Как сделать искусственный дождь
В настоящее время делается много попыток искусственно воздействовать на явления погоды, влияющие на жизнь и деятельность человека. Управление погодой даже в ограниченных пределах может иметь огромное экономическое значение для человечества. Самой развитой областью исследований в этом направлении сейчас является искусственное вызывание дождя из облаков.
Уже довольно давно известно, что гигроскопические частицы могут вызывать выпадение осадков из облаков, находящихся в воздушных массах, относительная влажность которых составляет значительно менее 100%. Поэтому если каким-либо образом искусственно ввести в облака такие частицы, то можно вызвать выпадение осадков.
Природные ядра конденсации состоят из поднятых ветром частиц почвы, кристаллов морской соли, частиц сажи и вулканического пепла. Все они ускоряют образование дождевых капель, так как усиливают слияние микроскопических облачных капель или оказывают воздействие на них своей гигроскопичностью.
В 1946 г. исследования в области искусственного вызывания осадков начали В. Шефер и И. Лэнгмюр. Они вводили в переохлажденные облака частицы сухого льда, которые понижали температуру окружающего воздуха до —40°С и при этой температуре вызывали самопроизвольное зарождение ледяных кристаллов из водяного пара, содержащегося в этих облаках. Возникавшие кристаллы быстро вырастали за счет еще оставшегося пара, и вскоре из засеянных облаков начинали выпадать осадки.
Впоследствии было установлено, что такое же действие, как сухой лед, производит йодистое серебро, но оно эффективно и при более высоких температурах, а именно до —6°С. Йодистое серебро, как и сухой лед, вызывает быстрый рост ледяных кристаллов в облаках, приводящий к выпадению осадков, йодистое серебро может вводиться в облака с поверхности земли или с самолета, для чего его сначала сжигают, превращая в дым. Восходящие движения воздуха поднимают этот дым в облака, расположенные над местом сжигания кристаллов йодистого серебра (рис. 3-20). С помощью йодистого серебра были достигнуты некоторые успехи также и в искусственном рассеивании туманов. Наилучшие результаты получались при температуре тумана от —6 До 0°С и при отсутствии адвекции.
Однако искусственное вызывание дождя в крупных масштабах пока не удается. Описанные методы еще недостаточно разработаны, и в этой области необходимы дальнейшие исследования. В случае усовершенствования они действительно смогут приобрести важное значение, так как в облаках содержатся колоссальные запасы воды. Например, в 1,6 куб км облака может находиться до 4000 тонн воды.
Искусственное вызывание дождя пока еще не получило значительного развития по ряду причин. Одна из них состоит в том, что сам этот процесс недостаточно изучен. Кроме того, результаты крупномасштабных воздействий на атмосферные процессы пока остаются несколько неопределенными. Много сомнений вызывает вопрос о том, какое влияние искусственный дождь в одном районе может оказать на соседние районы. Что произойдет с запасами воды в некотором районе, если движущиеся к нему облака заранее искусственно обезводить? Какими законодательными и моральными требованиями должны быть ограничены мероприятия по искусственному вызыванию дождя? Эти и большое число других вопросов заставляют многих исследователей основательно пересмотреть свои взгляды на возможные последствия искусственного управления погодой даже и в ограниченных масштабах.
Для рассеивания облаков, а также вызывания осадков из непереохлажденных (теплых) облаков применяется другая методика. Пролетая через кучевые облака, самолет может рассеять их путем разбрызгивания капель воды. В тропических облаках такие капли, сливаясь с каплями самого облака, вырастают до размеров, достаточных для выпадения дождя.
Большой проблемой стали непреднамеренные изменения погоды в результате человеческой деятельности, особенно в промышленных районах. К таким изменениям приводят, в частности, промышленные дымы и другие продукты сжигания топлива в крупных городах. Обширные исследования в Чикаго и его окрестностях указали на довольно неожиданные последствия индустриализации этого района. Повторяемость гроз над Чикаго оказалась на 15% выше, чем в окрестностях. Предполагается, что скопление продуктов сжигания топлива увеличивает количество ядер конденсации в воздухе над Чикаго. Увеличение же количества ядер считается непосредственной причиной увеличения количества осадков. Было, однако, показано, что последнее имеет и еще одно положительное значение. Дело в том, что осадки вымывают часть ядер из атмосферы. Поэтому, например, грозовая деятельность очищающе действует на атмосферу. Не только ядра конденсации, но и другие цримеси вымываются из атмосферы осадками. Конечно, этим проблема борьбы с загрязнением атмосферы не решается и никто не станет утверждать, что очистку воздушного бассейна можно просто предоставить дождям. Но увеличив количество осадков, можно помочь постепенному очищению воздуха.
