Základní pojmy

Přírodní katastrofy
Hazardy a rizika
Přírodní a environmentální hazardy
Koncept zranitelnosti vůči hazardu
Druhy přírodních katastrof a environmentálních hazardů
Předpověď a ochrana
Náměty k dalšímu studiu
Odkazy

Hlavním cílem této kapitoly je vyložit základní pojmy a koncepty, se kterými pracujeme při studiu environmentálních hazardů a přírodních katastrof. Vzhledem k tomu, že toto studium je poměrně mladou vědní disciplínou, existují rozdíly mezi pojetím jednotlivých autorů, jejichž definice základních pojmů se tak mohou poněkud lišit. V této kapitole podáváme ucelený pohled na problematiku disciplíny, který se snaží shrnout přístupy různých autorů.

Přírodní katastrofy

Z. Kukal (1983, 11) udává tuto definici přírodní katastrofy: "Přírodní katastrofa je rychlým přírodním procesem mimořádných rozměrů, který je způsoben účinkem gravitace, zemské rotace nebo rozdílů teplot. Katastrofy postihují pevnou zemi, vodstvo i atmosféru. Katastrofy mohou nastat:
1. rychlým pohybem hmot (zemětřesení, svahové procesy);
2. uvolněním hlubinné zemské energie a jejím převedením na povrch (sopečná činnost, zemětřesení);
3. zvýšením vodní hladiny řek, jezer a moří (povodně, mořské zátopy, tsunami);
4. mimořádně silným větrem (orkány, tropické cyklóny)."

Ačkoli jde o definici poměrně obsáhlou, mohli bychom přesto vznést některé námitky. Prvním z nich je, že toto pojetí vůbec nezohledňuje sociální faktor při posuzování přírodní katastrofy. Podle K. Smithe (2002, 7) jde o katastrofu pouze tehdy, pokud je negativně ovlivněno velké množství lidí (ztráty na životech, majetku). Za velké přírodní katastrofy považujeme právě pouze ty události, které silně ovlivňují lidské populace. Je ale nutné dodat, že následky nemusí být okamžité a že katastrofa může mít dlouhodobé dopady (poničení krajiny, nemoci, ekonomické ztráty, atd.).
Další otázkou je rychlost události. Z. Kukal (1983, 11) stejně jako K. Smith (2002, 16) považuje za katastrofy události s rychlým průběhem. Otázkou zůstává, jak klasifikovat pomalé změny, které stejně negativně ovlivňují lidskou společnost. Jde například o vysychání jezer, dezertifikaci nebo průmyslové znečištění. Vzhledem k tomu, že tyto procesy nezpůsobují okamžité velké ztráty na životech nebo majetku, bývají většinou klasifikovány jako environmentální problémy.

Stejný pohled můžeme mít na historické události. Šlo o přírodní katastrofy, když všechny podmínky byly splněny, ale když těžko můžeme hovořit o obětech na životech? Podle Z. Kukala (1983, 12) je třeba zvolit odlišný pohled na současné a historické katastrofy. Můžeme tak uvažovat například podobné rozdělení:
"1. Přírodní procesy v geologické historii Země byly buď rychlé, nebo i pomalejší. Ty rychlé byly stejné jako dnešní katastrofy (zemětřesení, výbuchy sopek, sesuvy). Ty pomalejší mohly trvat tisíce nebo milióny let (např. zalednění, přeměnění části zemského povrchu v poušť, otrávení jezerních vod apod.).
2. Katastrofy současné, které jsou rychlými anomálními událostmi (…). Mají přímý vliv na lidskou společnost a na přírodu." (cit. KUKAL, Z., 1983, 12).

Hazardy a rizika

K. Smith (2002, 6) se spíše než přírodními katastrofami zabývá otázkami hazardů (hazards) a rizik (risks). Hazard je přírodní nebo člověkem podmíněný proces, který představuje možné ohrožení pro lidskou společnost. Riziko je potom pravděpodobnost, že nastane událost, kterou hazard představuje. Jde tedy o přímé vystavení společenských hodnot hazardu a velikost takového je závislá na součinnosti dalších podmínek. Pro lepší představu uvedeme příklad. Pro dvě lodě, parník a člun, je hazard (vysoké vlny a velká hloubka) na oceánu shodný. Riziko, kterému čelí člun (možnost potopení) je ale mnohonásobně vyšší než u parníku. Stejně tak hazard vzniku zemětřesení se může vyskytovat v neobydlených oblastech, ale riziku zemětřesení jsou vystavena pouze území obývaná lidmi.
Katastrofa je vlastní uskutečnění rizika, při kterém je usmrcena, zraněna nebo negativně ovlivněna velká část obyvatelstva. Jde tedy o společenský jev, při kterém jsou ztráty ovlivněny sociálními faktory (hustota osídlení, technologická vyspělost, připravenost apod.).

