтому на схеме обозначены связи между отдельными блоками чрезвычайных ситуаций.

Таблица 1

Структура и классификация чрезвычайных ситуаций (по качественному признаку)

Постановлением Правительства Российской Федерации (№ 1094, от 13 сентября 1996 г.) была дана классификация и утверждены масштабы чрезвычайных ситуаций (схема 13).

Схема 13

Классификация чрезвычайных ситуаций (по совокупности признаков)

Если сравнить таблицу 1 и схему 13, то можно увидеть, что в определении различных по масштабам чрезвычайных ситуаций (федеральных, региональных, территориальных, трансграничных) лежат качественные и количественные критерии. При этом следует отметить, что несмотря на приведенное многообразие в классификации чрезвычайных ситуаций, их все же можно разделить на две основные группы: вызванные естественными факторами и спровоцированные искусственными (антропогенными или техногенными).

Собственно, фазы зарождения, возникновения, развития и угасания чрезвычайной ситуации можно сравнить с периодами болезни: латентный (скрытый), продромальный (проявление первых симптомов), разгар болезни и ее исход. Аналогия не случайна. И чрезвычайная ситуация, и болезнь – динамические процессы, развивающиеся постепенно, по определенным стадиям и детерминированные причинно-следственными связями (схема 14).

Схема 14

Человеческий фактор в чрезвычайной ситуации

Из анализа связей между функциональными блоками на приведенной схеме можно сделать заключение, что участие человека в чрезвычайной ситуации может инициироваться уже на стадии ее зарождения (латентный период). Человек может быть непосредственной причиной ситуации или оказаться случайным звеном ее, но именно на стадии зарождения ситуации или даже задолго до нее человек может прогнозировать саму возможность будущей чрезвычайной ситуации, в силу своего опыта, профессионализма, интуиции и т.д. Вполне очевидно, что в этом случае гораздо больше шансов избежать ситуации или предотвратить ее.

Если же чрезвычайная ситуация не прогнозируема или развивается независимо от участия в ней человека, то в любом случае следующей фазой является ее проявление в виде комплекса факторов или одиночного фактора, который может быть воспринят сенсорными системами человека и запустить в действие механизм ориентировочной реакции. Именно на этом этапе происходит оценка ситуации, степени угрозы для здоровья и жизни человека или группы людей, воздействия на окружающие объекты и возможного характера последующих событий.

Опыт показывает, что и на этой стадии человек при адекватной реакции и соответствующем опыте может активно вмешиваться в ход события и в оптимальном благоприятном стечении обстоятельств либо прерывать ситуацию, либо избежать участия в следующей, самой напряженной и, как правило, драматичной стадии – фазе активного участия в развитии событий.

И здесь роль человеческого фактора проявляется со всей остротой и собственно, определяет исход – позитивный или негативного характера.

Еще раз напомним, что если человек является невольным участником чрезвычайной ситуации (например, сход лавины), то здесь его роль сводится лишь к тому, чтобы правильно вести себя, даже в том случае, если он оказался под снегом, или на поверхности скатывающейся массы снега. Разумеется сам ход события он остановить или изменить не может, но его активное участие в событии как раз и заключается в адекватной оценке ситуации, своих физических возможностей и последовательности действий по мере развития событий.

Если же он оказался невольным участником техногенной чрезвычайной ситуации, или даже инициатором ее, то в данном случае он должен четко представлять себе ту последовательность действий, которая может (и должна!) быть единственно правильной, чтобы можно было либо контролировать ситуацию (полностью или частично), либо ликвидировать ее, либо оказаться вне ее, если дальнейшие действия не изменят ход развивающихся событий.

Исход чрезвычайной ситуации (и для человека, и для объектов, вовлеченных в ситуацию) зависит от специфики ситуации, от ее масштабов, скорости развития, от действий людей и технических средств, привлеченных для ликвидации, от программы и решений на каждом конкретном этапе события.

Программа ликвидации самой ситуации и ее последствий отрабатывается на реальных моделях и зависит от профессионализма людей, вовлеченных в чрезвычайную ситуацию, т.е. во многом – от человеческого фактора.

1 июля 1995 г. Правительство Российской Федерации Постановлением № 675 ввело для всех предприятий, организаций, юридических лиц различных форм собственности обязательную разработку декларации промышленной безопасности, отражающей специфику и масштабы опасностей на промышленных объектах и необходимые мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и готовности к действиям в опасных ситуациях техногенного характера.