Для того чтобы достаточно точно оценить, как влияет изменение переменных характеристик атмосферы на климат, необходимы данные наблюдений на широко разветвленной всемирной сети станций. В настоящее время мы имеем обширную информацию о метеорологических явлениях лишь на территории Европы, Азии и Северной Америки, да и эта информация тоже недостаточна. Однако по остальным районам она еще беднее: остаются остро необходимыми данные примерно для 3/4 поверхности нашей планеты.
По этой причине уже более 10 лет в стране в летний период идут искусственно вызванные ливни. В засушливых регионах такой способ, казалось бы, спасение. Но это только одна сторона медали. А о второй поговорим в самом конце.
Технология засева облаков солью
Вплоть до лета 2021 года в ОАЭ применялся метод засева облаков, который заключается в следующем.
Сначала специалисты Национального центра метеорологии выбирают подходящие облака. Затем из пушек, закреплённых на специальных самолётах, стреляют по этим облакам солью с определённым химическим составом.
Кристаллы соли притягивают мельчайшие частицы воды. Молекулы воды соединяются друг с другом, увеличиваясь в массе, и выпадают на землю осадками.
Новая экологичная технология
Эмираты вкладывают немалые ресурсы в технологии, которые позволяют вызывать искусственные дожди. Постоянное использование химических соединений не лучшим образом сказывается на экологии.
Поэтому дубайская академия SANAD совместно с учеными британского университета Рединг разработала новый экологичный способ вызова осадков даже в самую засушливую погоду.
Летом 2021 года её уже опробовали, и она показала хорошие результаты. Ливни обрушились на пустыни при температуре +50℃.
Суть и преимущества нового метода заключаются в использовании дронов. Их запускают в облака, выбранные для засева. Дождь вызывается с помощью электрических разрядов, исходящих от дронов. Никакой химии, что уже хорошо.
Природа не терпит вмешательств
Тем не менее даже такой экологичный способ вмешательства в природу не всегда оправдан. Никогда нельзя с большой точностью предугадать интенсивность искусственно вызванных осадков. Но практика показывает, что, как правило, это штормовые ливни, сопровождающиеся сильным ветром и градом.
Они идут по несколько дней подряд и становятся причиной наводнений. В результате затапливает целые районы городов. Такое событие радостным уже не назовёшь – это и есть вторая сторона медали.
Благодарю всех, кто дочитал до конца. Ваши лайки 👍 и комментарии помогут понять, что статья была интересна или полезна.
А в Ирландии стихия стала причиной появления ковра из яблок в саду, который восхитил взоры фотографов. Они поспешили запечатлеть это необычное явление.
Эффективные научно обоснованные методы изменения погоды уже действуют. Как вызывают искусственный дождь на практике? Самый первый дождь был получен методом посева холодных кучевых облаков йодистым серебром или углекислотой. Эти вещества способны создавать кристаллы и собирать воду, которая потом превращается в дождевые капли. На теплые тучи воздействуют хлористым натрием. Вещества распыляют
над тучами или доставляют к облаку ракетой, там взрывают. Именно таким образом американские армейцы вызывали продолжительные ливни во время боевых действий во Вьетнаме. Эксперименты с громкими звуками были на правильном пути. Акустические волны действительно приводят к сдвигу дождевых капель к максимальным размерам, вот только их сила и продолжительность должны быть очень мощными. Создать сильную звуковую волну и донести ее до облаков способны специально созданные акустические установки. Принцип их действия – вертикальная ударная волна, которая образуется в результате сгорания в камере горючей смеси. Установки с подобными пушками называют еще антиградовыми. Их действие способно рассеивать скопление льдинок и заставить просто пролиться дождь.
Новые последние разработки швейцарских ученых – ионизаторы воздуха. Эти установки представляют собой огромные конструкции, в которых происходит эмиссия электронов при воздействии высокого напряжения. Испытанное в пустыне приспособление из ста таких ионизаторов вызвало дождь при отсутствии облаков и высокой температуре воздуха.
Как используется на практике
Различные методики управления осадками используются в современном мире в местах повышенной засушливости для увеличения площади посевных земель в Китае, Австралии, США. Мощные ионизаторы, о которых говорилось выше, создают искусственный тропический климат в Эмиратах, недалеко от Абу-Даби. За удовольствие созерцать настоящий ливень с грозой и молниями шейхи заплатили 11 миллионов долларов. В России искусственно вызвали дождь в Прибайкалье, в помощь при тушении масштабного пожара. В этом случае засеивали облака с самолетов.
