5 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Ukrainian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Ukrainian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Ukrainian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Йшла перша світова війна. Безперервні дощі на за­хідному фронті заважали наступові англійських військ. Поповзли чутки, що німці, аби завдати перешкод во­рогові, якимсь нікому не відомим способом викликали дощі. Англійське військове міністерство звернулося до керівника своєї метеорологічної служби професора Шоу із запитанням: чи припускає він таку можливість і чи не можна припинити опади? «Природі необхідно було кілька тижнів для того, щоб нагромадити над океаном хмари і перенести їх на фронт, — відповів професор. — Якби німці ввели в дію всі двигуни світу для виконан­ня цієї роботи, вони повинні були б почати її ще за часів Вавилонського стовпотворіння».

Невже ж людство повинно відмовитись від надії при­боркати погоду?

Перші спроби впливу на хмари з метою їх розсіюван­ня чи створення опадів були поставлені на наукову ос­нову в СРСР наприкінці 20-х років цього століття. В той час за кордоном ще ніхто не займався питаннями ак­тивного впливу на хмари. Начальник метеорологічної служби США проф.Марвін навіть заявив у 1931 р. про неможливість активного втручання в утворення опадів. А в тому ж 1931 р. радянські геофізики розробили ши­рокий план дослідження фізики хмар для винайдення засобів штучного викликання дощу. Метою цих дослі­джень була розробка можливих засобів для боротьби з посухою.

В 1934—1937 рр. в Ленінградському інституті експе­риментальної метеорології та інших радянських науко­во-дослідних установах були проведені в природних умовах перші успішні експерименти по активному впли­ву на хмари.

В цей же час В. М. Оболенський, М. А. Аганін та інші радянські вчені ґрунтовно дослідили деякі найваж­ливіші явища, з яких складається природний процес утворення опадів. Після війни, яка примусила значно скоротити об’єм роботи, дослідження набули ще біль­шого розмаху і зараз провадяться в різних наукових установах.

Схема штучного викликання опадів з хмар

Схема штучного викликання опадів з хмар

Радянські і зарубіжні вчені довели принципову і практичну можливість активного впливу на хмари. Змі­ну структури переохолодженої водяної хмари (темпе­ратура в хмарі від’ємна) можна досягти кількома спо­собами. Найбільш поширеним є внесення в таку хмару часточок твердої вуглекислоти (СО2). Навколо поверхні твердої вуглекислоти, яка має температуру близько —70°С, створюється глибоке охолодження і утворюється велика кількість дуже дрібних льодових кристалів.

Спільне існування льодових кристаликів і переохо­лоджених водяних краплин приводить до збільшення кристаликів за рахунок краплинок води, що випарову­ються в хмарі.

Після цього відбуваються процеси подібні до тих, що мають місце в природних хмарах, в яких є суміш льо­дових кристаликів і переохолоджених краплинок води. Кристали збільшуються за рахунок краплинок і пада­ють на землю у вигляді снігу, а влітку, потрапляючи в теплі шари повітря, вони тануть і перетворюються на дощ. Слід відмітити, що для викликання дощу таким способом потрібна ще певна товщина хмари. Якщо хмара тонша, ніж 400 мто вона тільки розсіюється і опадів не дає. Особливо це характерно для переохо­лоджених туманів, товщина яких найчастіше не пере­вищує 50—200 м.

Для того, щоб хмара дала опади, а туман розсіявся, потрібні і певні температурні умови. Так, найкраще «працює» хмара, коли температура на верхній її межі від’ємна, до —4°С і нижче. За таких умов кількох сот грамів СО2 або ще меншої кількості інших ядер крис­талізації достатньо для переводу в кристалічний стан і розсіяння приблизно 1 км3 хмари.

Кристалізацію переохолоджених краплин можна сти­мулювати й іншими способами. Але вони не вийшли ще з стадії лабораторних дослідів, в той час як вплив твер­дою вуглекислотою, йодистими та іншими сполуками широко використовується на практиці.

Переохолоджені хмари існують в широкому діапазо­ні температур від нуля до —39°С і являють собою до­сить поширене явище. Але велике значення має можли­вість розсіювання або викликання дощу з хмар, які роз­виваються при додатних температурах. Ці проблеми розв’язуються вченими, проте надійних результатів ще не одержано.

