Lawiny śnieżne

Zderzenie z naturą
Rozpoczynamy nowy cykl artykułów tematycznych - tym razem na warsztat rzucamy naturę i jej złowrogie grożenie palcem. W zderzeniu z nią człowiek nie zawsze ma szanse przeżyć, bo walka bywa bardzo nierówna. Niemniej jednak warto naturę i jej siłę poznać, by konfrontacja była mniej bolesna, a zastosowane metody przeciwdziałania zagrożeniom - bardziej przemyślane i skuteczne. 

Między cząstkami materiału leżącego na zboczu lub budującego je oraz między materiałem a podłożem działają siły tarcia i siły oddziaływania międzycząsteczkowego, które równoważą ciężar tego materiału. Gdy równowaga między siłami występującymi w pokrywie śnieżnej a siłami rozrywającymi zostaje zaburzona, następuje osuwanie się lub spływanie materiału ze zbocza. Jeśli procesy te przebiegają gwałtownie - mamy do czynienia z lawiną.

 Lawina to gwałtowna utrata stabilności i przemieszczanie się w dół odpowiednio stromego stoku mas znajdującego się na zboczu materiału, m.in.: śniegu (wówczas mamy do czynienia z lawiną śnieżną), lodu (lawina lodowa), błota (lawina błotna), zewnętrznej części gleby w postaci okruchów skalnych, kamieni, piasku, żwiru (lawina zwietrzelinowa), lawy wraz z popiołami i gazami wulkanicznymi (lawina wulkaniczna). Lawinę, w której ruch jednego typu materiału spowodował ruch materiału innego typu, nazywa się lawiną mieszaną. Ta najgwałtowniejsza postać ruchów masowych stanowi olbrzymie zagrożenie dla ludzi, infrastruktury, gruntów rolnych oraz kompleksów roślinnych.

Czynniki warunkujące powstanie lawin

Na zachwianie wspomnianej równowagi mogą wpłynąć różne czynniki, m.in. opady śniegu lub deszczu, wiatr, a także:

• nachylenie stoku i rzeźba terenu - duże nachylenie zbocza (25°-50°) oraz wyrównana powierzchnia w stromych żlebach, rynnach i depresjach, na stokach gładkich ewentualnie porośniętych trawą lub niewielką roślinnością;
• temperatura powietrza - długotrwałe mrozy i występowanie temperatury −10°C do −30°C (a w konsekwencji przemarzanie powierzchni skarp i następnie ich wgłębne rozsadzanie wypełnieniem lodowym), duże dobowe wahania temperatur (rozszerzanie się i kurczenie termiczne skał) oraz odwilż (wytapiana woda zaburza równowagę pokrywy śnieżnej).

Mechanizmy powstawania lawin - rodzaje śniegu

Świeży śnieg stanowi dodatkowe obciążenie - wówczas do lawin może dochodzić na całym obszarze objętym opadem, niezależnie od wystawy stoku. Wówczas tzw. słaba warstwa w pokrywie śnieżnej umiejscowiona jest zazwyczaj na styku nowej oraz starej pokrywy śnieżnej. Czasami warstwy słabe występują także wewnątrz świeżego śniegu lub głębiej - w starej pokrywie śnieżnej.

Świeży śnieg może powodować lawiny deskowe ze śniegu suchego (dodatkowe obciążenie na istniejące lub nowo utworzone słabe warstwy), lawiny z suchego, luźnego świeżego śniegu (brak wystarczających powiązań między cząsteczkami świeżego śniegu) oraz lawiny samoistne lub wyzwolone przez człowieka. Największe zagrożenie lawinami tego typu występuje podczas opadów i do kilku dni po nich. Lawina taka oznacza dla człowieka większe ryzyko upadku lub strącenia niż zasypania.

Śnieg przewiany - podczas wietrznej pogody zagrożenie lawinowe może rozwijać się niezwykle gwałtownie, zarówno podczas opadów, jak i później, i trwać do kilku dni po ustaniu wiatru (w zależności od tempa przemian w pokrywie śnieżnej). Miejsca zagrożone są rozłożone bardzo nierównomiernie, choć przeważnie występują po stronie zawietrznej, w żlebach, depresjach, w pobliżu miejsc istotnej zmiany nachylenia stoku, w pobliżu grani i w innych miejscach osłoniętych od wiatru, najczęściej powyżej górnej granicy lasu.