Осадки по заказу.
В самом начале XX века по территории США разъезжал Чарльз Хэтфилд, который продавал… дождь. Он не был мошенником. Он действительно умел управлять погодой и вызывать осадки.
Сейчас я вам расскажу как это было.
Спрос рождает предложение
Клейтон Джуэлл подымал на воздушном шаре в верхние слои атмосферы динамитные заряды, которые там подрывал. Редкие успехи чередовались с более частыми неудачами.
В конце XIX века Хэтфилд колесил по Штатам, подавая швейные машинки, и зарабатывал на этом 125 долларов в месяц. Попутно он изучал метеорологию, физику, химию, покупал химические реактивы и проводил опыты. В его мечтах было найти способ искусственно вызывать дождь и делать на этом бизнес. Это занятие обещало ему куда более высокие гонорары, чем торговля швейным оборудованием.
В 1902 году он наконец-то получил тайную смесь из 23 химических веществ, которую планирует подвергать испарению в больших оцинкованных поддонах подогреваемых снизу, что, по его словам, должно вызвать осадки в виде дождя. Начал он с заключений обычных пари о погоде на ближайшие дни. Пошли первые деньги.
В 1904 году Чарльз решил, что пора ставить бизнес на коммерческие рельсы. Он привлек к сотрудничеству своего младшего брата Пола и в самый разгар засушливого лета сразу в нескольких газетах Калифорнии разместил объявление, что за скромные 50 долларов братья Хэтфилд организуют дождь в любом месте штата. Несколько отчаявшихся фермеров скинулись и откликнулись на объявление.
Продаем дождь
В 1928 году Хэтфилд заполнил дождевой водой озеро Большого Медведя (Калифорния), а годом спустя – погасил пожар в Гондурасе.
Но самый большой провал был у Хэтфилда в 1916 году. Властям Сан-Диего нужно было заполнить водой обмелевшее водохранилище. В конце декабря Чарльз построил несколько башен, распылил смесь, и как вы думаете, что случилось? Ничего не случилось?
Хуже: Хэтфилд вызвал стихийное бедствие.
Перестарался
5 января на иссушенный жарой город обрушился ливень, продолжавшийся более 2 недель. Заполнились и водохранилище, и высохшие русла рек. Вода вышла из берегов, разрушила мосты, железную дорогу, затопила дома, фермы. Ущерб составил более 3-х миллионов долларов. Вместо того чтобы выплатить Хэтфилду обещанные 10.000$, власти выставили ему иск на возмещение ущерба.
Что думает современная наука о деятельности Чарлза Хатфилда?
В 1961 году один метеоролог подробно проанализировал записи погоды за январь 1916 года по множеству метеостанций США и определил, что над Сан-Диего тогда столкнулись четыре погодных фронта, пришедшие с Аляски, с юга Тихого океана, с Великих равнин США и из Мексики. Редчайшее совпадение привело к катаклизмам, необычным даже для США. В природных явлениях такого рода действуют энергии, сравнимые с энергией взрыва тысяч водородных бомб. Вряд ли можно управлять ими, разогревая на вершине вышки какую-то химическую смесь.
Лесные пожары – это серьезное бедствие, которое уничтожает большие массивы зеленых насаждений, животных, угрожает близкорасположенным городам и селам.
Чаще всего возгорания в лесах возникают в сухую, жаркую погоду. В большинстве случаев ситуацию могли бы спасти обильные дожди.
Рассмотрим условия, технологию, области применения рукотворных осадков для тушения пожаров.
Что такое искусственный дождь
Фактически это природное явление, спровоцированное деятельностью человека.
Создатели и авторы идеи
Возможность воздействовать на климатические условия давно притягивала умы ученых. Первым, кому удалось получить реальный результат, был известный американский метеоролог Бернард Воннегут. В конце 1946 года ему удалось при помощи частиц йодида серебра кристаллизовать воду из пара.
Практически в то же время еще один американский ученый – Винсент Шефер – смог повторить опыт Б. Воннегута, используя сухой лед.
Шефер стал первым, кто провел испытания своего способа в природных условиях. Ему удалось организовать распыление 6 фунтов сухого льда в облаках, после чего из них пошел снег.
В 1947 году был опробован метод Воннегута. Йодид серебра был выпущен с вершины горы Вашингтон, что также вызвало снежные осадки.
История развития
Долгое время дождь пытались вызвать при помощи обращения к небесам шаманов, священнослужителей. Эмпирики верили, что если потрясти облако, то начнутся осадки. Например, в Италии палили по тучам из пушек, а во Франции воздействовали на облака громким колокольным звоном. В Америке вызывали дождь, стреляя из ружей в небо.
Осадки пытались провоцировать взрывом пороха в воздухе. Предполагали, что текущий по проводам ток притягивает воду. Верили, что осадки вызывает вспаханная земля.
И только в начале XX века стартовали исследования химических веществ, которые могут вызвать дождь.
В настоящее время помимо распыления составов в облаках, осадки вызывают с помощью акустического воздействия и ионизаторов. Но в связи с тем, что такие способы требуют больших расходов, они редко где используются.
Область применения
В мире огромное количество территорий расположено в засушливых районах. При постоянно увеличивающемся населении требуется увеличение посевных площадей, которые необходимо снабжать влагой. Обеспечить водой регионы можно с помощью вызывания искусственных осадков. Одно из государств, активно пользующееся рукотворными дождями – Объединенные Арабские Эмираты.
Также искусственные осадки вызываются при опасности повреждения урожая градом. В тучу вносятся ионы серебра, которые предотвращают порчу сельхозкультур.
В России есть районы, где каждый год начинаются возгорания. На начальной стадии дождь тушит пожар вполне успешно.
Существует три способа организации искусственных осадков при помощи:
- акустических установок;
- ионизаторов;
- распыления гигроскопического вещества.
Из-за высокой стоимости первых двух вариантов в России применяется третий.
Виды реагентов
Перевести воду из парообразного состояния в жидкое можно двумя способами:
- С помощью хладагентов.
- Применяя химические вещества, к которым относятся ионы серебра, солевые порошки (хлориды натрия, калия, поваренная соль).
На заметку. Мелкодисперсный состав распыляется на уровне облаков. При расположении туч выше одного километра и при их распространении на участок 5 км и более распыление производится в основании тучи.
Как реагент вводят в облако
Существует два способа доставки состава:
- Самолетный, когда на летательный аппарат устанавливаются шашки, батареи или установка для распыления.
- Ракетный, при этом производится запуск капсулы с веществом, которая взрывается на заданной высоте, распыляя смесь.
Применение в тушении пожаров
Широко известен обычай разгона облаков над Москвой в дни массовых мероприятий путем вызова искусственных осадков на подходах к городу. Но может ли дождь потушить пожар?
В первую очередь это зависит от стадии развития возгорания, наличия облаков над территорией, охваченной огнем.
Но есть ряд случаев, когда искусственные осадки вызывали для тушения пожаров.
Примеры использования в мире и в России
За последние несколько лет рукотворные осадки помогали тушить огонь в Сибири. Этот метод применялся в 2017 и в 2019 годах. Также власти Индонезии использовали пиропатроны, содержащие суммарно более 50 тонн солей, для борьбы с лесными пожарами в 2019 году.
Искусственный дождь – это хорошо или плохо?
На данный вопрос сложно ответить однозначно. С одной стороны, возможность управлять осадками, безусловно, положительный фактор. С помощью действующих методик можно спасти сельхозугодия от засухи, града, загасить начальную стадию пожара.
С другой стороны, влага, потраченная на орошение одной территории, не попадет на другую. Чистое небо над Москвой означает ливневые дожди в Подмосковье.
А еще рукотворные осадки успешно применяются при веде́нии наземных военных действий. Ухудшение проходимости территорий после ливней, оползней и цунами – возможные последствия бездумного применения технологий искусственного дождя.
При использовании таких методов требуется проведение расчетов для оценки последствий.
Профилактика пожаров
Для того чтобы избежать возгораний, необходим целый комплекс работ на предприятиях, в социальных и учебных заведениях. Так как лесные пожары происходят в основном по вине человека, очень важна работа с населением. Необходимо объяснять опасность несанкционированного применения огня.
Но, помимо этого, для пресечения возгораний в растительных массивах предпринимаются следующие меры:
- организация минерализованных полос, просек;
- рытье ограничительных рвов;
- строительство подъездов к естественным водоемам;
- создание бригад для пожаротушения в лесхозах;
- установка наблюдательных пунктов, вышек.
Выводы
Умение вызывать искусственные осадки широко используется в России и мире для улучшения водоснабжения засушливых регионов, разгона туч перед государственными мероприятиями, тушения пожаров.
Рукотворный дождь может ликвидировать горение растительного массива на начальной стадии и уменьшить ущерб на развитом этапе пожара.
Бездумное использование климатических возможностей может привести к природным катаклизмам с серьезными последствиями.
Так как в возникновении пожаров в 90% случаев виноват человек, главный способ минимизировать возгорания – это профилактические работы с населением, ответственными лицами.
Читайте также: