04.03.2019 – Чтобы влиять на осадки, не обязательно иметь шаманский бубен. Нужен только самолет и сухой СО2. О том, как можно влиять на погоду, и какая от этого может быть польза, рассказал Agravery.com старший научный сотрудник отдела физики атмосферы Украинского гидрометеорологического института Борис Лескив.
Читайте также: Практическая значимость прогнозов погоды
Синоптик Наталья Диденко: То, что человек боится глобальных проявлений природы – нормально
Метеоролог Татьяна Адаменко: Изменение климата играет на пользу сельскому хозяйству Украины
Климатолог Светлана Краковская: Игнорирование проблемы изменения климата хуже терроризма
Как построить эффективный аграрный холдинг: советы Сергея Тарасова
— Мысль о том, что что-то нужно делать с погодой, существовала всегда. У древних греков были оракулы или жрецы, которые отвечали за погоду и вызывали дождь. А если у них не получалось вызвать дождь, то им голову рубили.
Также считалось, что если бить в колокола, то будет влияние на атмосферу и люди били в них, пока Папа Римский не запретил. В XIX веке решили, что для того, чтобы не было града, нужно в облака стрелять из пушек. В Австро-Венгрии в воздух одновременно стреляло более 10 тысяч мортир — такое количество пушек способно сделать хлам из любого противника.
Позже, в начале XX столетия, проверили эффект и поняли, что на расстоянии 25 метров мортира уже не разрывает газетного листа, а следовательно и никакого влияния на атмосферу быть не могло.
Несколько позже начали появляться научные подходы к погодным воздействиям. И первым, кто подал идею, что большую роль в создании осадков играет коллоидальная нестабильность облаков, был Альфред Вегенер, выдающийся немецкий ученый. Позже эту идею развил норвежский ученый Тур Бержерон, а завершил немецкий ученый Вальтер Финдайзен. Коллоидальная нестабильность облаков характеризуется тем, что они состоят из капель и кристаллов.
Когда в атмосферу будем добавлять водяной пар, то наступит состояние, когда будет перенасыщение водяного пара и на ядрах конденсации начинают образовываться капельки воды. Это происходит тогда, когда давление водяного пара будет соответствовать значению насыщения над поверхностью воды. Но оказалось, что давление водяного пара над поверхностью воды и льда разное.
Над водой должно быть большее давление для сохранения равновесия по количеству испаряемых и конденсированных молекул, чем надо льдом. В этом и заключается физика активных воздействий. Когда в атмосфере есть кристаллы и капли, то получается, что в таком облаке для капель будет недостаточное насыщение, и они будут испаряться. А для льда есть перенасыщение, в результате чего оно нарастает и выпадает в виде осадков. Финдайзен высказал в 1938 году идею, что вводя в тучу дополнительные кристаллы льда можно бороться с градом и вызвать осадки.
Если ввести большое количество кристаллов, то в облаке может не хватить воды для образования града больших размеров. И даже если там, на высоте 6-8 километров образуется нечто с диаметром 1-2 сантиметра, то после прохождения уровня изотермы 0°C (это около 3-4 км) эти ледышки быстро растают и выпадают на земную поверхность дождем.
К большому сожалению, Финдайзен плохо закончил: он был ярым патриотом Германии, входил в состав СС и носил их форму. Он работал в Праге, а местные жители опасались немцев, особенно из СС. И вот в конце войны, когда началось восстание в Праге, Финдайзен услышал шум на улице, надел свой костюм войск СС и пошел разбираться. Ну, его сразу и убили.
В 1946 году Винсент Шефер из США случайно сделал открытие. Хотя он не был метеорологом, но именно в этой науке его открытие было использовано. Он занимался проблемой маскировки войск. И ему в голову пришла идея создать искусственный туман. Он построил специальную камеру, которую охлаждал и таким образом получал туман. А однажды он решил сделать еще меньшую видимость, переохладив туман еще в большей степени. Он внес в камеру кусок твердого СО2, который известен в народе как сухой лед.
