Атмосферный вихрь для разгона туч. Технологии искусственного воздействия на погоду. Справка. Вихревой эффект Ранке

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОГОДОЙ. Люди во все времена мечтают управлять погодой. То есть мы хотим, чтобы дождь заданной интенсивности лил в нужное нам время и на нужном месте. Мы хотим также, чтобы летом тёплая солнечная погода была в нужное нам время и в нужных местах, чтобы не было засухи, а зимой, чтобы не свирествовали метели и морозы. Мы хотим, чтобы ураганы и бури, смерчи и торнадо, тайфуны и циклоны, если от них нельзя избавиться, то, чтобы все эти явления атмосферы, по меньшей мере, обходили стороной наши города и поселения. Фантасты в своих произведениях давно уже в этом преуспели. А возможно ли управление погодой в действительности? С точки зрения человека погода может комфортной и не комфортной. Но это, конечно, субъективная оценка. Комфортная погода для жителя, например, Африки - европейцу из-за повышенной температуры атмосферы, может показаться невыносимой. Белому же медведю, привыкшему к суровому климату Арктики, невыносимым кажется уже европейское лето. В целом погода на нашей планете Земля зависит от поступающего на неё солнечного тепла. Поступление этого тепла на поверхность планеты в первую очередь зависит от геграфической широты. Но погода на каждом конкретном участке земной поверхности - это не только его температура, но и температура прилегающей атмосферы. Атмосфера же - дама капризная. Она получает свою долю тепла не от Солнца, а от земной поверхности и редко стоит на одном месте. Именно атмосфера своими ветрами, ураганами, Циклонами, Антициклонами, тайфунами, смерчами и торнадо и создаёт везде то, что мы называем погодой. Можно коротко сказать, что погоду делают вертикальные вихри атмосферы у поверхности Земли. Управлять погодой - это значит в первую очередь научиться управлять атмосферными вихрями. А возможно ли управление этими вихрями? В некоторых странах юговосточной Азии нанимают колдунов и экстрасенсов, чтобы те для безопасности полётов разгоняли тучи над крупными аэропортами. Вряд ли бы им платили деньги за безделье. У нас в России колдунов и экстрасенсов, не нанимают, но тучи разгонять над аэродромами и городами мы уже умеем. Это, конечно, еще нельзя называть "управлением погодой", но, по сути, является первым шагом в данном направлении. Реальные действия для разгона туч у нас уже проводятся в Москве в дни майских праздников и в дни проведения воинских парадов. Мероприятия эти обходятся государству недёшево. Тратятся сотни тонн авиационного бензина и десятки тонн дорогих химикатов для их распыления в тучах. При этом все эти химикаты и продукты сожжённого бензина оседают в итоге на территорию города и его окрестности. Немало достаётся и нашим дыхательным путям. А ведь разогнать тучи или, наоборот, вызвать дождь на каком-то определённом месте можно при гораздо меньших затратах и практически без ущерба для окружающей среды. Речь, конечно, идёт не колдунах и экстрасенсах, а о возможностях при помощи современной техники создавать в атмосфере вихри с нужным направлением вращательного движения. В конце 70-х годов прошлого века мы с приятелем (С Волковым Дмитрием Викторовичем) на свои средства проводили эксперименты по созданию возможного имульсного реактивного двигателя. Главным отличием предполагаемого изобретения от уже известных решений подобного двигателя было применение ударных волн и их закрутка в специальной вихревой камере. (Смотри в подробнее этом же разделе "Самиздата" статью: "Импульсный реактивный двигатель"). Экспериментальная установка состояла из вихревой камеры и зарядной трубки, которая одним своим концом ввёртывалась тангенциально в цилиндрическую стенку вихревой камеры. Всё это крепилось на специальном приспособлении для замера тяги импульса. Так как нашей целью был двигатель, то, естественно, что мы стремились получить максимальную тягу импульса, а на погоду смотрели только,как на возможную помеху. С этой целью была произведена серия взрывов пороха в зарядной трубке. При этом подбиралась оптимальная длина зарядной трубки, толщина её стенок (чтобы не разорвало) и другие параметры. Уделили мы внимание и на то, как влияет на тягу направление закрутки пороховых газов в вихревой камере. Оказалось, что при закрутке по часовой стрелке (как в антициклоне) тяга чуть-чуть больше. Поэтому в дальнейших экспериментах мы применяли уже только антициклонную закрутку. От закрутки против часовой стрелки (как в циклоне) нас заставила отказаться и одна маленькая неприятность - пороховые газы выхлопа прижимались к земле в окружности от экспериметальной установки. Дышать пороховыми газами нам, конечно, не хотелось. Мы занимались своими опытами почти неделю в начале декабря 1979 года. Стояла мягкая зимняя погода. Внезапно нагрянули 20-ти градусные морозы, и наши зимние эксперименты пришлось прекратить. Больше мы к ним не возвращались. Забвению наших опытов способствовал и ВНИИГПЭ своими отказными решениями после почти годовой переписки. С тех пор прошло уже больше 30 лет. Теперь при анализе результатов тех опытов возникли вопросы и предположения: 1. А не напрасно ли мы прекратили исследования закрученных пороховых газов при помощи взрывных ударных волн? 2. А не наша ли антициклонная закрутка вызвала те морозы? 3. А не вызвала ли бы циклонная закрутка осадки? Ответы, на заданные выше вопросы, для меня очевидны. Конечно, эти исследования надо было продолжать, но государство нашими экспериментами не заинтересовалось, а проводить такие опыты в частном порядке нам, как говорится, было не по карману. Конечно, те морозы вызваны не нашими экспериментами. Несколько грамм пороха в зарядной трубке не могли раскрутить зимний антициклон и тогда природа обошлась без нашей помощи. Но с другой стороны известно, что любые возмущения в атмосфере Земли распространяются на большие расстояния, как волны на поверхности воды. Также известно, что при некоторых условиях вертикальные вихри атмосферы способны к суперротации, то есть к саморазгону. Ведь, если не гнаться за тягой импульса и внести в нашу установку небольшое конструктивное изменение, увеличив при этом её параметры на порядок, и при этом вызывать закрутку не отдельными взрывными импульсами от нескольких грамм пороха, а очередями холостых зарядов, например, из автоматической скорострельной пушки, то отвечать отрицательно на второй вопрос, без экспериментальной проверки, просто неразумно. Ответ на третий заданный выше вопрос аналогичен предыдущему ответу. Николай Матвеев.