Śnieg przewiany może powodować lawiny deskowe ze śniegu suchego (dodatkowe obciążenie) oraz lawiny samoistne i wyzwolone przez człowieka. Deska śnieżna jest szczególnie podatna na rozprzestrzenianie pęknięć. Jeśli przewiany śnieg nie zostanie przykryty świeżym, stosunkowo łatwo rozpoznać miejsce, do którego przewiane zostały znaczne masy śniegu - widoczne depozyty (miejsca nagromadzenia), niedawne lawiny, pęknięcia i odgłosy osiadania pokrywy śnieżnej. Niestety, czasami trudno rozpoznać, jak stare są oznaki działania wiatru, a samo ich występowanie nie stanowi jeszcze dowodu niebezpieczeństwa (np. brak słabej warstwy). W celu uniknięcia zagrożenia należy wystrzegać się depozytów śniegu przewianego w stromym terenie, szczególnie w miejscach, w których występują zmiany grubości lub twardości śniegu.

Śnieg stary - długotrwale występująca słaba warstwa wewnątrz starej pokrywy śnieżnej. Obciążenie dodatkowe przekracza wytrzymałość słabej warstwy (szron powierzchniowy przykryty kolejnymi opadami, szron wgłębny, przeobrażone kryształy śniegu). Problem lawinowy może występować zarówno na dużej przestrzeni, jak i na małym obszarze. Możliwy jest na wszystkich wystawach stoków, ale częściej na zboczach zacienionych, zwłaszcza w miejscach osłoniętych od wiatru. Można się go spodziewać w całej starej pokrywie śnieżnej, często w jej głębszych partiach. Jeśli słaba warstwa jest przykryta masywnymi, stabilnymi warstwami, wyzwolenie lawiny staje się mniej prawdopodobne.

Śnieg stary może powodować lawiny deskowe ze śniegu suchego, choć najczęściej tak wyglądają lawiny wyzwolone przez człowieka. Chcąc ustrzec się takiej lawiny, należy unikać depozytów śniegu przewianego w strome tereny, szczególnie w miejscach zmian grubości, a także twardości. Wyjątkową ostrożność należy zachować w rejonach z małą ilością śniegu i na granicach znacznych zmian grubości pokrywy śnieżnej. Ten problem lawinowy uznawany jest za jedną z głównych przyczyn śmierci w lawinach podczas uprawiania sportu i turystyki w górach!

Śnieg mokry - spadek wytrzymałości pokrywy śnieżnej na skutek obecności w niej wody w stanie ciekłym (z topiącego się śniegu lub opadów deszczu). Krytyczne jest zwłaszcza pierwsze wniknięcie wody w głąb pokrywy śnieżnej, kiedy tylko śnieg osiąga temperaturę 0°C. Zagrożenie może trwać od kilku godzin do kilku dni, w zależności od źródła wody wnikającej w pokrywę śnieżną. Prawdopodobieństwo wystąpienia samoistnych lawin jest wyższe po południu (z wyjątkiem sytuacji, gdy deszcz stanowi dominujące źródło wody).

Jeżeli woda dostaje się do pokrywy śnieżnej na skutek ekspozycji na słońce, występowanie zagrożenia lawinowego w znacznym stopniu będzie zależało od wystawy i wysokości stoku. W przypadku deszczu wszystkie wystawy będą równie niekorzystne. Miejsca zagrożone są bardzo nierównomierne, można się ich spodziewać gdziekolwiek w pokrywie śnieżnej.

Śnieg mokry powoduje głównie lawiny samoistne, ale również lawiny deskowe ze śniegu mokrego (osłabienie słabych warstw lub ześlizgiwanie się warstw po lustrze spływającej wody, a w przypadku deszczu - także dodatkowe obciążenie warstw słabych) i lawiny z luźnego śniegu mokrego (zniszczenie powiązań pomiędzy cząsteczkami śniegu). Problem łatwo rozpoznać - rozpoczynające się opady deszczu powodują tworzenie się „kul” lub „ślimaków” śnieżnych, małych mokrych desek śnieżnych lub zsuwów luźnego mokrego śniegu, co często zapowiada dalszy wzrost zagrożenia lawinowego. Po ciepłych, pochmurnych nocach zagrożenie to często występuje już rano. Przy deszczu padającym na suchą pokrywę śnieżną problem pojawia się najczęściej natychmiast.