В результате этого эксперимента туман, закристаллизовался и рассеялся. Таким образом, Шефер обнаружил реагент, с которым 16 ноября 1946 года он поднялся в воздух и засиял в высококучевых облаках линией длиной в 20 километров. В результате образовалась зона кристаллизации, а под ней наземные наблюдатели заметили полосы падения искусственных осадков – снег.
Кроме того, в пределах участка длиной более 20 километров и шириной около 4 километров туча рассеялась. В этом просвете воздушные наблюдатели увидели земную поверхность, а наземные – солнце. Этот эксперимент показал, что технологию воздействий на облака можно использовать для решения задачи их рассеивания, а также для получения искусственных осадков.
Почему облака рассеиваются? Если в переохлажденное до минус 4°C и ниже облако ввести гранулы твердого СО2, температура поверхности которых близка к минус 96°C, то это приведет к образованию огромного количества ледяных кристаллов (до 1012 при испарении одного грамма твердого диоксида углерода).
В результате эти кристаллы «разберут» все молекулы воды, из которых состоят капельки облака, и облачный слой исчезнет. На явлении искусственной кристаллизации основываются все технологии активных воздействий: увеличение количества атмосферных осадков, модификации градовых процессов, рассеивание облаков и туманов.
Если же облако масштабное, связано с циклоном, то есть идет теплый или холодный фронт, то вы, найдя переохлажденной участок и засеяв его, получите больше осадков. После экспериментов Фишера в США сразу появилось большое количество коммерческих проектов по вызыванию осадков.
Впоследствии такие работы начали активно развиваться и в других странах. Уже в 1947 году ученые Главной геофизической обсерватории под руководством В.Я. Никандрова (Ленинград), Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) под руководством Ивана Гайворонского (г. Долгопрудный, Московской области), а также Высокогорного геофизического института (ВГИ) под руководством Георгия Сулаквелидзе (г. Нальчик) начали исследование этой проблемы.
Несколько позже такие исследования начались в Украине (Украинский научно-исследовательский гидрометеорологический институт (УкрНИГМИ), в 1959 году) и в Грузии (институт геофизики Академии наук и Тбилисский научно-исследовательский гидрометеорологический институт (ТбилНИГМИ), в 1960 г., Амиран Карцивадзе и И. П. Ломинадзе).
А когда вы начали работать в этом направлении?
— Я к этим работам присоединился в 1959 году. К нам в Одесский гидрометеорологический институт приезжали эмиссары и искали себе аспирантов. Я тогда участвовал в работе студенческого бюро прогнозов погоды. Поэтому меня хотел взять к себе профессор Б.Д. Успенский, который работал в Центральном институте прогнозов (ЦИП), г. Москва. Даже предлагал жить у него на квартире первое время, пока он не найдет мне жилье.
Но тут появился Иван Гайворонский, которому нужны были сильные и выносливые молодые люди, а я тогда занимался парашютным спортом. Поэтому я пошел к нему, надо было летать, а меня манило небо. Так я попал в ЦАО в лабораторию активных воздействий. До 1959 года сотрудники этой лаборатории провели много экспериментов по рассеянию облаков и туманов, однако они не могли долго удержать этот просвет над аэродромом. Поэтому мне повезло принять участие в дальнейших исследованиях и в создании инструкции по рассеянию облаков и туманов над аэродромами.
Можете ли вспомнить случай, когда активное воздействие на погоду имело чрезвычайно большое значение?
— Да, были такие случаи. Например, при запуске советской станции «Луна-9» (1969 год), она ушла с отклонением от траектории, ее просто надо было откорректировать. Однако возникла проблема: Симеизская обсерватория (Крым), которая наблюдала за полетом, была закрыта облаками. Тогда руководство космической программы связалось с нами и два наших самолета двое суток рассеивали облака над этой обсерваторией.
В результате она смогла наблюдать станцию Луна-9. Была проведена корректировка траектории полета, благодаря чему станция долетела и села на Луну. Чтобы реализовать этот проект, Советским Союзом было потрачено несколько миллиардов рублей. А на то, чтобы спасти этот проект, мы потратили меньше 20 тысяч рублей. И если вы думаете, что институт за это получил что-то значительное, то вы ошибаетесь. Нам прислали фотографии с надписями «Последовательное приближение станции Луна-9 на Луну». Там была изображена маленькая точка в небе.