Отже, поки що освоєна і може бути впевнено вико­ристана для цілей керування погодою кристалізація переохолодженої хмари. Ця реакція використовується для розсіювання туманів і хмар, головним чином шару­ватих і шарувато-купчастих форм, для одержання до­даткових опадів за рахунок реалізації вологи в хмарах і для того, щоб затримати або прискорити розвиток куп­частих хмар. Проте вчені продовжують роботу, дослі­джують нові реагенти — більш ефективні й дешеві, вивчають різні засоби введення реагентів у хмари, про­вадять роботи по введенню реагентів в туман з землі.

Важливим завданням є також розсіювання хмарнос­ті на великих, в кілька тисяч квадратних кілометрів, площах. При цьому істотно може змінюватися теплова енергія в нижньому шарі атмосфери. Одного разу, коли взимку 1960—1961 р. була відкрита від хмар зона пло­щею близько 20 тис.км2температура повітря понизи­лась на 9°С, а атмосферний тиск підвищився на 150 н/м2.

У різних країнах вчені проводять досліди по штуч­ному впливу на хмари з метою викликання дощу. Ефек­тивність впливу визначали шляхом порівняння кількос­ті атмосферних опадів на «оброблюваній» території пло­щею 100X200 км з опадами на контрольній території, що знаходилася поруч. В більшості випадків одержано позитивний результат. Кількість опадів на дослідній площі збільшилася приблизно на 10% порівняно з се­редньорічними цифрами.

Трохи пізніше такі ж експерименти було проведено в нашій країні.

Впливати на хмари і тумани людина навчилася по­рівняно недавно. Під час Великої Вітчизняної війни, коли постала необхідність забезпечити безперебійні по­льоти авіації при будь-якій погоді, були зроблені перші спроби розсіювання туманів на посадочних полосах аеродромів. Для цього по обидва боки полоси прокла­дали труби з багатьма отворами, направленими вгору. По трубах під великим тиском подавали пальне і за­палювали його тоненькі цівки. В результаті над поса­дочною полосою утворювався шар теплого повітря, краплини туману випаровувалися, виникав простір, віль­ний від туману. Такий метод штучного розсіювання ту­манів може бути застосований для всіх видів туману, проте він дуже дорого коштує.

Зараз існує інший, більш економічний метод впливу на тумани, який має широке застосування. Правда, він використовується лише для туманів при морозах, тобто для переохолоджених туманів. Для цього з літака засі­вають туман твердою вуглекислотою («сухий лід»). Через кілька хвилин з’являється смуга просвітлення — аеродром може приймати літаки.

Взимку 1951 —1952 р. літак СССР-Л-902 пролетів над аеродромами Іжевська, Казані, Пензи, Саратова, Арза­маса, Пермі, Кургана, Петропавловська. І всюди, де з’являвся літак, розсіювалися тумани й низькі хмари. Аеродроми приймали і випускали в рейс літаки. А метеорологи йшли до чергового по аеродрому скла­дати акт.

«…Складений в тому, що 13 лютого 1952 р. при тем­пературі — 18°С і штормовій хмарності місто Петропавловськ було відкрито від туману. Через 20 хв після по­чатку активного впливу літаки пішли на посадку. Ви­трата вуглекислоти дорівнювала 1 кг 250 г…».

«…Була звільнена від хмарності зона в 950 км2Чис­те небо над аеродромом зберігалось на протязі 2 годин. Витрата вуглекислоти становила 6 кг…».

В один із зимових днів на аеродром Алма-Ати насу­нулася суцільна стіна туману, який тримався тут кілька днів, заважаючи нормальній роботі авіації. Літак-лабораторія активного впливу на хмари і тумани пішов на Алма-Ату. Зверху нічого не було видно. «Посолили» туман твердою вуглекислотою, і через кілька хвилин утворився «коридор», вільний від туману. Літак-лабораторія приземлився. Через деякий час «коридор» знову був закритий густим туманом. На аеродромі виставили пікети. Рухаючись від одного пікету до іншого, літак-лабораторія засівав туман вуглекислотою з землі. Не­наче розрізавши туман, утворивши «коридор» чистого повітря завширшки в півкілометра, літак піднявся в повітря і продовжував «солити» туман доти, поки той остаточно не розсіявся над аеродромом. Повітряні воро­та Алма-Ати були відкриті!

Після державних випробувань методика відкриван­ня аеродромів була прийнята Цивільним повітряним флотом СРСР.

Вранці 7 листопада 1952 р. в столиці нашої Батьків­щини Москві було похмуро. П’ять літаків (чотири ЛИ-2 і один ИЛ-12) одержали наказ: до початку параду над Красною площею повинно бути чисте небо. Літаки під­нялись у повітря. Коли хмари прямували на столицю, літаки «солили» їх дрібним порошком твердої вуглекислоти. На Мавзолеї весь час виблискували промені Сонця.