Очень часто непогода вмешивается в наши планы, заставляя проводить выходные, сидя в квартире. Но что делать, если намечается большой праздник с участием огромного количества жителей мегаполиса? Тут на помощь приходит разгон облаков, который осуществляют власти для создания благоприятной погоды. Что же представляет собой эта процедура и как она влияет на окружающую среду?

Первые попытки разгона облаков

Впервые облака начали разгонять еще в 1970-х годах в Советском Союзе с помощью специальных Ту-16 «Циклон». В 1990 году специалисты Госкомгидромета разработали целую методику, позволяющую создавать благоприятные

В 1995 году во время празднования 50-й годовщины Победы методика была опробована на Красной площади. Результаты оправдали все ожидания. С тех пор разгон облаков стали использовать во время значимых событий. В 1998 году удалось создать хорошую погоду на Всемирных юношеских играх. Не обошлось без участия новой методики и празднование 850-летия Москвы.

В настоящее время российская служба, занимающаяся разгоном облаков, считается одной из лучших во всем мире. Она продолжает работать и развиваться.

Принцип разгона облаков

У метеорологов процесс разгона облаков называется «засеиванием». Он подразумевает распыление специального реагента, на ядрах которого концентрируется влага, находящаяся в атмосфере. После этого осадки достигают и выпадают на землю. Делается это на участках, предшествующих территории города. Таким образом, дождь проходит раньше.

