Активное воздействие на облака и туманы

Очень часто естественный ход явлений погоды неблагоприятен для практической деятельности человека. Так, туманы в большинстве случаев затрудняют использование транспорта, особенно воздушного и морского. Однако случается и так, что туманы необходимы. Например, для предотвращения ночного выхолаживания почвы и губительных для растений заморозков туманы представляются полезными. В связи с этим важно уметь как образовывать, так и разрушать туманы. Еще более важным было бы умение создавать искусственные дожди, предотвращать выпадение града и рассеивать облака.

Поскольку в атмосфере всегда содержится водяной пар, то задача искусственных воздействий сводится либо к повышению температуры воздуха и, таким образом, удалению состояния слоя атмосферы от точки росы, либо к понижению температуры и, следовательно, к приближению состояния к точке росы. Принципиально такие воздействия возможны, однако экономически они невыгодны. Чтобы произошло образование облаков и осадков, надо вызвать очень мощные восходящие токи воздуха, для чего необходимо затратить огромное количество тепла.

При прохождении одного циклона может выпасть около 40 км³ воды в виде осадков. Для того чтобы такие осадки образовались путем конвекции, следует затратить количество тепла, эквивалентное сжиганию миллиона тонн лучших сортов угля или нефти, причем не в виде точечных взрывов, а в виде постепенного введения тепла на большой площади. Естественно, что такой путь практически неприемлем.

Более целесообразно и экономически выгодно создание коллоиднонеустойчивых систем, а для этого может быть применено и местное понижение температуры и внесение в систему реагентов, ускоряющих коагуляцию. Так, в рассеивании туманов эффективным средством может быть введение в него частиц, на которых начнется укрупнение капель и их последующее выпадение. Этого можно достигнуть путем введения частичек с гигроскопическими свойствами или путем введения мелких кристаллов углекислоты. Опыты такого рода дают положительные результаты, поэтому есть основание ожидать успеха.

Опыты по образованию искусственных туманов заключаются во введении в приземный слой воздуха жидких или твердых частиц, которые воздействуют на атмосферную влагу. Такого рода опыты также дают положительные результаты, однако как в образовании, так и в рассеянии туманов в настоящее время трудно достижимы большие площади воздействия. Для образования искусственных дождей и рассеивания облаков наиболее целесообразно вызывать неустойчивость коллоидных систем. Очень часто для образования дождя имеются все необходимые условия, т. е. имеются развитые облака с большим содержанием влаги, состоящие из сравнительно однородных капель.

Методы воздействия на такие облака зависят от их температуры. Если температура отрицательная и капли воды находятся в переохлажденном состоянии, то наиболее часто на них воздействуют с помощью твердой углекислоты, жидкого воздуха или азота. При этом добиваются местного понижения температуры, за счет которого создается большое перенасыщение водяного пара и кристаллы начинают образовываться на молекулах воздуха или их комплексах. Эти кристаллы затем путем турбулентности распространяются на значительные объемы и, вызывая коллоидную неустойчивость, приводят к выпадению осадков.

Производятся опыты введения в облако кристаллических веществ: йодистого серебра, йодистого свинца и других, которые по своей структуре подобны кристаллам льда и также вызывают коллоидную неустойчивость.

На теплые облака воздействуют либо введением в них капель воды с размерами больше облачных, либо введением химических реагентов, способствующих ускорению роста капель. Введение вышеуказанных веществ в облако или туман производится путем их засева с самолета. В последнее время разрабатываются способы засева этих веществ с помощью зенитных артиллерийских снарядов.

Изучаются способы воздействия на облачные системы с помощью звуковых, ультразвуковых колебаний, радиоактивных веществ, создания электрических полей, внесения частиц веществ, имеющих большие электростатические заряды, и т. д. Во всех этих воздействиях, помимо выбора наиболее эффективного реагента, большое значение имеет метод введения и расчет нормы вводимого вещества.

Надо отметить, что рассеяние облаков через создание искусственного дождя уже используется для практических целей. Так, для обеспечения посадки самолетов рассеивают облака над аэродромами. В 1961 г. для обеспечения астрономических наблюдений во время солнечного затмения также производилось рассеяние облаков.

Наиболее широко для этой цели используется твердая углекислота и йодистое серебро. Преимуществом твердой углекислоты является ее дешевизна. На 1 км пути самолета над облаком расходуется примерно 30—40 г углекислоты. Недостатком этого реагента является быстрое его испарение, вследствие чего нельзя создавать запасы в любом нужном месте. В ряде опытов обнаружено, что воздействие на облако иногда распространяется на площади, значительно превышающей площадь засева. Это обещает большие перспективы в разработке методов активных воздействий на облака.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: Н. И. Егоров, И. М. Безуглый, В. А. Мнежинский, и др.

Источник: Морская гидрометеорология

Данные публикации будут полезны для курсантав морских учебных заведений и капитанаов/штурманов гражданского флота, интересующимся глубоким пониманием гидрометеорологии