Śnieg ślizgający się - cała pokrywa śnieżna ślizga się po gładkim podłożu (trawa, gładka skała). Problem najczęściej występuje przy grubej pokrywie śnieżnej, w której nie ma słabych warstw lub jest ich niewiele. Lawiny te spowodowane są utratą siły tarcia pomiędzy pokrywą śnieżną a podłożem. Mogą występować zarówno przy suchej (zimnej) pokrywie, jak i przy mokrej (temperatura w pokrywie ok. 0°C ).

Wyzwolenie lawiny jest trudne do przewidzenia, choć mogą je zwiastować charakterystyczne pęknięcia pokrywy śnieżnej tzw. rybie pyski (nie zawsze są bezwzględną zapowiedzią). To zazwyczaj lawiny samoistne. Może dojść do nich na wszystkich wystawach, choć najczęściej schodzą po południowych stokach. Zagrożenie występuje od kilku dni do kilku miesięcy, możliwe jest przez cały sezon zimowy - o każdej porze dnia i nocy, wiosną - najbardziej w godzinach popołudniowych.

Stopnie zagrożenia lawinowego

Zgodnie z przepisami ustawy z dnia 18 sierpnia 2011 r. o bezpieczeństwie i ratownictwie w górach i na zorganizowanych terenach narciarskich (DzU z 2019 r. poz. 1084 ze zm.) w Tatrach Tatrzańskie Ochotnicze Pogotowie Ratunkowe (TOPR), a w pozostałych górach Górskie Ochotnicze Pogotowie Ratunkowe (GOPR) w wyniku obserwacji pokrywy śnieżnej ogłasza stan zagrożenia lawinowego w 5-stopniowej skali. Skala ta służy do oznaczenia prawdopodobieństwa zejścia lawiny w górach i jest powszechnie stosowana w ratownictwie międzynarodowym. Została ona ujednolicona w 1993 r., a od 1997 r. stosowana jest również w Polce. Obecnie regulacje dotyczące stopni zagrożenia lawinowego reguluje rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych z dnia 22 grudnia 2011 r. w sprawie określenia stopni zagrożenia lawinowego oraz odpowiadających im zaleceń dla ruchu osób (DzU nr 299, poz. 1777 ze zm.) (patrz tabela).

Przeciwdziałanie skutkom lawin

Rozwiązania aktywne

Metody te bezpośrednio zabezpieczają powierzchnię stoku m.in. przez:

• stabilizację biologiczną, czyli pokrywanie odpowiednią dla wysokości stoku roślinnością, w tym zalesianie - kosodrzewina znacznie ogranicza ruchomość pokrywy śnieżnej, a las stanowi naturalną barierę dla lawin; wykorzystuje się bezleśne kliny w górnej granicy lasu, co kierunkuje ewentualną lawinę do uderzenia w ścianę lasu pod odpowiednio dobranym kątem (mniejsza siła uderzenia i skuteczniejsze zatrzymanie lawiny przez drzewa);
• stabilizację zboczy skalnych metodami inżynierskimi - wzmacnianie powierzchni stoków siatkami stalowymi lub betonem połączone z odpowiednim kotwieniem pojedynczych formacji skalnych bądź luźnego materiału - zapobiega powstawaniu lawin z uwagi na utratę stabilności podłoża skalnego (pod pokrywą śnieżną);
• siatkowe bariery śnieżne utrzymujące czapy śniegowe (do miąższości ok. 4,5 m) w miejscu ich pierwotnego zalegania - zatrzymują źródło lawiny; metoda często stosowana na świecie, w Polsce się jej nie spotyka.

Rozwiązania pasywne

Wśród tych metod wyróżniamy m.in.:

• wały ziemne i tarasy - skuteczne przenoszą obciążenia dynamiczne o dużej sile; zajmują dość dużo miejsca, dlatego stosuje się je rzadko, najczęściej stanowią ochronę ciągów komunikacyjnych;
• kurtyny skalne - pokrywanie zboczy siatkami stalowymi o odpowiedniej wytrzymałości, (bez ich kotwienia w stoku) w celu kontrolowanego sprowadzenia lawiny do strefy deponowania (zabezpiecza się powierzchnię do kilkudziesięciu tysięcy m²);
• izbice - charakterystyczny rodzaj konstrukcji zabezpieczającej filary mostów lub innych obiektów hydrotechnicznych;
• zadaszenia i galerie betonowe - zmieniają kierunek lawiny, stosuje się je także jako zabezpieczanie przed zalewaniem szlaków komunikacyjnych spływającą po zboczu wodą;
• bariery odłamkowe - siatka stalowa wysokiej wytrzymałości, ochrona przed zagrożeniami dynamicznymi (przed pojedynczymi uderzeniami lub zjawiskami masowymi).