Такая технология разгона облаков позволяет обеспечить хорошую погоду в радиусе от 50 до 150 км от центра проводимого торжества, что положительно сказывается на праздновании и настроении людей.

Какие реагенты используются при разгоне облаков

Хорошую погоду устанавливают с помощью йодистого серебра, кристаллов парения жидкого азота и других веществ. Выбор компонента зависит от вида облаков.

Сухой лед распыляют на слоистые формы облачного слоя, находящегося снизу. Данный реагент представляет собой гранулы углекислоты. Их длина - всего 2 см, а диаметр - около 1,5 см. Сухой лед распыляют с самолета с большой высоты. Когда углекислота попадает на облако, происходит кристаллизация содержащейся в нем влаги. После этого туча рассеивается.

Жидким азотом борются со слоисто-дождевой облачной массой. Реагент также рассеивается над облаками, приводя к их охлаждению. Йодистое серебро используется против мощных дождевых облаков.

Разгон облаков цементом, гипсом или тальком позволяет избежать появления кучевых облаков, находящихся высоко над поверхностью земли. Рассеивая порошок этих веществ, удается добиться утяжеления воздуха, что препятствует образованию тучи.

Техника для разгона облаков

Операции по установлению хорошей погоды осуществляются с использованием специальной техники. В нашей стране разгон облаков проводят на транспортных самолетах Ил-18, Ан-12 и Ан-26, которые имеют необходимое оснащение.

Грузовые отсеки имеют системы, позволяющие распылять жидкий азот. Некоторые самолеты оборудованы устройствами для стрельбы патронами с соединениями серебра. Такие пушки устанавливаются в хвостовой части.

Управляют техникой пилоты, прошедшие специальное обучение. Они осуществляют полеты на высоте 7-8 тыс. метров, где температуры воздуха не поднимается выше -40 °C. Чтобы избежать отравления азотом, летчики весь полет находятся в защитных костюмах и кислородных масках.

Как разгоняют облака

Перед тем как приступить к разгону облачных масс, специалисты исследуют атмосферу. За несколько дней перед торжественным событием воздушной разведкой уточняется обстановка, после чего начинается сама операция по установлению хорошей погоды.

Зачастую самолеты с реагентами взлетают с находящегося в Московской области. Поднявшись на достаточную высоту, они распыляют на облака частицы препарата, которые концентрируют возле себя влагу. Это приводит к тому, что над районом распыления сразу же выпадают обильные осадки. К тому времени, как тучи оказываются над столицей, запас влаги заканчивается.

Разгон облаков, установление хорошей погоды приносит ощутимую пользу жителям столицы. Пока на практике эта технология применяется только в России. Занимается проведением операции Росгидромет, согласовывая все действия с властями.

Эффективность разгона облаков

Выше было сказано, что разгонять облака начали еще при советской власти. Тогда такая методика широко использовалась в сельскохозяйственных нуждах. Но оказалось, что она может послужить и на пользу обществу. Стоит только вспомнить Олимпийские игры, прошедшие в Москве в 1980 году. Именно благодаря вмешательству специалистов удалось избежать непогоды.

Несколько лет назад москвичи смогли вновь убедиться в эффективности разгона облаков на праздновании Дня города. Метеорологам удалось вывести столицу из-под мощного удара циклона и снизить интенсивность осадков в 3 раза. Специалисты Гидромета рассказали, что справиться с мощной облачностью практически невозможно. Однако синоптикам вместе с пилотами удалось это сделать.

Разгон облаков над Москвой уже никого не удивляет. Нередко хорошая погода во время парада в честь Дня Победы устанавливается благодаря действиям метеорологов. Жителей столицы такая ситуация радует, но есть люди, которые задаются вопросом о том, чем может грозить такое вмешательство в атмосферу. Что же говорят по этому поводу специалисты Гидромета?