Весною 1961 р. астрономи нашої країни з’їхались в Крим для спостережень над повним затемненням Сон­ця. Вибір цього району був не випадковий. Адже ж він знаходився в зоні повного затемнення і, крім того, Крим — найбільш сонячний район Європейської части­ни СРСР. Але в день сонячного затемнення з самого ранку небо над Кримським півостровом було затягнуте хмарами. На допомогу прийшли літаючі метеорологіч­ні лабораторії. Тверда вуглекислота розсіяла хмари, і об’єкт спостереження для астрономів був відкритий.

Були випадки, коли один літак, засіваючи тверду вуглекислоту, розсіював хмари на площі в декілька ти­сяч квадратних метрів по фронту довжиною біля 200 кмЦе приводило до підвищення температури в районі роз­сіювання.

Отже, розсіювати тумани і хмари людина до деякої міри навчилася. А чи може вона викликати, коли це по­трібно, дощі на спраглу землю? При проходженні цик­лону звичайно випадає 30—40 км3 (30—40 млрд. т) во­ди. Підрахунки показали, що для штучного одержання такої кількості опадів з ясного неба потрібно витратити стільки теплової енергії, скільки дає спалення приблиз­но 1 млн. г нафти, до того ж лише за певних атмосфер­них умов. Зрозуміло, що витрата такої кількості енергії навряд чи буде колись доцільною. Виходячи з цього, так ставити проблему штучного дощу зараз не слід. Але часто буває, що в атмосфері не вистачає лише деяких умов, необхідних для виникнення опадів. У таких ви­падках для руйнування хмари досить невеликого допо­міжного поштовху.

Основне завдання зараз в тому і полягає, щоб в разі потреби викликати опади з хмар, які в природних умо­вах не дають їх, впливати на хмари таким чином, щоб вони давали більше опадів, ніж в природних умовах.

Дослідження показали, що найбільш сприятливі умо­ви для викликання штучного дощу спостерігаються в хмарах, де є переохолоджені краплинки, тобто в купчас­то-дощових, шарувато-купчастих, шаруватих та високошаруватих.

Зона розсіювання в шарувато-купчастих хмарах

Зона розсіювання в шарувато-купчастих хмарах

Ми вже зазначали, що коли у хмарі, яка складаєть­ся з переохолоджених краплин, з’являються крижані кристали, ці частинки швидко збільшуються і випада­ють на Землю. Але часто у переохолоджених хмарах нема крижаних кристалів, тому вони, як правило, не дають опадів. У вчених виникла ідея — вносити в такі хмари тверді крижані частинки. І коли переохолоджена високошарувата хмара довжиною близько 10 км була засіяна з літака кристалами твердої вуглекислоти, че­рез декілька хвилин після цього випав дощ. Тверду вуглекислоту подрібнювали на маленькі кусочки і скидали з літака, що знаходився всередині хмари або в 50— 150 м над її вершиною. Якось протягом одного літнього дня було проведено 39 таких дослідів, і у 27 випадках випав дощ.

Штучний дощ з шаруватих хмар

Штучний дощ з шаруватих хмар

За допомогою твердої вуглекислоти можна виклика­ти дощ і з купчастих хмар. Одного разу, коли на небі з’явилося багато купчастих хмар, літак-лабораторія під­нявся в повітря. В той же час на радіолокаційній станції проводилися спостереження за зливними хмарами. (Радіолокаційна станція посилає в напрямку зливної хмари радіохвилі, які після відбиття знову потрапляють на антену радіолокатора; на екрані радіолокатора ви­никає зображення цієї хмари). Спочатку на екрані не було жодної світлої плями, яка б свідчила про випа­дання дощу в радіусі 100 кмРаптом на екрані локато­ра з’явилися три світлі плями. Оператор старанно ви­значив їх місцеположення і наніс на карту місцевості. Коли дослідники повернулися з польоту, було проведе­но зіставлення часу та місця засівання хмар з літака і випадання дощу, визначеного за допомогою радіолока­тора. Виявилося, що дощ, визначений радіолокатором, був викликаний штучно.