Анализ техногенных чрезвычайных ситуаций показывает, что в большинстве случаев причиной такой ситуации или даже катастрофы (Чернобыльская АЭС) служит человек, прямо или опосредованно, в силу недостаточного профессионализма, а порой и про сто – преступной безответственности, запускающий цепь событий, инициирующих развитие экстремальной ситуации.

Поскольку техногенные аварии всегда связаны с высвобождением в окружающую среду энергии или вещества, это, как правило, сопровождается взрывами, пожарами, разрушением объектов и человеческими жертвами.

Особенно тяжелые последствия наблюдаются в тех случаях, когда на технических объектах используются горючие, высокотоксичные вещества, в том числе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), радиоактивные вещества, взрывчатые вещества.

Последние особо опасны, поскольку во время взрыва в очень короткий промежуток времени выделяется огромное количество энергии, сопровождающееся высокой температурой, ударной волной, механическим разрушением объектов и окружающей среды.

Собственно поражающие факторы, возникающие в очаге экстремальной ситуации, подразделяются на механические (ударная волна, сдавление, удар предметом или конструкцией, резкий перепад давлений),термические (повышение и понижение температуры, вызывающее ожоги или обморожение),химические (выброс токсических веществ в жидком или газообразном состоянии),радиационные (выброс радиоактивных веществ),электрические (поражение электрическим током),психогенные (стресс, шок),комбинированные (сочетание нескольких факторов) (схема 15).

Схема 15

Поражающие факторы экстремальных ситуаций

Каждый из вышеперечисленных факторов может обладать различной силой воздействия и длительностью. Вполне понятно, что комбинации этих двух составляющих могут оказывать различное действие на организм человека. Так, например, действие фактора резкого повышения температуры в короткий интервал времени менее опасно, чем термическое поражение при меньших температурах, но в течение длительного времени. Существуют довольно узкие интервалы силы и длительности воздействующих факторов, в которых возможны незначительные и, как правило, обратимые изменения структур и функций организма. В последующих главах эти данные будут приведены. Превышение этих показателей вызывает необратимые и, как правило, летальные исходы после поражения.

Постулируя определение экстремума, мы исходили из сопоставления различных моделей, факторов воздействия и динамики процессов, составляющих существо экстремальной ситуации.

ЭКСТРЕМУМ – система (состояние, процесс), возникающая вследствие воздействия дестабилизирующих факторов на некий объект – мишень и приводящих либо к его деструкции, либо к переходу на иной уровень гомеостаза.

Экстремум – это сложная динамичная система, в которой реализуются причинно-следственные связи и механизмы взаимодействия более простых составных частей – элементов. Динамичность системы экстремума обусловлена возникновением, развитием и угасанием процессов, происходящих в очаге экстремальной ситуации.

Фактор времени присутствует здесь не как отвлеченный, абстрактный показатель динамики процесса, а как вполне реальная (и, подчас, решающая!) составляющая процесса.

На схеме 16 показана структура экстремума в его наиболее общем, универсальном варианте.

Схема 16

Структура экстремума

Четыре блока, объединенные в схеме, как это видно, включают фактор воздействия (он может быть в свою очередь, простым, сложным, очень сложным, непредсказуемым, сверхсильным и т.д.).

Фактор воздействия может быть качественно многокомпонентным (пожар, наводнение, авария) или однокомпонентным (сирена, сигнал тревоги). Соответственно, и реакция системы-мишени (человека, группы людей, промышленного объекта, города и т.д.) в таких ситуациях может быть простой или сложной. В зависимости от изначальной структуры фактора (факторов) воздействия, развитие событий и формирование системы экстремума также может быть различным: простым, сложным, очень сложным, неуправляемым.

Вполне очевидно, что система экстремума имеет, как минимум, три основные фазы формирования: исходное состояние, формирования экстремума, стабилизации системы (исход). Разумеется, возможен и иной исход – полная дестабилизация, разрушение системы.

Один из вариантов динамики формирования системы экстремума представлен на схеме 17.

Для человека фаза формирования экстремума включает три последовательных этапа: оценку ситуации, принятие решения, организацию системы противодействия (антиэкстремум). В случае адекватной реакции на экстремальный фактор воздействия система может перейти в фазу стабилизации. При этом возможно возвращение системы к исходному уровню, либо (как это показано на схеме) переход ее на более высокий уровень стабильности.

Схема 17

Структура и динамика формирования экстремума

Система-мишень может быть биологическим объектом (человек, животные, популяция, коллектив и т.д.), небиологическим (неодушевленным) и включать предметы, окружающие человека, постройки, технические устройства и различные комплексы (сочетания) биологических и небиологических объектов, связанных между собой прямо или опосредованно.

