Штучний вплив на хмари і тумани

Починаючи з 40-х років досягнуті деякі успіхи в рішенні ряду проблем, пов’язаних з впливом на погоду.

Метеорологічні процеси нерідко знаходяться у такій фазі розвитку, що досить невеликого втручання ззовні, щоб змінити їх характер. Наприклад, якщо повітря насичене і утворилися хмари, але опади з них не випадають, то шляхом введення в хмари якої-небудь речовини (реагенти) можна прискорити випадання опадів. Зокрема, ставляться досліди по запобіганню градобиття: очевидно, можна змусити грозову хмару звільнитися від частини вологи перш, ніж водяні краплі і крижані кристали перетворяться в градини. Проводяться вдалі досліди з розсіювання туману і низької хмарності при температурах повітря нижче 0°.

Масштаби цих дослідів безперервно розширюються. Однак належить подолати ще багато труднощів, перш ніж вдасться впливати на атмосферні процеси навіть місцевого значення.

З розвитком науки і техніки безперервно зростає споживання прісної води для технічних цілей, сільського господарства і побутових потреб. Нестача прісної води обмежує розвиток не лише сільського господарства, але й промисловості. Це особливо відчувається в тих районах, де атмосферні опади випадають у недостатній кількості. Виникає питання, чи не можна чинити вплив на хмари і отримати більше атмосферних опадів.

Відомо, що піднімається повітря розширюючись охолоджується, а водяна пара, яка міститься в ньому, конденсується і утворюються хмари. Ще на початку нашого століття проводилися досліди по штучному підйому повітря. Для цього необхідно або його підігрівати, або зменшити вагу, змішавши його з легким газом воднем. Досліди з підігрівом повітря виробляються і понині, але поки безуспішно. Що стосується підйому повітря, змішаного з воднем, то і в цьому випадку не отримані обнадійливі результати, так як величина щільності суміші водню і повітря порівняно висока. Тому повітря може піднятися лише на невелику висоту (200-300 м) і відповідно з розширенням обсягу охолодитися лише на 2-3°. Але для виникнення хмар і опадів таке незначне охолодження недостатньо.

Для підйому на велику висоту потрібна більша кількість водню, що пов’язано зі значними витратами без гарантії успіху.

Для формування хмар і випадання опадів необхідний підйом вологого повітря і безупинне поповнення з сусідніх районів. Крім того, необхідно додавання в даний район ядер конденсації, тобто частинок пилу, продуктів горіння, морської солі, на які осідає водяний пар. При цьому утворюються дрібні крапельки на найбільш активних ядрах конденсації і зростають при надлишку вологи, тобто при перенасиченні, що настає в результаті підйому і охолодження вологого повітря.

Науковий підхід до штучного впливу на хмари і тумани намітився ще в передвоєнні роки. В СРСР такі роботи проводилися в Ленінградському інституті експериментальної метеорології (ЛІЕМ), де вивчалися процеси формування хмар та опадів. Ще в 1936-1938 рр. були проведені досліди по розсіюванню купчастих хмар і туманів з допомогою мелкодробленого льоду і кварцового піску, порошку хлористого кальцію, вуглекислоти та ін. Кращі результати з розсіювання туману і хмар при низьких температурах показала тверда вуглекислота.

Які сучасні методи штучного впливу на тумани і хмари? Звільнити аеродроми від туманів дуже важливо. Для цього застосовуються різні способи розсіювання туманів. При позитивних температурах зазвичай користуються нагріванням туману. В результаті нагрівання завислі у повітрі дрібні краплі або кристали випаровуються і туман зникає. Спосіб теоретично цей простий, але економічно недоцільний. Необхідні спеціальні установки для спалювання великої кількості палива. І все ж під час другої світової війни в Англії з допомогою вдосконалених установок було здійснено 2,5 тис. посадок і 180 злетів літаків. У кожному випадку на розсіювання туману витрачалося близько 37 т палива.

Проводились також досвіди по випаровуванню туманів з допомогою гігроскопічних речовин, З цією метою в туман вводиться хлористий кальцій або хлористий натрій (кухонна сіль). Насичений розчин кухонної солі поглинає частина водяної пари, і туман розсіюється. Цей спосіб дуже громіздкий, а солі викликають корозію металів і знищують рослинність. Такі досліди проводилися до кінця 30-х років.

Найбільш перспективним є наступний спосіб розсіювання туманів. Теоретична основа описуваного способу полягає в тому, що введенням частинок сухого льоду, кристалів йодистого срібла або інших речовин досягається перетворення переохолоджених крапель в льодові частинки, які укрупнюються і випадають, а туман розсіюється. Такі досліди успішно проводилися в післявоєнні роки як у нашій країні, так і за кордоном. Цей спосіб є ефективним при температурі нижче 0, -5°.