Environmentální hazardy můžeme klasifikovat do tří hlavních skupin (SMITH, K., 2002, 8). Jsou to hazardy zasahující:

Obyvatelstvo - úmrtí, zranění, nemoci, stres;
Majetek - ničení majetku, ekonomické ztráty;
Životní prostředí - škody na fauně a flóře, znečištění, estetické ztráty.

Přestože životní prostředí jistě patří mezi lidské hodnoty, při posuzování účinků hazardů jsou škody na něm méně významné oproti ztrátám na životech a škodách na majetku. Na obr. 1 je znázorněn vztah mezi hazardem a jeho pravděpodobností, který určuje výši rizika. Přestože škody na životním prostředí nebo na majetku mohou být ekonomicky nákladné, největší riziko představuje ohrožení lidských životů.

Obr. 1: Teoretický vztah mezi velikostí hazardu, jeho pravděpodobností a mírou rizika (převzato: SMITH, K., 2002, 9).

Podle Z. Kukala (1983, 13) je za riziko považována pravděpodobnost negativních účinků katastrofy. Autor také uvádí rovnici, která vysvětluje, na čem závisí velikost rizika, a podle které je rovněž možné hodnotit účinky katastrof.

Přírodní a environmentální hazardy

V odborné literatuře často splývají pojmy přírodní a environmentální hazardy. Čistě přírodní hazardy by byly takové, které by měly pouze přirozenou příčinu a nebyly ovlivněny činností člověka. V současné době je ovšem možné říci, že zcela přírodní hazardy vůbec neexistují, neboť většina hazardů má hybridní povahu. Rozsah povodně je sice podmíněn klimatickými podmínkami, na jeho velikost má ale vliv i charakter využívání krajiny, odlesňování apod. Stejně tak rozsah škod způsobených tropickou cyklónou bude záležet nejen na její síle, ale rovněž na včasné informovanosti a na účinnosti preventivních opatření. Můžeme tedy tvrdit, že čistě přírodní hazardy v současnosti neexistují. Při používání tohoto pojmu jde spíše o zdůraznění převládající přirozené povahy hazardů oproti těm, které jsou jasně lidského původu (např. průmyslové nehody).
Zajímavý je vztah mezi přírodními procesy a přírodními hazardy. Vzhledem k velké dynamičnosti Země jako planety probíhá velké množství přírodních procesů, které se liší svou intenzitou a velikostí působení. Za přírodní hazardy ovšem považujeme pouze extrémy těchto procesů. Stejně tak za katastrofy jsou považovány pouze extrémy, které způsobují škody v lidské společnosti. Konflikt přírodních procesů s lidmi přiděluje člověku rozhodující úlohu při udržování rovnováhy mezi přírodními zdroji a hazardy (obr. 2). Pouze udržování této rovnováhy pak znamená trvale udržitelný ekonomický rozvoj společnosti.

Obr. 2: Vzájemná souvislost mezi přírodními procesy a lidskou společností, která určuje vztah mezi přírodními zdroji a hazardy
(převzato: SMITH, K., 2002, 12).

Poměrně novým konceptem, se kterým se můžeme setkat při studiu environmentálních hazardů, je pojem technologický hazard. Tento nový koncept zřetelně souvisí s rozvojem průmyslu a rozšířením nových technologií. Jde tedy o čistě antropogenně generovaný hazard, kterým je především riziko různých průmyslových nehod, jako například únik toxických látek, požáry rafinerií apod. Vzhledem k velké rizikovosti nových technologií a rychlému rozvoji průmyslu začíná člověk považovat tyto hazardy za "normální" ve stejném smyslu jako považuje přírodní hazardy za běžnou součást geofyzikálních procesů na Zemi.
Zastřešujícím pojmem pro všechny předchozí je termín environmentální hazard. Tento koncept v nejširším smyslu zahrnuje všechny typy hazardů od přírodních, přes technologické až po sociální; tedy od rizika zemětřesení, přes průmyslové nehody až po kriminalitu. Zároveň by sem patřily jak rychlé události jako je sopečná erupce, tak i dlouhodobé procesy jako například acidifikace sladkých vod.
V užším pohledu jsou za environmentální hazardy považovány rychlé události, které přímo ohrožují lidské životy, majetek a životní prostředí. Jejich původ můžeme hledat jak v přirozených procesech (zemětřesení, tsunami apod.) tak i v procesech podmíněných činností člověka (únik toxických látek). Důležitým společným znakem je, že vystavení riziku, které hazard představuje, je zcela nedobrovolné (na rozdíl od sociálních hazardů jako je např. kouření nebo jízda autem). Definici environmentálních hazardů v tomto užším smyslu proto vypadá následovně:

"Extreme geophysical events, biological processes and major technological accidents, characterised by concentrated releases of energy and materials, which pose a largely unexpected threat to human life and can cause significant damage to goods and the environment" (cit. SMITH, K., 2002, 17).