Также важным было обеспечить чистое небо при запуске первого лунохода в 1970 году. У нас возникла большая проблема: я начал засевать облако и чувствую, что меня сносит вдоль линии, а, следовательно, я неправильно рассчитал ветер. Я снова определяю ветер и точно, он отличается где-то на 15 градусов. Но откуда такая большая ошибка? Ну, ничего, я по-новому рассчитал всю схему, начинаю работать, а меня снова сносит.
И хорошо, что я догадался, что мы работаем в атмосферном фронте, и у нас ветер меняет направление со скоростью 1 градус в минуту. Итак, открыть обсерваторию никак невозможно, но надо, потому что луноход летит. Это же огромные деньги. И вот я на высоте 2,5 километра (а там меньше кислорода и мозг работает замедленно) рассчитываю сложную математическую задачу, в которой определяю, где я буду летать, и какой при этом будет ветер. Получилось так, что я должен был построить схему полета с тем ветром, который будет через 23 минуты после момента расчетов. И нам удалось рассеять облака, и в результате тот луноход долетел нормально, была всего одна коррекция.
А какие страны, кроме США и СССР занимались активным влиянием на погодные условия? Увеличилось ли количество стран, которые этим занимаются на данный момент?
— Тогда это направление активно развивали в СССР, США, Италии, Испании и в Китае. В научных направлениях рассеивания облаков и туманов, увеличении количества осадков, особенно зимних, а также в разработке средств воздействий на градовые процессы мы были лидерами. Сейчас в мире активными влияниями занимаются 52 страны мира. И абсолютным лидером является Китай, в этой стране влияют на погоду на площади более чем три миллиона квадратных километров, это третья часть Китая.
Ко мне дошла информация, что благодаря этому они смогли получить в период с 2005 по 2010 год более чем 250 миллиардов кубических метров воды в виде дополнительных осадков. Этого хватает, чтобы обеспечить водой более 400 миллионов человек. Сейчас в Китае думают над грандиозным проектом, чтобы влиять на погодные условия над Тибетом и горной грядой Кунь Лунь, откуда берут начало основные реки Китая.
Дело в том, что Китаю повезло в свое время с активными воздействиями, ибо в них в то время был премьером Дэн Сяопин, который в молодости работал в сфере активных воздействий и прекрасно понимал всю важность этой технологии. Я помню, как в 1992 году мы принимали делегацию из Китая, повозили их по нашим полигонам в Днепропетровске, Крыму и я рассказывал им о технологии. А это для них тогда было бесценной информацией.
Потом они пригласили нас в Китай, причем согласились оплатить нам дорогу в обе стороны, и проживание. И это им было выгодно, поскольку они затратят несколько десятков тысяч долларов, а получат информацию, которая принесет сотни миллионов долларов прибыли. Я тогда увидел, как они там работают. В них еще не было ракетных средств для борьбы с градом, и они стреляли из пушек.
Я им объяснял, что снаряд взрывается в одной точке и влияние не такое большое как от ракеты, что идет по трассе и распыляет реагент. А сейчас в Китае уже все это есть и в таком количестве, о котором мы могли бы только мечтать. Теперь уже они проводят у себя курсы по активным воздействиям.
Но, если взять процент территории страны, защищаемой от градобоя, то «впереди планеты всей» маленькая Молдова, где защищается более 75% территории.
Технология, которая принесет миллионы
Возможно, ли увеличить количество осадков в определенной зоне? И какая вообще ситуация с этим в Украине?
— Да, это вполне возможно. В 1986 году мною была написана инструкция по увеличению количества ливневых осадков. Такой инструкции в мире больше не было ни у кого. Мы провели испытания этой технологии на площади 500 тысяч гектаров и внедрили ее в производство. Она показала отличный результат.
