Несчастья невских берегов. Из истории петербургских наводнений

В Питере ветер продолжает вращение от южного к западному, усиливаясь с каждым часом, давление продолжает падать, температура воздуха растет, хлещет дождь, вода повышается со скоростью до метра в час. Прошел теплый фронт, мы находимся в теплом секторе циклона. Объявлено штормовое предупреждение, начали действовать городской штаб по чрезвычайным ситуациям и различные комиссии. Главное – избежать жертв и сократить ущерб. Еще шесть– девять часов противостояния стихии и… На картах синоптиков через Петербург прошел холодный фронт, циклон ушел на Карелию и Белое море, давление в его центре растет, он перешел в третью стадию – «заполнения» (см. схему в; здесь же показаны колебания уровня в различных пунктах (г) и отдельно в устье Невы, где показаны также изменения метеоэлементов (д)). У нас также давление пошло вверх, похолодало, небо довольно быстро очищается от облаков. Ветер, как ему и полагается в «тылу» циклона, перешел к северо-западному, оставаясь сильным штормовым, стал еще и порывистым, но уже не нагонным. Происходит спад уровня воды. Нева входит в берега, постепенно успокаиваясь. Погода вскоре может совершенно наладиться: тихо, безоблачно, хотя и прохладно, а порой и просто холодно. Циклы атмосферного вихря и петербургского наводнения завершились примерно за сутки. Циклон преодолел расстояние 1500—2000 км, т. е. двигался со средней скоростью 60—70 км в час. Впрочем, средние оценки в столь активном явлении не слишком показательны. Отклонения от изложенной схемы тоже могут быть существенными. Например, 28—29 сентября 1975 г. он двигался неравномерно, как бы рывками. Такое движение вызывает вторичные колебания уровня воды на фоне общего подъема и спада. Иногда циклон начинает заполняться над Балтикой, «зависать». Или может отклониться от опасной траектории, например «нырнуть» с севера Ботнического залива, или двигаться совсем медленно. Наводнение тогда может оказаться не слишком опасным, затяжным, или вовсе не состояться, хотя угроза будет явной. Ведь поведение циклона зависит от нескольких факторов – температуры и давления в средних и верхних слоях атмосферы, распределения этих параметров по высоте, состояния морской поверхности и взаимодействия с ней воздушных потоков. И все эти факторы сложно, нелинейно, системно взаимодействуют друг с другом.

Циклон возбуждает интенсивное движение вод в море. На первой стадии преобладает статическое повышение водной поверхности по закону «обратного» барометра: примерно на 1 см при падении атмосферного давления на 1 мм.

Возникает «вспученность» – так называемая длинная волна, гребень которой растет по мере движения циклона, понижения давления в нем, расширения области штормовых ветров. К гребню длинной волны стекается вода из окрестных районов моря и заливов, где происходит сгон, предваряющий подъем. Это динамическое возмущение уровня моря значительно превышает статическое.

Влияние гидрографии водоема в данной схеме штормового нагона вроде бы осталось в тени. Но ведь все происходит в естественных границах Трансбалтики, в пределах очертаний ее берегов, то пологих и прямолинейных, то изрезанных шхерами и мелкими бухтами. Наводнение развивается над сложным, даже причудливым рельефом ее дна – с отмелями, островами, впадинами.

Существенно также, что Балтийское море с Финским заливом (Трансбалтика) похожи на канал с шириной в пять-семь раз меньшей их общей длины, что этот канал имеет переменное сечение, резко сужаясь у входов из моря в залив и в восточной части самого залива.

Размеры бассейна оказываются близкими к размерам циклона, а его скорость – к скорости перемещения гребня «длинной волны». Создаются условия резонанса, когда, по законам механики, колебания резко усиливаются.

Предложенной схеме лучше всего отвечают катастрофические и близкие к ним особо опасные наводнения, подобные случаям 1955, 1975, 1999 гг. Они отличаются прохождением глубокого активного циклона примерно по оси Трансбалтики, преобладающим вкладом длинной волны, дополнительными воздействиями ветра и сейшей. Менее опасные наводнения формируются относительно равноценным влиянием волны, ветра и сейшей. Особенно показателен в этом отношении самый недавний случай – 15 ноября 2001 г. Циклон шел не по самой опасной траектории, он «нырнул» с севера и ушел на юго-восток. Соответственно «длинная волна» была выражена нечетко. Зато ветровое воздействие оказалось сильным, оно сложилось с собственными колебаниями Финского залива. Наводнение получилось, по терминологии синоптиков, сейшево-ветровым, с небыстрым подъемом воды и совсем медленным, «изнуряющим» спадом. Его сравнение с предыдущим случаем – 30 ноября 1999 г. – особенно наглядно демонстрирует разнообразие наводнений.

Противостояние города и моря

Да умирится же с тобой

И побежденная стихия…

А.С. Пушкин