Podstatný je důraz na rychlý průběh události. Tím se environmentální hazardy odlišují od environmentálních problémů, které jsou charakteristické dlouhodobým pomalým působením, které ale postihuje velké oblasti nebo celou planetu. Za environmentální problémy považujeme například procesy dezertifikace, odlesňování nebo globální oteplování. Na druhou stranu je nutné si uvědomit, že hazardy a problémy spolu navzájem souvisí. Globální oteplování má za následek vzestup teploty světového oceánu, při jejímž růstu se zvyšuje nebezpečí vzniku tropických cyklón. Odlesňování zase může vést ke zvýšení rizika svahových pohybů.

Koncept zranitelnosti vůči hazardu (vulnerability to hazard)

Koncept zranitelnosti (SMITH, K. 2002, 12) odráží sociální a ekonomickou toleranci populace vůči hazardům. Hlavní úlohu proto hrají socioekonomické faktory společnosti. Křivka na obr. 3 znázorňuje proměnlivost určitého procesu, který může představovat možný hazard (například srážková činnost). Šedá plocha představuje rozmezí, ve kterém je tento proces společností tolerován bez toho, aniž by byl považován za riziko. Je to jakási normální, předpokládaná hodnota jevu. Pokud proces překročí prahovou hodnotu (damage threshold), stává se hazardem (malé úhrny srážek znamenají sucha, příliš velké naopak povodně). Z grafu vyplývá, že převážná část variability jevu je společností tolerována a jen zcela extrémní hodnoty představují hazardy. U těchto extrémních hodnot můžeme určit dvě základní charakteristiky hazardu - velikost a dobu trvání.

Obr. 3: Křivka proměnlivosti přírodního procesu a velikost tolerance společnosti, jež společně určují míru zranitelnosti populace vůči hazardu (převzato: SMITH, K., 2002, 13).

Šířka šedého pásu grafu, která představuje míru tolerance vůči danému procesu, je dána souborem socioekonomických faktorů společnosti. Pro vyspělou zemi nepředstavují sucha takové riziko jako pro zemi rozvojovou, jejíž obyvatelstvo je přímo závislé na úrodě daného roku. Toleranci mohou zvýšit i preventivní opatření (např. budovy konstruované pro případ zemětřesení). Z tohoto důvodu je koncept zranitelnosti hlavní otázkou v rozvojových (LDCs), kde chudoba, zaostalost hospodářství a ostatní socioekonomické problémy znamenají vysokou míru zranitelnosti obyvatelstva vůči extrémním procesům.
Zranitelnost populace vůči danému hazardu na daném území se může měnit v čase spolu se změnou přírodních a sociálních faktorů. Obr. 4 představuje situace, kdy riziko katastrofy roste s časem. V případě A zůstává tolerance společnosti konstantní, ale průměrná hodnota jevu se mění (např. pokles průměrné teploty). Tolerance je konstantní i v případě B, zde ale roste proměnlivost jevu (např. větší extrémy srážkových úhrnů). V případě C se nemění charakteristiky jevu, ale snižuje se tolerance společnosti (např. populační růst a s ním spojené riziko hladomorů).

Obr. 4: Změna zranitelnosti populace vůči hazardu v čase (převzato: SMITH, K., 2002, 14).

Význam socioekonomických faktorů dokumentují i ostatní pojmy používané v souvislosti s konceptem zranitelnosti (SMITH, K. 2002, 25). Odolnost (resilience) ukazuje schopnost společnosti čelit vzniklé katastrofě a následnou schopnost obnovy (např. rychlost obnovy dodávek pitné vody po zemětřesení). Spolehlivost (reliability) pak značí míru s jakou selhávají riziková opatření v případě katastrofy.