При этом механизмы ответной реакции системы могут быть весьма различными по сложности, быстроте нарастания, активности вовлечения в сферу чрезвычайной ситуации все новых и новых элементов, процессов и систем, т.е. блок формирования чрезвычайной ситуации (II) – очень сложная система, развитие и формирование которой, тем не менее, поддается анализу и прогнозу с целью дальнейшего более успешного управления системой экстремума, предупреждением его возникновения и ликвидацией на стадии латентного периода.

Вполне очевидно, что исход (результат) процессов, возникших и сформировавшихся в системе экстремума, может быть различным: положительным, отрицательным или индифферентным. Здесь следует подчеркнуть, что поскольку в системе чрезвычайной ситуации всегда находится (прямо или опосредованно) человек, то качественная оценка результата может быть проведена только человеком, согласно критериям, разработанным для различных моделей (вариантов) чрезвычайных ситуаций.

Критериями оценки чрезвычайной ситуации являются: внезапность, скорость распространения, масштаб распространения, продолжительность действия.

Фактор внезапности (непрогнозируемости) является одним из наиболее значимых и опасных в чрезвычайной ситуации. Экстремум, возникший внезапно, может привести к неконтролируемому развитию событий и, следовательно, к наиболее выраженным негативным последствиям. Напротив – прогнозируемая, ожидаемая ситуация позволяет заблаговременно принять необходимые меры, вовремя локализовать очаг экстремальной ситуации или даже предотвратить его развитие. Разумеется, начавшееся землетрясение остановить невозможно, по предсказать его место и время – уже внести коррекцию в последствия стихийного бедствия.

Скорость распространения – также очень важный фактор формирования экстремума и его последствий. Очевидно, что скорость распространения ударной волны при взрыве очень высока и здесь изменить что-либо в самом очаге уже невозможно, поэтому и уровень поражений может быть достаточно высок. Скорость распространения пожара зависит от многих факторов: направления и скорости ветра, наличия горючих материалов в секторе пожара, естественных или искусственных преград для распространения огня и многого другого... Но в последнем случае скорость распространения воздействующего фактора измеряется метрами в секунду (м/с) и позволяет предпринимать меры по ликвидации пожара или ограничения его распространения. Наводнение, паводок, затопление – также могут носить относительно медленные (по сравнению с пожаром) скорости распространения, что позволяет предпринимать меры по спасению людей, объектов, находящихся на пути распространения водного потока.

Скорость распространения эпидемических заболеваний может измеряться неделями, месяцами или даже декадами относительно площадей и регионов распространения, по векторам предпочтения.

Масштаб распространения катастрофы также зависит от многих факторов: мощности первичного очага экстремальной ситуации, степени разрушения физических объектов, количества пострадавших людей, материальных затрат на ликвидацию последствий, организованности специальных служб и их действий, профилактических мер и т.д.

Масштаб таких катастроф, как, например, авария на Чернобыльской АЭС, не поддается оценке даже при сопоставлении реальных материальных и человеческих потерь во время аварии и до сегодняшнего дня, поскольку последствия радиоактивного заражения огромных площадей будут сказываться еще на протяжении многих десятков или даже сотен лет.

Масштаб распространения чрезвычайной ситуации, сложившейся в результате атаки террористов на здания торгового центра в Нью-Йорке, ограничен казалось бы «всего» двумя крупными офисами, но эхо этого теракта прокатилось по всей планете, вызвав гнев и сострадание миллионов людей... Можно исчислять масштабы чрезвычайных ситуаций в денежных единицах, человеческих потерях, количестве разрушенных или поврежденных объектов – все зависит от конкретных задач. Но истинные масштабы любой, даже очень локальной или сугубо личной экстремальной ситуации может оценить только конкретный человек, Личность, оказавшаяся либо прямым участником событий, либо мишенью информационной волны, сопровождавшей событие.

Продолжительность действия экстремального фактора, несомненно, весьма важный компонент события. Но и здесь оценки могут быть различными в зависимости от качества и силы действующего фактора. Например, взрыв атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки по длительности поражающего действия светового (теплового) потока не превышал нескольких секунд, однако возникшие последствия этого пожара продолжались более суток и унесли тысячи жизней. Длительность радиоактивного поражения непосредственно при взрыве бомбы исчислялась миллисекундами, а последствия радиоактивного заражения жители Японии испытывают и по сей день.

Фактор продолжительности тесно связан с фактором силы (амплитуды) воздействия и качественной характеристикой поражающего фактора. Сочетания этих факторов могут приводить к более значительному поражению людей и объектов в зоне экстремальной ситуации, чем каждый фактор в отдельном случае.