STOPNIE ZAGROŻENIA LAWINOWEGO

Stopień wysoki (4) i bardzo wysoki (5):

• pokrywa śnieżna jest słabo związana (4), również dalece niestabilna (5);
• wyzwolenie lawiny jest prawdopodobne nawet przy małym obciążeniu dodatkowym** na wielu stromych stokach*, w niektórych przypadkach należy spodziewać się licznych samoistnych dużych***, a często bardzo dużych lawin*** (4); możliwe liczne samoistne bardzo duże*** i często ekstremalnie duże lawiny***, nawet na umiarkowanie stromych stokach* (5);
• warunki skrajnie niekorzystne (sytuacja katastrofalna) (4) i zdecydowanie niekorzystne (5);
• zaleca się zaniechanie wszelkich wyjść w góry i pozostanie w obszarach nieobjętych zasięgiem zagrożenia lawinowego (5); Zaleca się zaniechanie wszelkich wyjść w teren wysokogórski. Należy pozostawać w granicach umiarkowanie stromych stoków* oraz brać pod uwagę zasięg lawin z wyżej położonych stoków (4).

Stopień znaczny (3):

• pokrywa śnieżna na wielu stromych stokach* jest związana umiarkowanie bądź słabo;
• wyzwolenie lawiny jest możliwe nawet przy małym obciążeniu dodatkowym**, w szczególności na stromych stokach* wskazanych w komunikacie lawinowym. W pewnych sytuacjach duże*** lub bardzo duże lawiny***;
• warunki w znacznej mierze niekorzystne;
• poruszanie się wymaga bardzo dużego doświadczenia i umiejętności. Należy unikać stromych stoków*, szczególnie wskazanych w komunikacie lawinowym. Konieczne jest zachowanie elementarnych środków bezpieczeństwa.

Stopień umiarkowany (2):

• pokrywa śnieżna jest na ogół związana dobrze, ale na niektórych stromych stokach* umiarkowanie;
• częściowo niekorzystne warunki;
• poruszanie się wymaga umiejętności oceny lokalnego zagrożenia lawinowego, odpowiedniego wyboru trasy oraz zachowania elementarnych środków bezpieczeństwa na wszystkich stromych stokach*, a szczególnie na wskazanych w komunikacie lawinowym.

Stopień niski (1):

• pokrywa śnieżna jest na ogół dobrze związana i stabilna;
• wyzwolenie lawiny jest na ogół możliwe jedynie przy dużym obciążeniu dodatkowym** w nielicznych miejscach na bardzo stromych* lub ekstremalnych stokach*. Możliwe jest samoistne schodzenie małych*** i średnich lawin***;
• na ogół dogodne warunki;
• należy zachować szczególną ostrożność na stokach bardzo stromych* lub ekstremalnych*.

Komunikat lawinowy może zawierać dodatkowe informacje o wysokościach n.p.m., wystawach względem kierunków świata lub formach terenu szczególnie niekorzystnych ze względu na zagrożenie lawinowe oraz informację o typowych problemach lawinowych.

Objaśnienia:

* Nachylenie stoku: umiarkowanie stromy stok - teren o nachyleniu mniejszym niż około 30°, stromy - większym niż około 30°; bardzo stromy lub ekstremalny stok - teren szczególnie niekorzystny z uwagi na nachylenie stoku (większe niż około 40°) lub ukształtowanie, bliskość grani lub właściwości podłoża (zmniejszona przyczepność).

** Obciążenie dodatkowe: małe - samotny narciarz lub snowboardzista jadący płynnie, bez upadków, piechur poruszający się w rakietach śnieżnych, grupa zachowująca prawidłowe odstępy pomiędzy uczestnikami (co najmniej 10 m); duże - pojedynczy piechur, dwóch lub więcej narciarzy lub snowboardzistów poruszających się bez zachowania prawidłowych odstępów, ratrak, materiały wybuchowe; lawiny samoistne - powstałe bez udziału człowieka.

 bryg. Ariadna Koniuch