Установка для засіву хмар вуглекислим газом з землі

Установка для засіву хмар вуглекислим газом з землі

На півдні нашої країни купчасті хмари з від’ємною температурою засівали хлористим кальцієм. Пролітаючи над хмарою, літак залишав за собою довгу смугу тума­ну: це він викидав хлористий кальцій. Через 5—7 хв уздовж траси польоту з’явилася смуга просвіту, яка по­ширювалася на всю хмару. З неї випадав дощ.

Розсіювання хмар або викликання з них опадів про­вадилось за допомогою диму йодистого срібла. Застосу­вання його дозволяє здійснювати засівання хмар з до­помогою наземних генераторів. Цей спосіб більш еконо­мічний, бо одним генератором можна підтримувати кон­центрацію крижаних ядер над територією у кілька сотень квадратних кілометрів.

Частинки йодистого срібла можуть бути утворені і безпосередньо в хмарі, наприклад, з допомогою генератора частинок йодистого срібла, встановленого на літа­ку, шляхом скидання у хмару жарин, просочених розчи­ном йодистого срібла. Можна також використовувати для активного впливу на хмари снаряди, які заповнені речовиною, що викликає розсіювання хмар.

Проведені в Радянському Союзі та в інших країнах роботи показали, що питання про штучне викликання опадів з хмар вирішене. Але слід відмітити, що ці спро­би ще не завершені. Не з’ясоване питання про те, яка речовина є найбільш активною, яка кількість її та час використання найбільш ефективні, невідомо, при якій погоді краще проводити спроби і т. д.

Дуже великої шкоди сільськогосподарським полям завдає град. Не тільки великі градини, але навіть ма­ленькі небезпечні для рослин і особливо розсади, пагони якої легко пошкоджуються. Відомі неодноразові випад­ки, коли град за 10—20 хв повністю знищував урожай. 9 червня 1954 р. в Голландії випав град, який за 15 хв приніс збитків більше ніж на 3 млн. доларів.

Зараз, завдяки успіхам у вивченні грозових хмар і штучного дощування, з’явилась реальна можливість бо­ротьби з градом. Для цього необхідно в першу чергу навчитись визначати, в яких випадках загроза виник­нення граду велика, і лише після цього вже впливати на хмари. Головна мета такого впливу — не допустити ут­ворення настільки великих градин, які могли б випасти на земну поверхню не розтанувши. Виявляється, що для цього досить «засіяти» хмари за деякий час до їх пов­ного розвитку. В таких недорозвинених хмарах град утворюватись не встигає, бо завдяки штучному впливу хмара випадає дощем до виникнення в ній граду.

Як же утворюється град?

Ми вже знаємо, що на вершині хмари, де температу­ра повітря досягає — 10—15°С, можуть утворитися сні­гові крупинки. Опускаючись, вони потрапляють то в хо­лодний шар повітря, то в теплий. їх кілька разів підки­дає вгору висхідними рухами повітря, кілька разів на­мерзають на них краплинки води. Так і утворюються великі градини.

Найбільша градина за останні 100 років випала в м. Поттере (Сполучені Штати Америки). Вага її дорів­нювала 600 г, а діаметр — біля 15 см! В кінці червня 1962 р. в Західній Анатолії (Туреччина) пройшов град, який знищив посіви на площі 150 тис. га. Окремі гради­ни важили 400 г.

Для того щоб не допустити утворення великих гра­дин, треба штучно збільшити у хмарі кількість льодових кристалів-крупинок. Тоді краплинки води рівномірно «розмістяться» на великій кількості кристалів і великих градин не буде. Використовують для цього спеціальні речовини. Так, 1 мгйодистого срібла може дати сотні трильйонів дрібних кристалів, які не розчиняються у воді.

Протиградова ракета

Протиградова ракета

Як же доставити ці кристали у хмару, що підніма­ється до 10—12 км? Літаком дуже небезпечно, на надувних кулях — вітер віднесе від хмари. Вирішили за­стосувати ракети.

У 1958 р. розпочалося їх виготовлення в Радянсько­му Союзі. В середині того ж року перша дослідна партія ракет з’явилась в Алазанській долині (Грузія). Результати обстрілів хмар довели перспективність та­кого методу.

В роботах по боротьбі з градом за допомогою ракет беруть участь вчені Москви, Ленінграда, Грузії. Створе­но спеціальну протиградову комісію Державного науко­во-технічного комітету Ради Міністрів Грузинської РСР.

В результаті досліджень у 1961 р. було організовано захист від граду території більше ніж 30 тис. га. У 1963 р. в Грузії було захищено 50 тис. га посівів, а в 1964 р. буде захищено 300 тис. га посівів від згубної дії граду.