Мы запустили проект по увеличению зимних осадков в Украине, который длился пять лет с 1987 по 1991 год. Также по моей методике работал проект в Молдове, в которой хоть и не хватало самолетов, но удалось достичь увеличения зимних осадков на 15-22%. В Украине, же можно было увеличить количество зимних осадков на 50%. А что нашим черноземам еще надо? Вода — это главное. Но этот проект закрыли.
Мы писали в 1995 году президенту письмо с просьбой восстановить, он дал поручение Кабинету Министров разобраться в этом вопросе и Кабмин заявил, что в Украине нет таких средств, чтобы восстановить проект. Значит, воровать, ресурсы так есть, а выделить на полезное дело $10 миллионов, так денег нет. И это притом, что такие инвестиции дали бы стране $50 миллионов прибыли благодаря увеличению урожайности всех культур.
Всякое облако или туман можно рассеять?
— Нет, не каждое. Невозможно рассеять облако или туман, где положительная температура. Это связано с тем, что при температуре 0°C давление над водой и льдом становится одинаковым и такое облако или туман рассеять невозможно. Даже при температуре минус 2 – минус 3°C процесс идет очень медленно и кристаллы не успевают забрать воду из облака или тумана.
Облака можно рассеять, когда они переохлажденные и имеют температуру -4°C или ниже, состоят из капель жидкой воды и имеют толщину по вертикали не более 600-700 метров. Если облака будут мощнее, то в них проходят такие процессы замещения масс, сплошной просвет не образуется.
С такой ситуацией мы встретились 9 мая 2010 года, когда должен был быть парад и празднование 65-й годовщины Победы во Второй мировой войне. Я был у себя на пасеке 7 мая, как мне звонит директор института Владимир Осадчий и говорит, что на него «наехал» министр обороны Михаил Ежель, которому тогдашний президент Виктор Янукович приказал на праздник рассеять тучи над Киевом. Видимо Виктор Федорович услышал, что в Москве таким занимаются.
Но директор напомнил, что у нас ничего нет, самолеты все продали и что такое задание выполнить практически невозможно. На что я ответил, что никто кроме нас это сделать не сможет. И мне же не нужна летающая лаборатория, мне нужен просто самолет, который может перевозить тонну сухого СО2. Я рассказал военным, что мне нужно для того, чтобы выполнить это задание, и они пообещали всем обеспечить. Потому что Янукович в случае невыполнения задачи тому министру просто в рожу бы заехал и выгнал бы с работы.
Я попросил у военных, два самолета Ан-30 и один Ан-26 в качестве разведчика и 2-3 тонны твердого СО2. Девятого мая в 05.00 я вылетел на разведку и увидел, что на нас надвигаются облака, которые были вне наших возможностей. Нижняя граница облака была на высоте 3800 м, а температура -8°C, прекрасно. Верхняя граница была на высоте 5100-5300, температура -22-23°C, прекрасно. Но это облако было очень толстым.
Мы увеличили дозировку твердого СО2 и нам повезло, но повезло потому, что не было ниже теплых облаков. Если бы такие облака были бы, то их бы мы не смогли рассеять, они так бы и остались, и ясной погоды на 9 мая не было бы. Результат нашей работы зафиксировал спутник, показав постепенное уменьшение и исчезновение облачного массива.
А как бороться с градом?
— Проведя исследование одной очень масштабной язвы от облака, что прошла Украиной и Молдовой 20 мая 1965 года, я заметил в общей полосе града (длина более 130 километров, ширина 30 километров) три меньшие мезосмуги, отклоняющиеся влево на угол около 20-25°. Причин для этого вроде и не было. Это долго не давало мне покоя, пока я не понял, что облако вращается вокруг вертикальной оси, то есть облако – это вихрь с вертикальной осью.
Потом мою догадку подтвердили с помощью радара. Это дало мне понимание того, как лучше бороться с градом. После этого я проводил исследования в Крыму, где градобои защищали 500 тысяч гектаров от града. Мы разработали метод прогнозирования градовых облаков, что позволяло нам определить вероятность выпадения града за 10-15 минут до момента его образования. Этого было вполне достаточно для своевременного запуска ракет и действия реагента.
Также похожее подразделение было в Одесской области, которое защищало 400 тысяч гектаров садов и виноградников, но его расформировали из-за нехватки средств. А в Молдове на защиту от града ежегодно выделяют $2 миллиона, от этих инвестиций они имеют прибыль в 10 раз больше из-за того, что град не побил виноградники, сады, табак, которые являются очень дорогими, и другие культуры.
Кроме того специальными исследованиями было установлено, что воздействие на градовые облака увеличивает количество осадков на 25-30%, но уже в виде дождя. Это еще дает Молдове дополнительную прибыль в размере $10-20 миллионов. А в Украине никак не поймут, что проект, который дает более 1000% прибыли, надо финансировать.
А для чего еще можно использовать активные воздействия?
— Конечно, в первую очередь можно рассеивать тучи над аэродромами. Хотя теперь аппаратура захода на посадку уже более современная, однако, пилоту значительно комфортнее садиться на аэродром при визуальной видимости, чем по приборам. Такой риск в таком случае существенно уменьшается.
Уже в 1964 году была создана сеть аэропортов, где использовалась эта технология. Летали Ли-2 со специальными установками. Это были Внуково и Шереметьево в Москве, аэродромы в Киеве, Минске, Днепропетровске, Свердловске, Алма-Ате, Ташкенте и Хабаровске. Или была еще ситуация в 1993 году. У нас на Подолье стоял три недели туман. В результате этого на проводах электропередач образовывались такие пласты льда, они не выдерживали и обрывались.
Были порваны тысячи километров проводов, села остались без электричества, был нанесен огромный ущерб. А достаточно было послать туда 3-4 самолета, даже таких как Ан-2 и рассеять тот туман хотя бы на несколько часов. Солнце растапливало бы лед на тех проводах, и они бы не порвались.
Возможно, ли восстановить службу активных воздействий в Украине и что это может дать?
— Да, это вполне возможно, но на это нужны средства и время, поскольку нет ни оборудования, ни команды. Я бы мог, скажем, за несколько лет подготовить специалистов. Если бы были средства, то я бы мог создать так называемую триаду по активным воздействиям. Это наземные ракетные пункты, мобильные пункты с ракетами на автомобилях и авиационные ракеты с маршевыми двигателями. Это бы позволило решать все вопросы с градом и увеличением количества осадков.
Представим себе ситуацию, прогноз показывает, что в Карпатах может быть катастрофический ливень. Я применяю самолетный компонент, самолеты подлетают к облакам, которые еще не доросли до грозовой стадии и запускают в них ракеты, тем самым вызывая из них осадки. А если эти облака уже сгущаются, то осадки из них будто размазываются по большой площади и не вызывают наводнений и других негативных последствий. А благодаря увеличению осадков в южных регионах Украины мы можем существенно повысить урожайность сельхозкультур.
В случае большой жары можно создать кристаллическое облако на высоте 5-7 километров, и оно создаст затенение, что даст возможность уменьшить температуру окружающей среды. В целом есть основания для утверждения, что технологии активных воздействий могут иметь важное значение для обеспечения экономической и военной безопасности Украины.
А сколько будет стоить для частного предпринимателя, например, увеличить количество осадков?
— Ну, давайте подсчитаем. Сейчас один вылет самолета стоит примерно $3000 за час. И если я буду иметь проект, скажем на 500 тысяч гектаров, то мне за зиму нужно будет налетать примерно две тысячи часов, это будет стоить шесть миллионов долларов. Но это даст прибыль в размере примерно $30 миллионов за счет увеличения урожайности всех сельскохозяйственных культур.
Еще при работе проекта по увеличению количества зимних осадков в 1987-1991 годах я рассчитал, что тонна воды стоила от 0,5 до 1 копейки. И это не та вода, что из рек или подземных вод, которая содержит в себе тяжелые металлы и остатки ядохимикатов, а это чистая вода из атмосферы. Да это же золотое дно, эта технология – это золотая курица, которая несла золотые яйца, но у нас нашлись мудрецы, которые эту золотую курицу зарезали и съели.
Автор: Игорь Герасименко
Источник: Agravery.com
Перевод: BusinessForecast.by
При использовании любых материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт BusinessForecast.by обязательна.