Последствия разгона облаков

Метеорологи считают, что разговоры о вреде разгона облаков не имеют под собой никаких оснований. Специалисты, занимающиеся мониторингом окружающей среды, заявляют, что реагенты, которые распыляют над облаками, экологически чистые, они не могут нанести вреда атмосфере.

Мигмар Пинигин, являющийся руководителем лаборатории НИИ, утверждает, что жидкий азот не представляет опасности как для здоровья человека, так и для окружающей среды. То же самое касается и гранулированной углекислоты. И азот, и углекислый газ содержатся в атмосфере в больших количествах.

Распыление порошка цемента также не грозит никакими последствиями. В разгоне облаков используется минимальная доля вещества, которая не способна загрязнить земную поверхность.

Метеорологи уверяют, что реагент находится в атмосфере менее суток. После того как он попадает в облачную массу, осадки полностью вымывают его.

Противники разгона облаков

Несмотря на заверения метеорологов, что реагенты абсолютно безопасны, существуют и противники такой методики. Экологи из «Экозащиты» заявляют о том, что принудительное установление хорошей погоды приводит к обильным проливным дождям, которые начинаются после разгона облаков.

Экологи считают, что власти должны прекратить вмешиваться в законы природы, иначе это может привести к непредсказуемым последствиям. По их словам, пока рано делать выводы, чем чреваты действия по разгону облаков, но они однозначно не принесут ничего хорошего.

Метеорологи успокаивают, что негативные последствия разгона облаков являются всего лишь предположениями. Чтобы делать такие заявления, нужно провести тщательные измерения концентрации аэрозоля в атмосфере и установить его тип. Пока этого не сделано, утверждения экологов можно считать голословными.

Несомненно, разгон облаков положительно влияет на проведение масштабных мероприятий под открытым небом. Однако радуются этому только жители столицы. Население близлежащих территорий вынуждено брать удар стихии на себя. Споры о пользе и вреде технологии установления хорошей погоды продолжаются по сей день, но пока ученые не пришли к какому-либо обоснованному выводу.

Тг орьба тёплых и холодных течений, стремящихся вы - равнять разность температур между севером и югом, происходит с переменным успехом. То тёплые массы берут перевес и проникают в виде тёплого языка далеко к северу, иногда до Гренландии, Новой Земли и даже до Земли Франца Иосифа; то массы арктического воздуха в виде гигантской «капли» прорываются на юг и, сметая на своём пути тёплый воздух, обрушиваются на Крым и республики Средней Азии. Особенно резко выражена эта борьба зимой, когда разность температур между севером и югом возрастает. На синоптических картах северного полушария всегда можно видеть несколько языков тёп­лого и холодного воздуха, проникающих на различную глубину к северу и к югу (найдите их на нашей карте).

Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые населённые части земного шара - умеренные широты. Эти широты и испы­тывают на себе капризы погоды.

Самые неспокойные области в нашей атмосфере - это границы воздушных масс. На них часто возникают огром­ные вихри, которые приносят нам непрерывные измене­ния погоды. Познакомимся с ними подробнее.

Представим себе фронт, разделяющий холодную и тёплую массы (рис. 15, а). Когда воздушные массы дви­жутся с различной скоростью или когда одна воздушная

Масса перемещается вдоль фронта в одном направлении, а другая - в обратном, то линия фронта может проги­баться, и на ней образуются воздушные волны (рис. 15, б). При этом холодный воздух сильнее и сильнее поворачи­вает на юг, подтекает под «язык» тёплого воздуха и вы­тесняет часть его вверх. - Тёплый язык проникает всё дальше к северу и «вымывает» лежащую перед ним хо­лодную массу. Воздушные слои постепенно завихряются.