Приблизно подібний спосіб застосовується і при розсіянні переохолоджених хмар. Штучні впливу на переохолоджені хмари проводяться також шляхом внесення в хмару найдрібніших частинок твердої вуглекислоти, кристалів йодистого срібла або йодистого свинцю. У чому ж сенс внесення в хмару твердої вуглекислоти? Хмари, що складаються з переохолоджених водяних крапель, можуть існувати тривалий час. Порушити рівновагу можна шляхом введення в хмару крижаних кристалів. Якщо в таку хмару ввести шматочки сухого льоду (СО2), то утворюється безліч кристалів льоду і водяну хмару набуває вигляд, характерний для хмара, що складається з крижаних кристалів. В результаті такого «засіву» часто випадають опади. Однак ці досліди ефективні при температурі — 10°, -15°. “

Частинки йодистого срібла викликають кристалізацію при температурі повітря нижче -5°. На думку ряду дослідників, перевага йодистого срібла перед сухим льодом полягає в тому, що воно добре зберігається і може бути розпорошене в хмарі з землі або з літака. В даний час у всіх країнах досліди з розсіювання хмар виробляють головним чином йодистим сріблом.

Методи впливу на теплі хмари, тобто хмари, в яких температура повітря вище 0°, мало розроблені. Існуючі способи впливу навіть на переохолоджені хмари недосконалі. Точно не відомо, скільки додаткових опадів виходить в результаті штучного впливу. За деякими даними, кількість опадів, у гірських районах збільшується на 10-15%. Однак і ці дані по-різному сприймаються вченими.

У штучному викликанні дощу зацікавлені багато сільськогосподарські райони, часто страждають від посухи. У нашій країні, як і в США, Австралії та інших країнах, вже кілька років ведуться широкі досліди по викликанню опадів, і можна сподіватися, що в найближчому майбутньому будуть розроблені ефективні методи штучного впливу на осадкообразующие процеси. Але доведеться подолати ще багато труднощів, перш ніж будуть знайдені економічно вигідні способи впливу на атмосферні процеси навіть місцевого значення.

Штучний вплив на градові хмари. У багатьох країнах ведуться дослідження з вишукування ефективних способів штучного впливу на градові хмари. Падаючи з великої висоти, град знищує посіви, приносячи щорічно колосальні збитки. У СРСР найбільш часто град знищує сільськогосподарські культури, особливо врожаї винограду у Вірменії і Грузії. Нерідко випадає град в Карпатах та інших районах країни. Великі збитки завдає град в Італії, Франції, Центральній Європі і інших країнах світу. Виникає питання, чи не можна шляхом штучного впливу на ті хмари, які, розвиваючись, перетворяться в градові, змусити вилити опади до утворення великих градин.

Такі досліди проводяться у різних країнах. У нас вони ведуться в основному на Кавказі. Для попередження градобиття застосовуються різні методи. В СРСР, як і в низці європейських країн, для цього використовуються ракети. У 1959 р., коли спостерігалося особливо велике число градобитий, в Італії для ліквідації їх були випущені тисячі ракет. Тут вважають, що ракети, що вибухають на висоті близько 1,5 км, ефективні. За їх твердженням, градини, що випадають після вибуху ракет, більш пухкі і не приносять такого великого збитку, як звичайний град. Передбачається, що породжується вибухом ударна хвиля викликає утворення в градинах дрібних тріщин, чому руйнівна сила слабшає.

Розробляються і більш ефективні методи боротьби з градом. Передбачається, що в градовом хмарі немає умов для утворення безлічі крижаних часток. Тому виникають кристали в середовищі переохолоджених крапель швидко виростають у великі градини. Основна ідея боротьби з градом полягає у введенні в градовое хмара великого числа крижаних часток, щоб утворилися кристали залишалися дрібними і не росли. Для цього користуються тими ж реагентами, тобто сухим льодом, йодистим сріблом та ін. Так як в грозову хмару літаку входити небезпечно, то для «засіву» хмари застосовують спеціальні ракети і снаряди, в яких до вибуховому речовині примешан порошок йодистого срібла.

Досліди по боротьбі з градом проводяться в Молдавії, Середній Азії, Алазанській долині (Грузія) і в ряді районів Вірменії. Роботи ці ведуться головним чином у Високогірному геофізичному інституті в Нальчику. За твердженням учасників експедиції, в Алазанській та Араратської долини вдалося запобігти небезпечні випадки випадання великого граду. В результаті на підзахисних ділянках за останні 3 роки значно зменшились випадки знищення врожаю винограду. Очевидно, в найближчому майбутньому методи боротьби з градом ще більше вдосконалюються і нададуть ефективну допомогу сільському господарству.

Посилання на основну публікацію