Druhy přírodních katastrof a environmentálních hazardů

Z geologického hlediska můžeme přírodní katastrofy rozdělit podle původu na endogenní - zemětřesení a sopečná činnost - a exogenní - ostatní katastrofy (KUKAL, Z., 1983, 16). Mezi oběma skupinami ale existují souvislosti. Endogenní procesy mají přímý vliv na katastrofy exogenní. Zemětřesení může vyvolat vlnu tsunami nebo uvolnění laviny. Je ale prokázáno i opačné působení. Například tlak vody v přehradní nádrži může vyvolat zemětřesení.
Genetická klasifikace rozděluje přírodní katastrofy podle místa jejich vzniku (KUKAL, Z., 1983, 14). Podle vztahu k zemskému povrchu můžeme určit tři skupiny katastrof:

Katastrofy vznikající pod zemským povrchem - zemětřesení, sopečná činnost;
Katastrofy vznikající na zemském povrchu - svahové pohyby, povodně, tsunami;
Katastrofy vznikající nad zemským povrchem - tropické cyklóny, tornáda - a v kosmickém prostoru - dopad meteoritů.

Jednotlivé procesy způsobující katastrofy ovšem nefungují samostatně. Jedna katastrofa může ovlivňovat nebo dokonce zapříčinit jinou. Zemětřesná aktivita může vyvolat vlnu tsunami, která může dále způsobit povodně v pobřežních oblastech. Souvislost jednotlivých katastrof je znázorněna na obr. 5. Směr šipek ukazuje směr působení přírodních procesů, síla linie značí sílu závislosti. Zemětřesení na mořském dně vyvolá téměř vždy vlnu tsunami (silnější linie), zatímco sesuv má za následek povodně pouze tehdy, když dojde k přehrazení říčního údolí (slabší linie).

Obr. 5: Souvislost mezi jednotlivými přírodními katastrofami (upraveno podle: KUKAL, Z., 1983, 16).

Při klasifikaci environmentálních hazardů musíme, vzhledem k jejich komplexnější definici, použít i odlišnou klasifikaci. K. Smith (2002, 19) rozlišuje pět hlavních kategorií:

Atmosférické hazardy - extrémní teploty a srážkové úhrny, tropické cyklóny, atd.;
Hydrologické hazardy - povodně, tsunami, sucha (nedostatek srážek), atd.;
Geologické hazardy - svahové pohyby, zemětřesení, vulkanismus, atd.;
Biologické hazardy - epidemie (lidí, zvířat, rostlin), požáry, atd.;
Technologické hazardy - průmyslové nehody, nukleární hrozba, atd.

Hodnotíme-li následky environmentálních hazardů, bereme v úvahu nejen přímé oběti na životech, ale celé spektrum dalších dopadů (SMITH, K., 2002, 20). Přímé efekty jsou následky, které je možno určit ihned po dané události, nepřímé efekty se projevují až po určité době. Přímé ztráty jsou negativní dopady, které jsou nejvíce zřejmé a které jsou nejsnadněji měřitelné. Jsou to hlavně okamžité ztráty na životech a majetku. Přímé zisky představují pozitivní přínos katastrofy v dané oblasti. Může to být například uložení úrodných nánosů řek v říční nivě po předešlých záplavách. Přímé zisky bývají ovšem znatelně menší v porovnání s negativními dopady katastrofy. Jako nepřímé ztráty můžeme označit následky katastrofy, které se projevují v delším časovém horizontu. Patří sem především ekonomické ztráty postižené oblasti.

Velikost přírodních katastrof určujeme především podle počtu obětí a škod. Zde je nutné si uvědomit, že určení velikosti přírodní katastrofy je velice relativní a závislé na součinnosti mnoha faktorů. Silné zemětřesení, které postihne řídce osídlenou oblast nebude považováno za velkou katastrofu, zatímco zemětřesení o menší síle může znamenat obrovské škody, pokud zasáhne hustě zalidněný region. Stejně tak o síle větru 40 m/s by byl na Floridě považován za malý. U nás by ale byl něčím zcela mimořádným. Hlavní úlohu tedy opět hraje lidský faktor - zalidněnost území, technologická vyspělost, informovanost, prevence, atd. Ze stejného důvodu je obtížné srovnávat velikost současných a historických katastrof, neboť často chybí údaje o ostatních podmínkách, které katastrofu provázely a mohly mít vliv na rozsah škod.

Předpověď, ochrana a obnova

Předpověď a ochrana před negativními účinky katastrof je jednou z hlavních priorit studia environmentálních hazardů. Důležitým předpokladem obrany člověka proti přírodním katastrofám je poznání příčin procesů, které vedou ke vzniku hazardu. Jen při jejich znalosti je možná včasná předpověď, jež je prerekvizitou účinné ochrany. Zároveň je ovšem nutno dodat, že znalost příčin a včasná předpověď není vždy zárukou dostatečné ochrany. Znalost procesů, které vedou ke vzniku zemětřesení je poměrně značná, přesto jejich predikce je velice obtížná. Stejně tak předpověď tropických cyklón je téměř stoprocentní, přesto ochrana před nimi spolu s odhadem škod je mnohem méně spolehlivá. Do hry totiž vstupují čistě lokální podmínky zasaženého území (land-use apod.) a již zmíněné sociální faktory (připravenost, informovanost, atd.).
Ochrana před účinky přírodních hazardů a katastrof může mít podobu aktivní nebo pasivní (KUKAL, Z., 1983, 21). Aktivní ochrana zahrnuje stavbu protipovodňových hrází, zemětřesení odolných staveb, zpevňování svahů proti sesuvům apod. Pasivní ochranou může být evakuace obyvatelstva nebo využití ochranných krytů. Je zřejmé, že aktivní ochrana má podobu dlouhodobých opatření, zatímco ochrana pasivní představuje postupy v krizových situacích.
Predikce za účelem ochrany představuje tři různé stupně (SMITH, K., 2002, 113). Prognózování vychází především z historických dat, které se statisticky analyzují. Výsledkem je pravděpodobnost výskytu určitého hazardu (vznik zemětřesení). Jedná se o predikci s relativně dlouhodobou platností. Tím se prognózování liší od předpovědi, která udává specifikaci času a prostoru výskytu hazardu, stejně jako velikost možné katastrofy. Předpověď má krátký časový horizont a vychází z aktuálních údajů (meteorologická data, družicové snímky). Uplatňuje se hlavně při ochraně před atmosférickými a hydrologickými hazardy (cyklóny, povodně atd.). Naopak obtížné je předpovídání hazardů tektonických. Nejkratší časovou platnost má varování. Jde o přímé informace obyvatelstvu o vzniklém hazardu obsahující zároveň i pokyny pro úspěšné překonání krizové situace.
V současné době hrají při ochraně před přírodními katastrofami velkou roli informační technologie, především geografické informační systémy (GIS), dálkový průzkum Země (DPZ) a technologie GPS. Využití GIS spočívá především v krajinném plánování. Je to jednak využívání krajiny jako celku, jednak plánování výstavby preventivních opatření (např. povodňové hráze). Pomocí GIS lze dále modelovat různé katastrofy a díky tomu hodnotit možné dopady hazardů. Dálkový průzkum Země hraje hlavní úlohu při předpovědi katastrof. Díky meteorologickým družicím a radarům je možno determinovat vznik tropické cyklóny nebo nebezpečí povodní. Snímkování povrchu může naopak odhalit změny, které indikují riziko svahových pohybů.
Pro zvolení účinných ochranných opatření je nutné dobře odhadnout možné dopady environmentálních hazardů a přírodních katastrof. Podle K. Smítne (2002, 59) zahrnuje hodnocení rizika na lokální úrovni tyto tři hlavní složky:

vlastní identifikace hazardu
odhad rizika a pravděpodobnosti katastrofy
odhad sociálních důsledků katastrofy

V celkovém pohledu představuje úspěšné zvládání environmentálních hazardů a katastrof řetěz lidských aktivit, které zahrnují prevenci, předpověď, ochranu před a obnovu po katastrofě (SMITH, K., 2002, 74). Ochrana před katastrofou zahrnuje velké množství různých aktivit, od hodnocení rizik, přes využívání krajiny až po krizové plánování. Obnova po katastrofě se skládá ze tří hlavních fází - okamžitá pomoc (záchranné práce), fázi rehabilitace (obnova veřejných služeb) a fázi rekonstrukce (zlepšení infrastruktury). Celý koloběh aktivit společnosti je zachycen na obr. 6.

Obr. 6: Soubor lidských činností zahrnující prevenci, předpověď a ochranu před environmentálními hazardy, které spolu s obnovou po katastrofě vedou ke zmírňování následků katastrof (převzato: SMITH, K., 2002, 75).

Náměty k dalšímu studiu

1) Rozveďte tématiku závislosti environmentálních problémů a hazardů. Pokuste se objasnit, které hazardy mohou být způsobeny hlavními environmentálními problémy.

2) Vyhledejte v odborné literatuře další možnosti, jak hodnotit velikost hazadů a rizik.

3) Zpracujte téma technologický hazard - hlavní druhy, rizika, ochrana a prevence.