От центральной части вихря воздух с силой выбрасы­вается к его окраинам. Поэтому у вершины тёплого языка давление сильно падает, и в атмосфере образуется как бы котловина. Такой вихрь с пониженным давлением в центре и называют циклоном («циклон» означает-- круговой).

Так как воздух течёт к местам с более низким давле­нием, то в циклоне он должен был бы стремиться от

Краёв вихря прямо к центру. Но здесь мы должны напомнить чи­тателю, что вследствие вращения Земли во­круг своей оси пу­ти всех движущихся в северном полушарии тел отклоняются впра­во. Поэтому, например, правые берега рек силь­нее размываются, пра­вые рельсы на двухпут­ных железных дорогах быстрее изнашиваются. И ветер в циклоне тоже отклоняется вправо; в результате получается вихрь с направлением ветров против часовой стрелки.

Для того чтобы понять, как вращение Земли дей­ствует на воздушный поток, представим себе участок земной поверхности на глобусе (рис. 16). Направление ветра в точке А показано стрелкой. Ветер в точке А юго-западный. Через некоторое время Земля повернётся, и точка А перейдёт в точку Б. Воздушный поток откло­нится вправо, и угол изменится; ветер станет западо - юго-западным. Ещё через некоторое время точка Б пере­местится уже в точку В, и ветер станет западным, т. е. ещё больше повернёт вправо.

Если в области циклона провести линии равных давле­ний, то-есть изобары, то окажется, что они окружат центр циклона (рис. 15, в). Так выглядит циклон в первые сутки своей жизни. Что же происходит с ним дальше?

Язык циклона протягивается всё дальше к северу, заостряется и становится уже большим тёплым сектором (рис. 17). Обычно он располагается в южной части цик­лона, потому что тёплые течения чаще всего идут с юга и юго-запада. С двух сторон сектор окружён холодным воздухом. Посмотрите, как идут тёплые и холодные по­токи в циклоне, и вы убедитесь в том, что здесь два уже знакомых вам фронта. Правая граница тёплого сектора это - тёплый фронт циклона с широкой полосой осадков, а левая - холодный; полоса осадков узка.

Циклон всегда движет­ся в направлении, пока­занном стрелкой (па­раллельно изобарам тёплого сектора).

Обратимся снова к нашей карте погоды и найдём циклон в Фин­ляндии. Центр его обо­значен буквой Н (низ­кое давление). Спра­ва - тёплый фронт; морской полярный воз­дух натекает на конти­нентальный, идёт снег.

Слева - холодный фронт: морской арктический воздух, огибая сектор, вры­вается в тёплое юго-западное течение; узкая полоса ме­телей. Это уже хорошо развитый циклон.

Попробуем теперь «предсказать» дальнейшую судьбу циклона. Это нетрудно. Ведь мы уже говорили, что хо­лодный фронт движется быстрее тёплого. Значит, со вре­менем волна тёплого воздуха станет ещё более крутой, сектор циклона будет постепенно суживаться, и, нако­нец, оба фронта сомкнутся, произойдёт окклюзия. Это - смерть для циклона. До окклюзии циклон мог «питаться» тёплой воздушной массой. Разность температур между холодными потоками и тёплым сектором сохранялась. Циклон жил и развивался. Но после того, как оба фронта сомкнулись, «питание» циклона отрезано. Тёплый воздух уходит вверх, и циклон начинает угасать. Осадки осла­бевают, облака понемногу рассеиваются, ветер стихает,
давление выравнивается, и от грозного циклона остаётся маленькая завихренная зона. Такой умирающий циклон есть и на нашей карте, за Волгой.

Размеры циклонов различны. Иногда это вихрь с по­перечником всего в несколько сотен километров. Но бы­вает и так, что вихрь захватывает область до 4-5 тысяч километров в поперечнике - целый материк! К центрам громадных циклонических вихрей могут стекаться самые различные воздушные массы: тёплые и влажные, холод­ные и сухие. Поэтому небо над циклоном чаще всего облачное, а ветер сильный, иногда штормовой.

На границе между воздушными массами может обра­зоваться несколько волн. Поэтому обычно циклоны раз­виваются не поодиночке, а сериями, по четыре и больше. В то время как первый уже затухает, в последнем только начинает вытягиваться тёплый язык. Живёт циклон 5-6 дней, и за это время он может пройти огромное пространство. За сутки циклон пробегает в среднем около 800 километров, а иногда до 2000 километров.

Циклоны приходят к нам чаще всего с запада. Это связано с общим перемещением воздушных масс с за­пада на восток. Сильные циклоны на нашей территории бывают очень редко. Затяжной дождь или снег, резкий порывистый ветер - вот обычная картина нашего цик­лона. Но в тропиках иногда бывают циклоны необычай­ной силы, с жестокими ливнями и штормовыми ветрами. Это - ураганы и тайфуны.

Мы уже знаем, что когда линия фронта между двумя воздушными течениями прогибается, в холодную массу выдавливается тёплый язык, и таким образом зарождается циклон. Но линия фронта может прогибаться и в сторону тёплого воздуха. В этом случае возникает вихрь с совсем другими свойствами, чем циклон. Называется он анти­циклоном. Это уже не котловина, а воздушная гора.

Давление в центре такого вихря выше, чем по краям, и воздух растекается от центра к окраинам вихря. На его место опускается воздух из более высоких слоёв. Опускаясь, он сжимается, нагревается, и облачность в нём постепенно рассеивается. Поэтому и погода в антицик­лоне обычно бывает малооблачная и сухая; на равнинах она жаркая летом и холодная зимой. Только на окраи­нах антициклона могут возникать туманы и низкие слои­стые облака. Так как в антициклоне нет такой большой разницы в давлениях, как в циклоне, то и ветры здесь гораздо слабее. Движутся они по часовой стрелке (рис. 18).

По мере развития вихря верхние слои его прогре­ваются. Особенно это заметно, когда холодный язык от -

Резается и вихрь перестаёт «питаться» холодом или когда антициклон застаивается на одном месте. Тогда погода в нём становится более устойчивой.

Вообще антициклоны - более спокойные вихри, чем циклоны. Движутся они медленнее, около 500 километ­ров в сутки; часто останавливаются и неделями стоят в одном районе, а потом снова продолжают свой путь. Размеры их огромны. Антициклон нередко, особенно зи­мой, охватывает всю Европу и часть Азии. Но в отдель­ных сериях циклонов могут возникать и маленькие, по­движные и недолговечные антициклоны.

Приходят к нам эти вихри обыкновенно с северо-за - пада, реже с запада. На картах погоды центры антицик­лонов обозначаются буквой В (высокое давление).

Найдите антициклон на нашей карте и посмотрите, как располагаются вокруг его центра изобары.

Таковы атмосферные вихри. Каждый день они прохо­дят над нашей страной. Их можно найти на любой карте погоды.

Теперь на нашей карте вам уже всё знакомо, и мы можем перейти ко второму основному вопросу нашей книжки - предвидению погоды.

Активное воздействие на погоду - вмешательство человека в ход атмосферных процессов путем изменения на короткое время тех или иных физических или химических свойств в некоторой части атмосферы техническими средствами . Сюда относится осаждение дождя или снега из облаков, предотвращение града, рассеяние облаков и туманов, ослабление или ликвидация заморозков в припочвенном слое воздуха и др.

Изменить погоду человек стремился с древних времен, но лишь в XX столетии были разработаны специальные технологии воздействия на атмосферу, которые приводят к изменению погоды.

Посев облаков - самый распространенный способ изменения погоды; он применяется либо для создания дождя в засушливых местах, либо для уменьшения вероятности града - вызывая дождь, прежде чем влага в облаках превратится в градины, либо для уменьшения осадков.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников